中國儲能網(wǎng)訊：8月24日—26日，2024碳中和能源高峰論壇暨第四屆中國國際新型儲能技術(shù)及工程應(yīng)用大會與新型儲能技術(shù)青年科學(xué)家論壇在深圳正式舉辦。在8月24日下午進(jìn)行的虛擬電廠專場論壇上，東南大學(xué)電氣工程學(xué)院電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所所長高賜威做了題為《虛擬電廠的理論框架和標(biāo)準(zhǔn)體系》的主題報告演講。
東南大學(xué)電氣工程學(xué)院電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所所長高賜威
以下內(nèi)容根據(jù)大會發(fā)言整理，僅供參考。
我今天的報告是虛擬電廠的理論框架和標(biāo)準(zhǔn)體系。我本人是一直在做虛擬電廠，2017年開始做虛擬電廠，結(jié)合上海、廣州、深圳、國網(wǎng)中能等委托虛擬電廠的研究，獲得了一些獎項(xiàng)。另外一個是這幾年一直在做有關(guān)于虛擬電廠的標(biāo)準(zhǔn)化工作，今年有兩項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)剛剛獲得發(fā)布，應(yīng)該在明年開始實(shí)施，這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，一項(xiàng)是虛擬電廠管理規(guī)范，一個是虛擬電廠資源配置和評估規(guī)范，另外還有兩項(xiàng)行標(biāo)，第一項(xiàng)可能報批了，第二項(xiàng)目前在編制過程當(dāng)中，我們這標(biāo)準(zhǔn)做了兩年下來，后來發(fā)現(xiàn)可能術(shù)語最重要，大家都說不清楚虛擬電廠是什么，最好有一個統(tǒng)一的認(rèn)識，要不然同一個名詞大家不知道是什么意思。
虛擬電廠發(fā)展的背景與環(huán)境，還有國家層面的一些政策支持，這些都不講了。另外還有國內(nèi)這幾年發(fā)展非常迅速，我們這邊坐的人這么多，我相信大家對此都有比較多的認(rèn)知。
我就講一點(diǎn)干貨，有關(guān)于虛擬電廠理論框架，到底什么叫虛擬電廠。它分成幾個方面，一個是基本概念、理論基礎(chǔ)、技術(shù)模型、模式與功能和應(yīng)用場景。為什么還要講基本概念，因?yàn)樗磺宄懊孀铋_始的專家提到了虛擬電廠它到底是什么，好像概念不統(tǒng)一，但是我們既然做標(biāo)準(zhǔn)，我就希望它能統(tǒng)一，但這個統(tǒng)一并不是說我是做標(biāo)準(zhǔn)的，我做了國家標(biāo)準(zhǔn)，你們必須聽我的，我不是這個意思，我也沒有這個能力，我希望我說的東西你們聽了覺得有道理，你認(rèn)同我的說法，這個才是有意義的，因?yàn)樽鰳?biāo)準(zhǔn)應(yīng)該說是打開門做標(biāo)準(zhǔn)，大家一起來討論什么是合理的。
很多概念，這些概念里面都說它是專門做聚合的，是基于先進(jìn)的通信技術(shù)把這些分布式資源能夠形成它的效果。這些有各種的這種，我估計還可以再表述更多的定義出來，虛擬電廠到底是什么東西。其實(shí)聚合是一個很神奇的詞，所有人講虛擬電廠都會說聚合，但我就問你什么叫聚合？你干了什么叫聚合？似乎沒有人說得清楚什么叫聚合。
這是國標(biāo)里面的，今年發(fā)布的兩項(xiàng)國標(biāo)里面的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)時分開做的，做的標(biāo)準(zhǔn)定義也不一樣，最后國標(biāo)委說你這個不行，統(tǒng)一批發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)定義不一樣怎么行呢，就統(tǒng)一成這樣了，虛擬電廠是通過先進(jìn)的信息通信技術(shù)、智能計量以及優(yōu)化控制技術(shù)，將分布式電源、分布式儲能，可調(diào)節(jié)負(fù)荷等分布式資源進(jìn)行集成，構(gòu)成能響應(yīng)電網(wǎng)需求、參與電力市場運(yùn)行或接受電網(wǎng)調(diào)度的系統(tǒng)。聽下來是不是無比正確，但是依然不能解決我們對于虛擬電廠概念或者定義的需求，我們后面還會講到它。因?yàn)榻裉烨懊娴牡谝粋€吳專家提到了，他說這個東西跟負(fù)荷聚合商什么關(guān)系，需求響應(yīng)什么關(guān)系？源網(wǎng)荷儲一體化是什么關(guān)系，全都有交叉，到底是什么關(guān)系？還有是虛擬電廠的資源是什么？資源就是我們的定義，也是國標(biāo)里面的定義，包括能向外提輸出電能量或提供電功率調(diào)節(jié)能力的分布式設(shè)備或者系統(tǒng)，所以你看到?jīng)]有，它講的是對外內(nèi)輸出電能量或者是提供電功率調(diào)節(jié)能力的，這是關(guān)鍵的字眼。這是對于資源的定義。
我們說虛擬電廠到底是什么？我用這張圖來解釋一下，上面這些是不是虛擬電廠的資源，我記得曾經(jīng)有專家問我，我們的虛擬電廠為什么要聚合光伏，它不可調(diào)，我又不能去指望調(diào)光伏，氣光不能作為虛擬電廠的主要功能，這不合適，我為什么要聚合它。我說你可能對虛擬電廠的認(rèn)知有點(diǎn)問題，什么叫虛擬電廠？虛擬電廠首先是個電廠，要不然你為什么叫它電廠？虛擬只是一個定語，形容它的，名詞來講它應(yīng)該是電廠。
電廠怎么來定義？我們常規(guī)電廠怎么定義？常規(guī)電廠就是說你要么能夠發(fā)出電能量，要么能夠提供輔助服務(wù)，它的功能是這樣的。比如我們的企業(yè)是干什么的，你說你生產(chǎn)電視機(jī)的，我不管你采用什么樣的技術(shù)手段，你是電視機(jī)廠。生產(chǎn)汽車的，我不管你是什么技術(shù)手段，你是電視機(jī)廠或者是汽車廠，根據(jù)產(chǎn)品定義這家企業(yè)的。如果叫虛擬電廠，你應(yīng)該能夠?qū)ν獬袚?dān)的是輸出電廠能干的事，這些資源它能干什么，比如說像這些可調(diào)的儲能、電動汽車充電等等，這些都是提供靈活性，功率平衡能力的，所以它提供的是靈活性。那邊分布式光伏，分散式風(fēng)電提供電能量，因?yàn)槲也荒苤竿o你提供靈活性。中間小型的燃機(jī)也是分布式電源，它能提供靈活性，也能提供電能量，所以共同作用形成了虛擬電廠。
好，回到剛才那個專家問我的問題，我為什么要聚合分布式光伏，因?yàn)榉植际焦夥峁╇娔芰浚瑸槭裁次椰F(xiàn)在不愿意把分布式光伏聚合到虛擬電廠來呢？因?yàn)槲覀兞硗膺€有一句話，有什么樣的市場就有什么樣的市場主體。你聚合了分布式光伏，你能獲利嗎，目前只采用需求響應(yīng)的方式獲利，你要分布式光伏干什么呢，都沒有把你當(dāng)電廠看。需求響應(yīng)本質(zhì)上是把你當(dāng)負(fù)荷看，我沒有把你當(dāng)做電廠看，所以兩者共同我們形成了普遍意義上的虛擬電廠，有沒有說電源性的虛擬電廠，比如說不可調(diào)度、輸出電功率的，就是我們把分布式光伏、分布式風(fēng)電放在一塊，那叫什么？我們不能否認(rèn)集中式的光伏電站是個電廠，分布式光伏聚合到一起，我們認(rèn)為它是個電廠也沒有問題吧，提供電能量，它不可調(diào)度，可以，這是一種極端情況。另外一個，可調(diào)節(jié)負(fù)荷，只把負(fù)荷進(jìn)行聚合的，負(fù)荷型虛擬電廠，可調(diào)度、消耗電功率，這個叫電廠是打個問號，因?yàn)槲覀冎v可調(diào)度的負(fù)荷也能夠提供系統(tǒng)的平衡能力，提供輔助服務(wù)，也是可以的，要不要叫虛擬電廠，這個是值得商榷的。
我們再一下虛擬電廠的模型。我們一直在講虛擬電廠，有沒有人告訴我虛擬電廠的發(fā)電模型是什么？你的輸出到底是什么？還有問過我一個問題，說高老師我不知道虛擬電廠的容量怎么算？容量是它的最大的規(guī)律呢，還是規(guī)律的調(diào)節(jié)量呢？我知道了，為什么？他沒搞清楚這個發(fā)電模型到底是什么，因?yàn)檫@兩種發(fā)電模型現(xiàn)在都在用，所以你說的虛擬電廠和我說的不一樣，你就告訴我你的虛擬電廠的輸出是什么。我們看看目前的虛擬電廠的發(fā)電量的調(diào)整模型，就是當(dāng)我的虛擬電廠當(dāng)中具備調(diào)節(jié)能力的時候，我相當(dāng)于假想在這個虛擬電廠里面，在這邊我好想裝了一臺發(fā)電機(jī)組在那兒，我假想，因?yàn)樗梢哉{(diào)節(jié)，可以上下調(diào)節(jié)我的功率，如果我對外是個負(fù)荷的話，我上下調(diào)節(jié)功率相當(dāng)于我在內(nèi)部裝了個發(fā)動機(jī)。我不用電網(wǎng)給我提供電能量，我自己給我提供電能量，不就相當(dāng)于把我的負(fù)荷降下來了，所以那個叫虛擬電廠，他認(rèn)為我裝了一個分布式的發(fā)電機(jī)組。
這個是絕對量模型，絕對量模型就是把所有的發(fā)電機(jī)組儲能和負(fù)荷功率進(jìn)行總加，輸出什么功率就是什么功率，一個是叫調(diào)整量模型，跟那個不一樣，調(diào)整量模型就是需求響應(yīng)模型，需求響應(yīng)能夠降低負(fù)荷量，我們認(rèn)為是虛擬電廠的功率的輸出量。另外一種就是我們講的絕對量模型，就是把所有的功率進(jìn)行總加，那個量叫做絕對量模型，進(jìn)行總加以后，舉個例子，比如常規(guī)電廠里面有沒有儲能？現(xiàn)在很多常規(guī)電廠喜歡裝儲能，提高它的調(diào)頻性能。還有常規(guī)電廠里面有廠用電，廠用電加上本體的發(fā)電機(jī)儲能加在一起，就是它對外的輸出功率，所以你也可以說它是個虛擬電廠，它是聚合出來的。但是它是功率總加出來，它不是調(diào)整量的概念，所以我們有兩個模型，一個叫調(diào)整量模型，一個叫絕對量模型，這是我對它的定義。
理論基礎(chǔ)，有哪些理論跟它相關(guān)，比如分布式能源理論，智能電網(wǎng)理論，能源管理系統(tǒng)EMS理論，還有需求響應(yīng)理論，跟虛擬電廠都有關(guān)系。我們再講講，經(jīng)常有人有這個問題，說需求響應(yīng)和虛擬電廠是什么關(guān)系？我說虛擬電廠和調(diào)度之間就是調(diào)度直調(diào)的概念，就是你是我下屬電廠。需求響應(yīng)是什么關(guān)系？需求響應(yīng)是你的虛擬電廠系統(tǒng)跟你下屬資源之間的關(guān)系，不是調(diào)度跟下屬負(fù)荷之間的關(guān)系，是虛擬電廠平臺跟下屬資源的關(guān)系，應(yīng)該是這樣吧，在調(diào)度的眼中你不是一個負(fù)荷。
還有是有關(guān)于市場機(jī)制的理論，涉及到虛擬電廠在電力市場，我有一個說法，我一直是這么認(rèn)為的，我認(rèn)為沒有電力市場就不可能有虛擬電廠生存的空間，因?yàn)槟壳暗碾娏φ{(diào)度體制當(dāng)中是沒有它的空間的，我不會排它進(jìn)入調(diào)度序列的，我只有把它當(dāng)成一個需求響應(yīng)資源進(jìn)行需求響應(yīng)的，我不會把它當(dāng)作一個電廠概念。所以當(dāng)時有人在做一個虛擬電廠的市場準(zhǔn)入的時候還問我，他說我們領(lǐng)導(dǎo)講了虛擬電廠現(xiàn)在能力不夠，所以你要讓它準(zhǔn)入，說要給它一些優(yōu)惠的政策或者是調(diào)節(jié)能力，包括你的可靠性之類的，可以降低一點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，可以讓它進(jìn)入到虛擬電廠行列。我說你千萬別這樣，你這樣干的話，就有理由說我不會調(diào)度它的，只要能夠有別的辦法，我都不會調(diào)用它。你就是按照你常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)來要求虛擬電廠，沒有必要給它有特殊的政策，這是什么原因呢？因?yàn)槲覀冸娏ο到y(tǒng)在進(jìn)行運(yùn)行調(diào)度的時候，本身這是個技術(shù)問題，你不可能說我因?yàn)檫@個原因，某種原因我就對某些市場主體采用一些特殊的這種技術(shù)上放松要求的，你技術(shù)上出現(xiàn)問題誰來負(fù)責(zé)，最后的結(jié)果就是我不要用它了。
我后面還會有關(guān)于虛擬電廠本質(zhì)上它是一個數(shù)據(jù)公司，它是對大量數(shù)據(jù)的一個分析或者說研究的一個內(nèi)容，通過數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化算法提升這個系統(tǒng)的有效性或者運(yùn)行效率和可靠性，還有系統(tǒng)集成理論，系統(tǒng)集成關(guān)注不同的技術(shù)和系統(tǒng)的協(xié)同工作，因?yàn)樗聦俅罅康墓I(yè)控制系統(tǒng)。
這個是它的調(diào)整量模型，那個是虛擬電廠的等效的處理，調(diào)整量的等效處理。虛擬電廠是一個電廠，它向系統(tǒng)提供電能量或者服務(wù)的，所以你不要強(qiáng)調(diào)它的特殊性，你應(yīng)該強(qiáng)調(diào)它的普適性，你應(yīng)該強(qiáng)調(diào)它電廠那一面，而不應(yīng)該強(qiáng)調(diào)它特殊的那一面。虛擬電廠應(yīng)該是傳統(tǒng)電廠的競爭者，應(yīng)該與常規(guī)電廠是同臺競價的，虛擬電廠能夠?qū)嵤┬枨箜憫?yīng)，但是以負(fù)荷聚合商的身份，需求響應(yīng)是共側(cè)無法滿足需求系統(tǒng)不得已而為之，而虛擬電廠是直接參與發(fā)電廠的競爭，常態(tài)化的運(yùn)營。這是虛擬電廠的管理模式它的功能，一種集中管理模式，對下述資源可以進(jìn)行集中調(diào)控，它的功能就包括發(fā)電機(jī)負(fù)荷運(yùn)行，參與市場招投標(biāo)，市場風(fēng)險感覺，制定發(fā)電計劃，滿足負(fù)荷功能需求，實(shí)施運(yùn)行控制，這是聚合的功能，否則聚合這個名詞你不知道它在干什么。另外一個是分散式管理模式，下屬資源實(shí)時向虛擬電廠平臺提供我的能力，它只是做一個能力的專發(fā)者，聚合以后進(jìn)行專發(fā)，完了以后它可能收取的是一個管理費(fèi)。
還有一個是虛擬電廠的支撐技術(shù)，包括虛擬電廠優(yōu)化構(gòu)建技術(shù)，用戶側(cè)的資源配置優(yōu)化技術(shù)，面向虛擬電廠運(yùn)行的優(yōu)化決策和控制技術(shù)，前面這兩個對應(yīng)的是資源配置、控制終端和系統(tǒng)平臺，最后我們得到虛擬電廠性能、成本和收益的最優(yōu)。
應(yīng)用場景簡單說一下，一個是虛擬電廠把不可控的風(fēng)電光伏和可控的燃?xì)鈾C(jī)組、生物質(zhì)發(fā)電等資源進(jìn)行整合，形成一個統(tǒng)一整體，在市場當(dāng)中形成更好的收益和市場準(zhǔn)入、可靠性等等提高它的性能。第二是能量形成的套利，我具備這樣的能力，因?yàn)槲揖哂徐`活性，在這個時段和那個時段，我可以選擇價格高的時候發(fā)電，價格低的時候不發(fā)電或者少發(fā)電。還有我具備功率平衡能力，我就參與輔助服務(wù)，包括備用和調(diào)頻等等。
標(biāo)準(zhǔn)體系，我們從2021年的時候開始進(jìn)行策劃，就是中電聯(lián)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化管理中心我們組建了標(biāo)準(zhǔn)工作組。2022年1月份第一次會議，我們通過了虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)工作方案，2022年8月份又第二次會議進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)分工。2024年的4月份，今年的上半年，在我們學(xué)校，是我們來主辦，我們得到一個認(rèn)知，標(biāo)準(zhǔn)制定得差不多了，我們最后說虛擬電廠缺乏基礎(chǔ)性的標(biāo)準(zhǔn)，要把剛才說的問題說清楚。
這是目前的虛擬電廠的標(biāo)準(zhǔn)體系，第三版應(yīng)該有一定的更新，里面有部分的已經(jīng)有立項(xiàng)甚至是發(fā)布的。這里第一個第二個已經(jīng)發(fā)布了，其他的已經(jīng)立項(xiàng)了，能源的都屬于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，T/CEC是團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，只是目前在制定過程當(dāng)中。我們上次的會議講了，這些新的標(biāo)準(zhǔn)不用再立了，把根本標(biāo)準(zhǔn)立出來。
還有是虛擬電廠的思考和啟示。第一個是虛擬電廠發(fā)展很快，但是目前來看應(yīng)用場景還是很單一的，我們特別希望現(xiàn)在正式運(yùn)行的現(xiàn)貨市場，常態(tài)化運(yùn)行的省份能夠有更多更好的應(yīng)用或者是示范。第三個是虛擬電廠亟待市場化的加持，沒有市場，虛擬電廠不能常態(tài)化運(yùn)行，而且目前缺乏明確的市場準(zhǔn)入，市場監(jiān)測和接入標(biāo)準(zhǔn)。
從商業(yè)模式來看，我覺得虛擬電廠的本質(zhì)上它就是一個聚沙成塔的過程，虛擬電廠對內(nèi)進(jìn)行能源管理，對外輸出產(chǎn)品或者服務(wù)，兩者都具有顯著的經(jīng)濟(jì)價值，所以有人講說源網(wǎng)荷儲一體化，或者智能微電網(wǎng)是在干什么，你可能更多的是在做內(nèi)部的能源管理，你有沒有向外部提供能源服務(wù)，有沒有向外部提供電能量或者輔助服務(wù)，如果你向外部提供電能量或者輔助服務(wù)，我就承認(rèn)你是電廠，你如果只是在做對內(nèi)部進(jìn)行管理，我當(dāng)然不承認(rèn)你是電廠了。
另外還有一句話是虛擬電廠是什么？有什么樣的市場機(jī)制就有什么樣的虛擬電廠的商業(yè)模式與它相對應(yīng)，目前主要體現(xiàn)在需求響應(yīng)上。展望，虛擬電廠是能源領(lǐng)域的滴滴平臺，它都是匹配配需的關(guān)鍵載體，微小的資源接觸步道批發(fā)市場。對于虛擬電廠來講，它自身不必?fù)碛匈Y源，但是提供資源變現(xiàn)的能力。就跟滴滴平臺是一樣的，滴滴平臺可以自己沒有汽車，虛擬電廠是售電公司的天然延展，為什么呢？因?yàn)閮深^是一樣的，常規(guī)的售電公司是在批發(fā)市場中把電買來，賣給用電用戶。虛擬電廠跟它剛好相反，零售用戶那邊把資源聚合氣量賣到批發(fā)市場去。第三個虛擬電廠的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)，核心競爭力在于資源的數(shù)據(jù)、市場數(shù)據(jù)的分析和處理，核心業(yè)務(wù)在于市場中的供需匹配和風(fēng)險把控，這是虛擬電廠干的，所以虛擬電廠有時候給我們的感覺更像軟件公司，專門做數(shù)據(jù)分析。
這是個很大的產(chǎn)業(yè)，坐到這里的人都一直從事這個領(lǐng)域的工作，希望大家都有非常好的一個發(fā)展的空間和未來。我的報告就到這里。
（本稿件由中國儲能網(wǎng)獨(dú)家原創(chuàng)，未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載，違者必究法律責(zé)任。）
