中國儲能網訊：隨著新型能源體系和新型電力系統(tǒng)建設持續(xù)推進，需求側資源聚合為虛擬電廠并參與市場交易和系統(tǒng)調節(jié)的熱度持續(xù)攀升，試點項目多點開花。虛擬電廠可以為電力系統(tǒng)提供增量調節(jié)能力，促進系統(tǒng)靈活智能與供需協(xié)同，但其發(fā)展仍面臨諸多問題。中國電科院經深入研究國外發(fā)展情況并走訪調研國內實踐項目，提出有關建議。
01
虛擬電廠內涵及國外發(fā)展情況
（一）虛擬電廠的內涵
在虛擬電廠建設發(fā)展過程中，社會各方認識不統(tǒng)一的問題暴露出來。中國電科院專家團隊認為：虛擬電廠是指利用數字化、智能化等先進技術，將需求側一定區(qū)域內的可調節(jié)負荷、分布式電源、儲能等資源進行聚合、協(xié)調、優(yōu)化，結合相應的電力市場機制，構成具備響應電網運行調節(jié)能力的系統(tǒng)。
虛擬電廠產業(yè)鏈包括上游海量需求側資源、中游虛擬電廠運營商及軟硬件設備供應商、下游電力系統(tǒng)調節(jié)市場。在上游，我國虛擬電廠聚合資源主要為工商業(yè)可調節(jié)負荷，另有少量分布式電源（兩聯(lián)供、三聯(lián)供）和用戶側儲能，而依賴保障性收購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靈活調節(jié)資源中總體占比較低。在中游，多數企業(yè)為虛擬電廠技術支持系統(tǒng)開發(fā)商，一部分企業(yè)為能源管理服務商、硬件設備制造商和數據服務商，少數企業(yè)開展售電業(yè)務。虛擬電廠運營商以發(fā)電集團和電網企業(yè)的下屬產業(yè)單位為主，民營企業(yè)正加速入局。在下游，虛擬電廠參與電力系統(tǒng)調節(jié)本質上是用電權和發(fā)電權具有附加值的轉讓交易，現(xiàn)階段仍以統(tǒng)購的形式組織開展。因此，下游企業(yè)一般為電網企業(yè)、獨立工業(yè)園區(qū)或配售電公司。
（二）國外虛擬電廠發(fā)展經驗
虛擬電廠在部分西方國家已實現(xiàn)商業(yè)化應用，運營模式較為成熟，由于電力體制和推廣目的不同，美國、德國、澳大利亞虛擬電廠的落地應用形式有著顯著的差異化特點，對我國探索利用虛擬電廠整合調動需求側資源常態(tài)化參與系統(tǒng)調節(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)市場主體的權利、義務。美國于2009年通過第719號法令，允許需求響應以獨立方式參與批發(fā)市場競價，賦予了需求側資源與供給側資源同等的地位，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營造公平的環(huán)境，要求各成員國輸電系統(tǒng)運營商和配電系統(tǒng)運營商在采購輔助服務時不得對供應商實行歧視待遇。澳大利亞能源市場運營機構于2019—2021年發(fā)布系列關于虛擬電廠參與國家電力市場的注冊、接入等指引，2023年發(fā)布虛擬電廠參與批發(fā)電力市場的指引。
二是盈利渠道較多、商業(yè)模式多樣。美國聚焦負荷資源聚合調配，與現(xiàn)貨市場強耦合組織需求響應，虛擬電廠按年獲得容量信用價格，實際調用后再獲取一筆補貼；用戶參與虛擬電廠聚合可享受儲能設備折扣優(yōu)惠。德國虛擬電廠主要聚合分布式電源和儲能資源，實現(xiàn)分布式電源可靠并網和電力市場運營，參與現(xiàn)貨市場、平衡市場、可中斷負荷投標和電網阻塞管理；運營商為用戶提供綜合能源服務以對沖高昂的電費。澳大利亞虛擬電廠聚合用戶側儲能，為電力系統(tǒng)提供頻率控制輔助服務，運營商通常同時作為售電公司或與售電公司合作，與用戶達成每年響應次數對應電費扣減的協(xié)議。
三是通過實踐推動技術發(fā)展并形成標準。歐洲主要應用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智能電網用戶交互等系列標準，規(guī)定了如何實施雙向信號系統(tǒng)以促進電力服務提供商、聚合商和最終用戶之間的信息交換，提供了關于需求側和電網之間的智能設備/系統(tǒng)之間信息交換接口的架構。美國采用了開放式自動需求響應通信規(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電氣產品的需求響應能力和支持技術系列標準，以及能源市場運營機構發(fā)布的《虛擬電廠可視化指引》，規(guī)范了設備和各級平臺接口功能。
02
我國虛擬電廠發(fā)展面臨的問題
近年來，在各級政府支持下，我國虛擬電廠發(fā)展迅速，在推動新型電力系統(tǒng)建設中發(fā)揮積極作用，但總體仍處于發(fā)展初期，面臨以下問題。
（一）虛擬電廠發(fā)展缺乏系統(tǒng)性規(guī)劃
一是國家層面尚未出臺虛擬電廠相關專項政策，各方關于虛擬電廠概念定義差異較大、權利義務界面不清晰，隨著民營企業(yè)加快入局，頂層設計需求愈發(fā)凸顯。二是部分地方“跟風”推出試點政策，未充分考慮本地電力系統(tǒng)運行和市場建設的實際需求和全國統(tǒng)一電力市場建設進展，虛擬電廠建設缺乏具有前瞻性的工作指引。
（二）虛擬電廠參與調節(jié)能動性不足
一是隨著新能源滲透率逐步提高，電能量本身價值趨低，但電力市場交易仍以電能量交易為主，輔助服務市場不支持虛擬電廠參與或向需求側資源開放頻率較低，導致虛擬電廠參與系統(tǒng)調節(jié)市場空間有限。二是虛擬電廠聚合資源以可調節(jié)負荷為主，電力用戶慣于將電能作為生產資料而非生產活動，缺乏在新型電力系統(tǒng)中承擔電力系統(tǒng)調節(jié)義務的意識和能動性。
（三）虛擬電廠調節(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和計量表后，資源種類多、感知交互難度大，工業(yè)負荷、數據中心等資源調節(jié)能力與經營狀況和生產過程強耦合，導致聚合不同資源的虛擬電廠之間存在巨大的調節(jié)性能差異。二是出于安全考慮，運營商通常不對用戶設備進行直接控制，致使虛擬電廠真實調節(jié)能力受天氣、時間和用戶行為影響較大。
（四）虛擬電廠建設缺少關鍵標準
一是虛擬電廠標準體系不健全，橫向上建設導則、數據交互、檢測要求等關鍵環(huán)節(jié)缺項，縱向上目前發(fā)布的標準給出了框架性要求，仍缺少具有可執(zhí)行的配套行標、企標。二是虛擬電廠相關標準通常為推薦性標準，導致增量資源建設中往往未預留接口，存量資源改造導致成本居高不下，與聚合資源、新型電力系統(tǒng)交互有效性和可靠性不足。
03
有關建議
一是加強頂層設計，加快出臺國家層面的指導意見和發(fā)展規(guī)劃。明確虛擬電廠概念定義和作用范圍，劃分相關方權利和義務，充分考慮東西部和南北方資源差異和電力系統(tǒng)運行需求、結合全國統(tǒng)一電力市場建設進度制定虛擬電廠實施路徑，引導虛擬電廠規(guī)范化、規(guī)?；⑹袌龌?、常態(tài)化發(fā)揮有效調節(jié)作用。
二是擴大盈利空間，完善虛擬電廠參與市場機制并豐富商業(yè)模式。培育市場主體、涵養(yǎng)市場活力，兼顧效率與公平，完善虛擬電廠參與現(xiàn)貨市場機制，允許虛擬電廠與傳統(tǒng)機組在輔助服務市場同臺競價，初期適當放寬市場考核?？s短虛擬電廠投資回報周期，引入容量補償機制，鼓勵運營商在監(jiān)管范圍內創(chuàng)新能源服務形式，拓展盈利渠道。
三是鼓勵技術創(chuàng)新，提高虛擬電廠常態(tài)化調節(jié)可靠性和準確性。加強重點科研攻關支持，推動虛擬電廠調節(jié)容量可信性評估、電網安全穩(wěn)定運行影響評估、人工智能協(xié)調控制策略等關鍵技術落地應用。建設高水平虛擬電廠仿真實驗室，提供虛擬電廠方案設計、應用場景測試、關鍵技術評估、機制模式驗證、網絡安全防護等技術支撐。
四是健全標準體系，發(fā)揮標準引領作用指導虛擬電廠規(guī)范建設和運營。推動技術標準和管理制度體系化建設，根據重要性、緊迫性，優(yōu)先推動虛擬電廠技術導則、接入測試規(guī)范、效果評估規(guī)范等關鍵標準起草編制。統(tǒng)一虛擬電廠與新型電力負荷管理系統(tǒng)、虛擬電廠與可調節(jié)資源的接口，統(tǒng)一數據交互形式和源頭，提高市場披露和控制監(jiān)測效率。
五是強化宣傳引導，推動形成行業(yè)共識和培育產業(yè)生態(tài)。行業(yè)協(xié)會、科研機構組織高水平虛擬電廠發(fā)展和技術論壇，協(xié)同高校、企業(yè)等舉辦交流活動，深入宣傳闡釋新型電力系統(tǒng)建設和虛擬電廠發(fā)展的重要意義。協(xié)同有關部門推出面向虛擬電廠的優(yōu)惠政策，壯大支撐產業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新資本，共同推動形成虛擬電廠健康發(fā)展的良好生態(tài)。
