中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著新型能源體系和新型電力系統(tǒng)建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，需求側(cè)資源聚合為虛擬電廠并參與市場(chǎng)交易和系統(tǒng)調(diào)節(jié)的熱度持續(xù)攀升，試點(diǎn)項(xiàng)目多點(diǎn)開花。虛擬電廠可以為電力系統(tǒng)提供增量調(diào)節(jié)能力，促進(jìn)系統(tǒng)靈活智能與供需協(xié)同，但其發(fā)展仍面臨諸多問(wèn)題。中國(guó)電科院經(jīng)深入研究國(guó)外發(fā)展情況并走訪調(diào)研國(guó)內(nèi)實(shí)踐項(xiàng)目，提出有關(guān)建議。
01
虛擬電廠內(nèi)涵及國(guó)外發(fā)展情況
（一）虛擬電廠的內(nèi)涵
在虛擬電廠建設(shè)發(fā)展過(guò)程中，社會(huì)各方認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一的問(wèn)題暴露出來(lái)。中國(guó)電科院專家團(tuán)隊(duì)認(rèn)為：虛擬電廠是指利用數(shù)字化、智能化等先進(jìn)技術(shù)，將需求側(cè)一定區(qū)域內(nèi)的可調(diào)節(jié)負(fù)荷、分布式電源、儲(chǔ)能等資源進(jìn)行聚合、協(xié)調(diào)、優(yōu)化，結(jié)合相應(yīng)的電力市場(chǎng)機(jī)制，構(gòu)成具備響應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)能力的系統(tǒng)。
虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈包括上游海量需求側(cè)資源、中游虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商及軟硬件設(shè)備供應(yīng)商、下游電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)市場(chǎng)。在上游，我國(guó)虛擬電廠聚合資源主要為工商業(yè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷，另有少量分布式電源（兩聯(lián)供、三聯(lián)供）和用戶側(cè)儲(chǔ)能，而依賴保障性收購(gòu)的分布式電源一般不參與聚合。參與虛擬電廠聚合的資源在需求側(cè)靈活調(diào)節(jié)資源中總體占比較低。在中游，多數(shù)企業(yè)為虛擬電廠技術(shù)支持系統(tǒng)開發(fā)商，一部分企業(yè)為能源管理服務(wù)商、硬件設(shè)備制造商和數(shù)據(jù)服務(wù)商，少數(shù)企業(yè)開展售電業(yè)務(wù)。虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商以發(fā)電集團(tuán)和電網(wǎng)企業(yè)的下屬產(chǎn)業(yè)單位為主，民營(yíng)企業(yè)正加速入局。在下游，虛擬電廠參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)本質(zhì)上是用電權(quán)和發(fā)電權(quán)具有附加值的轉(zhuǎn)讓交易，現(xiàn)階段仍以統(tǒng)購(gòu)的形式組織開展。因此，下游企業(yè)一般為電網(wǎng)企業(yè)、獨(dú)立工業(yè)園區(qū)或配售電公司。
（二）國(guó)外虛擬電廠發(fā)展經(jīng)驗(yàn)
虛擬電廠在部分西方國(guó)家已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，運(yùn)營(yíng)模式較為成熟，由于電力體制和推廣目的不同，美國(guó)、德國(guó)、澳大利亞虛擬電廠的落地應(yīng)用形式有著顯著的差異化特點(diǎn)，對(duì)我國(guó)探索利用虛擬電廠整合調(diào)動(dòng)需求側(cè)資源常態(tài)化參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)、助力電力保供和可再生能源消納具有借鑒意義。
一是以法律法規(guī)形式確立虛擬電廠具備等同于傳統(tǒng)市場(chǎng)主體的權(quán)利、義務(wù)。美國(guó)于2009年通過(guò)第719號(hào)法令，允許需求響應(yīng)以獨(dú)立方式參與批發(fā)市場(chǎng)競(jìng)價(jià)，賦予了需求側(cè)資源與供給側(cè)資源同等的地位，為虛擬電廠發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。歐盟于2012年首次在法律上定義“聚合商”，為虛擬電廠提供各種平衡服務(wù)營(yíng)造公平的環(huán)境，要求各成員國(guó)輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商和配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商在采購(gòu)輔助服務(wù)時(shí)不得對(duì)供應(yīng)商實(shí)行歧視待遇。澳大利亞能源市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)于2019—2021年發(fā)布系列關(guān)于虛擬電廠參與國(guó)家電力市場(chǎng)的注冊(cè)、接入等指引，2023年發(fā)布虛擬電廠參與批發(fā)電力市場(chǎng)的指引。
二是盈利渠道較多、商業(yè)模式多樣。美國(guó)聚焦負(fù)荷資源聚合調(diào)配，與現(xiàn)貨市場(chǎng)強(qiáng)耦合組織需求響應(yīng)，虛擬電廠按年獲得容量信用價(jià)格，實(shí)際調(diào)用后再獲取一筆補(bǔ)貼；用戶參與虛擬電廠聚合可享受儲(chǔ)能設(shè)備折扣優(yōu)惠。德國(guó)虛擬電廠主要聚合分布式電源和儲(chǔ)能資源，實(shí)現(xiàn)分布式電源可靠并網(wǎng)和電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)，參與現(xiàn)貨市場(chǎng)、平衡市場(chǎng)、可中斷負(fù)荷投標(biāo)和電網(wǎng)阻塞管理；運(yùn)營(yíng)商為用戶提供綜合能源服務(wù)以對(duì)沖高昂的電費(fèi)。澳大利亞虛擬電廠聚合用戶側(cè)儲(chǔ)能，為電力系統(tǒng)提供頻率控制輔助服務(wù)，運(yùn)營(yíng)商通常同時(shí)作為售電公司或與售電公司合作，與用戶達(dá)成每年響應(yīng)次數(shù)對(duì)應(yīng)電費(fèi)扣減的協(xié)議。
三是通過(guò)實(shí)踐推動(dòng)技術(shù)發(fā)展并形成標(biāo)準(zhǔn)。歐洲主要應(yīng)用IEC 62746客戶能源管理系統(tǒng)與電源管理系統(tǒng)之間的系統(tǒng)接口和IEC TS 62939智能電網(wǎng)用戶交互等系列標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了如何實(shí)施雙向信號(hào)系統(tǒng)以促進(jìn)電力服務(wù)提供商、聚合商和最終用戶之間的信息交換，提供了關(guān)于需求側(cè)和電網(wǎng)之間的智能設(shè)備/系統(tǒng)之間信息交換接口的架構(gòu)。美國(guó)采用了開放式自動(dòng)需求響應(yīng)通信規(guī)范，提供開放、安全的雙向信息交換模型。澳大利亞主要采用AS/NZS4755電氣產(chǎn)品的需求響應(yīng)能力和支持技術(shù)系列標(biāo)準(zhǔn)，以及能源市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)發(fā)布的《虛擬電廠可視化指引》，規(guī)范了設(shè)備和各級(jí)平臺(tái)接口功能。
02
我國(guó)虛擬電廠發(fā)展面臨的問(wèn)題
近年來(lái)，在各級(jí)政府支持下，我國(guó)虛擬電廠發(fā)展迅速，在推動(dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)中發(fā)揮積極作用，但總體仍處于發(fā)展初期，面臨以下問(wèn)題。
（一）虛擬電廠發(fā)展缺乏系統(tǒng)性規(guī)劃
一是國(guó)家層面尚未出臺(tái)虛擬電廠相關(guān)專項(xiàng)政策，各方關(guān)于虛擬電廠概念定義差異較大、權(quán)利義務(wù)界面不清晰，隨著民營(yíng)企業(yè)加快入局，頂層設(shè)計(jì)需求愈發(fā)凸顯。二是部分地方“跟風(fēng)”推出試點(diǎn)政策，未充分考慮本地電力系統(tǒng)運(yùn)行和市場(chǎng)建設(shè)的實(shí)際需求和全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè)進(jìn)展，虛擬電廠建設(shè)缺乏具有前瞻性的工作指引。
（二）虛擬電廠參與調(diào)節(jié)能動(dòng)性不足
一是隨著新能源滲透率逐步提高，電能量本身價(jià)值趨低，但電力市場(chǎng)交易仍以電能量交易為主，輔助服務(wù)市場(chǎng)不支持虛擬電廠參與或向需求側(cè)資源開放頻率較低，導(dǎo)致虛擬電廠參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)市場(chǎng)空間有限。二是虛擬電廠聚合資源以可調(diào)節(jié)負(fù)荷為主，電力用戶慣于將電能作為生產(chǎn)資料而非生產(chǎn)活動(dòng)，缺乏在新型電力系統(tǒng)中承擔(dān)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)義務(wù)的意識(shí)和能動(dòng)性。
（三）虛擬電廠調(diào)節(jié)能力可靠性偏低
一是虛擬電廠靈活性資源廣泛分布在用戶側(cè)和計(jì)量表后，資源種類多、感知交互難度大，工業(yè)負(fù)荷、數(shù)據(jù)中心等資源調(diào)節(jié)能力與經(jīng)營(yíng)狀況和生產(chǎn)過(guò)程強(qiáng)耦合，導(dǎo)致聚合不同資源的虛擬電廠之間存在巨大的調(diào)節(jié)性能差異。二是出于安全考慮，運(yùn)營(yíng)商通常不對(duì)用戶設(shè)備進(jìn)行直接控制，致使虛擬電廠真實(shí)調(diào)節(jié)能力受天氣、時(shí)間和用戶行為影響較大。
（四）虛擬電廠建設(shè)缺少關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)
一是虛擬電廠標(biāo)準(zhǔn)體系不健全，橫向上建設(shè)導(dǎo)則、數(shù)據(jù)交互、檢測(cè)要求等關(guān)鍵環(huán)節(jié)缺項(xiàng)，縱向上目前發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)給出了框架性要求，仍缺少具有可執(zhí)行的配套行標(biāo)、企標(biāo)。二是虛擬電廠相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)通常為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致增量資源建設(shè)中往往未預(yù)留接口，存量資源改造導(dǎo)致成本居高不下，與聚合資源、新型電力系統(tǒng)交互有效性和可靠性不足。
03
有關(guān)建議
一是加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，加快出臺(tái)國(guó)家層面的指導(dǎo)意見和發(fā)展規(guī)劃。明確虛擬電廠概念定義和作用范圍，劃分相關(guān)方權(quán)利和義務(wù)，充分考慮東西部和南北方資源差異和電力系統(tǒng)運(yùn)行需求、結(jié)合全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè)進(jìn)度制定虛擬電廠實(shí)施路徑，引導(dǎo)虛擬電廠規(guī)范化、規(guī)?；?、市場(chǎng)化、常態(tài)化發(fā)揮有效調(diào)節(jié)作用。
二是擴(kuò)大盈利空間，完善虛擬電廠參與市場(chǎng)機(jī)制并豐富商業(yè)模式。培育市場(chǎng)主體、涵養(yǎng)市場(chǎng)活力，兼顧效率與公平，完善虛擬電廠參與現(xiàn)貨市場(chǎng)機(jī)制，允許虛擬電廠與傳統(tǒng)機(jī)組在輔助服務(wù)市場(chǎng)同臺(tái)競(jìng)價(jià)，初期適當(dāng)放寬市場(chǎng)考核。縮短虛擬電廠投資回報(bào)周期，引入容量補(bǔ)償機(jī)制，鼓勵(lì)運(yùn)營(yíng)商在監(jiān)管范圍內(nèi)創(chuàng)新能源服務(wù)形式，拓展盈利渠道。
三是鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新，提高虛擬電廠常態(tài)化調(diào)節(jié)可靠性和準(zhǔn)確性。加強(qiáng)重點(diǎn)科研攻關(guān)支持，推動(dòng)虛擬電廠調(diào)節(jié)容量可信性評(píng)估、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行影響評(píng)估、人工智能協(xié)調(diào)控制策略等關(guān)鍵技術(shù)落地應(yīng)用。建設(shè)高水平虛擬電廠仿真實(shí)驗(yàn)室，提供虛擬電廠方案設(shè)計(jì)、應(yīng)用場(chǎng)景測(cè)試、關(guān)鍵技術(shù)評(píng)估、機(jī)制模式驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)等技術(shù)支撐。
四是健全標(biāo)準(zhǔn)體系，發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)作用指導(dǎo)虛擬電廠規(guī)范建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。推動(dòng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理制度體系化建設(shè)，根據(jù)重要性、緊迫性，優(yōu)先推動(dòng)虛擬電廠技術(shù)導(dǎo)則、接入測(cè)試規(guī)范、效果評(píng)估規(guī)范等關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)起草編制。統(tǒng)一虛擬電廠與新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)、虛擬電廠與可調(diào)節(jié)資源的接口，統(tǒng)一數(shù)據(jù)交互形式和源頭，提高市場(chǎng)披露和控制監(jiān)測(cè)效率。
五是強(qiáng)化宣傳引導(dǎo)，推動(dòng)形成行業(yè)共識(shí)和培育產(chǎn)業(yè)生態(tài)。行業(yè)協(xié)會(huì)、科研機(jī)構(gòu)組織高水平虛擬電廠發(fā)展和技術(shù)論壇，協(xié)同高校、企業(yè)等舉辦交流活動(dòng)，深入宣傳闡釋新型電力系統(tǒng)建設(shè)和虛擬電廠發(fā)展的重要意義。協(xié)同有關(guān)部門推出面向虛擬電廠的優(yōu)惠政策，壯大支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新資本，共同推動(dòng)形成虛擬電廠健康發(fā)展的良好生態(tài)。
