虛擬電廠的本質(zhì)是電力需求側(cè)具備發(fā)電廠功能特性的虛擬主體,利用先進的通信、控制和管理技術(shù),整合分散的分布式電源、用戶側(cè)儲能、可調(diào)節(jié)負荷等需求側(cè)資源,形成一個統(tǒng)一整體,像電力供應(yīng)側(cè)的傳統(tǒng)電廠一樣參與電力系統(tǒng)運行和電力市場交易。發(fā)展虛擬電廠有助于保障電力系統(tǒng)運行安全,激發(fā)市場活力,促進綠色發(fā)展。目前,我國虛擬電廠發(fā)展取得了積極成效,但也存在進一步完善的空間。
虛擬電廠可有效兼顧能源安全性、經(jīng)濟性和環(huán)境友好性
新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中,大規(guī)模波動性可再生能源接入后,傳統(tǒng)源隨荷動的電網(wǎng)運行調(diào)節(jié)方式面臨挑戰(zhàn),靈活調(diào)節(jié)資源容量不足。虛擬電廠可聚合工商業(yè)、居民客戶等多元資源參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù),提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力,減少電力平衡壓力,支撐系統(tǒng)安全運行,助力電力保供。
虛擬電廠發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)和平臺作用,可為海量小規(guī)模、無法獨立參與電力市場交易的分布式電源、可調(diào)節(jié)負荷、儲能等主體提供參與市場競爭的機會,同時為電力市場培育新型市場主體,活躍市場交易,促進充分競爭。在系統(tǒng)負荷需求高峰時段,虛擬電廠可削減或者轉(zhuǎn)移負荷,使該時段負荷需求降低,緩解系統(tǒng)容量短缺問題,減少或推遲電源電網(wǎng)投資。
發(fā)展虛擬電廠可通過發(fā)掘可控負荷、儲能等資源的可調(diào)控潛力,引導(dǎo)需求側(cè)資源匹配供給側(cè)可再生能源出力曲線,進而促進可再生能源電力的規(guī)?;{。此外,發(fā)展虛擬電廠還可實現(xiàn)對配網(wǎng)側(cè)分布式可再生資源的有序管理,進而提高可再生能源整體的接網(wǎng)和消納水平。
我國虛擬電廠發(fā)展取得了積極成效
國家宏觀政策對虛擬電廠建設(shè)發(fā)展給予了框架性政策指導(dǎo)。2021年12月,國家能源局發(fā)布《電力并網(wǎng)運行管理規(guī)定》《電力輔助服務(wù)管理辦法》,明確了虛擬電廠并網(wǎng)與參與電力輔助服務(wù)主體地位。2022年以來,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》《關(guān)于加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系的指導(dǎo)意見》等文件,支持虛擬電廠投資建設(shè)與運營,明確建立和完善虛擬電廠標準體系。地方政府結(jié)合本省發(fā)展情況,進一步細化支持政策。山西發(fā)布《虛擬電廠建設(shè)與運營管理實施方案》,規(guī)范了虛擬電廠并網(wǎng)運行技術(shù)、運營管理制度。山東發(fā)布《關(guān)于進一步做好2022年下半年山東省電力現(xiàn)貨市場結(jié)算試運行工作有關(guān)事項的通知》,明確虛擬電廠作為獨立市場主體參與現(xiàn)貨市場交易機制。北京、河南、浙江、廣東、重慶等地也相繼出臺文件,制訂虛擬電廠參與電力市場交易的政策規(guī)范、技術(shù)標準和市場機制。
目前,國網(wǎng)冀北、上海、浙江電力等建設(shè)的虛擬電廠示范項目已參與電力系統(tǒng)運行。國網(wǎng)冀北電力虛擬電廠聚合11類可調(diào)節(jié)資源,能夠根據(jù)調(diào)度指令,實時優(yōu)化參與市場交易的可調(diào)節(jié)資源。國網(wǎng)上海電力組織11家接入虛擬電廠的聚合商參與電網(wǎng)削峰填谷,實際單次最大可降負荷57萬千瓦。浙江麗水供電公司聚合457座小水電站,使其為大電網(wǎng)平抑電網(wǎng)峰谷差、調(diào)節(jié)供需矛盾提供支撐。這些示范項目在經(jīng)濟、環(huán)保等方面發(fā)揮了作用。
虛擬電廠相關(guān)市場機制建設(shè)和商業(yè)模式探索取得初步成效。在市場建設(shè)方面,虛擬電廠聚合并協(xié)調(diào)大量新興市場主體參與電力市場運行。國網(wǎng)冀北電力虛擬電廠引入蓄熱式電采暖、可調(diào)節(jié)工商業(yè)、智慧樓宇、智能家居、用戶側(cè)儲能、分布式光伏等11類新興主體,總?cè)萘?5.8萬千瓦,參與華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場交易。國網(wǎng)河北電力虛擬電廠聚合石油化工、可控工業(yè)、新能源汽車充電站等可控負荷,總?cè)萘?5萬千瓦,參與河北南網(wǎng)電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場交易。在商業(yè)模式方面,我國虛擬電廠現(xiàn)階段主要提供需求響應(yīng)、調(diào)峰服務(wù)。虛擬電廠聚合可調(diào)節(jié)負荷資源參與削峰填谷,保證電力系統(tǒng)平穩(wěn),促進新能源消納。國網(wǎng)冀北電力虛擬電廠以第三方獨立主體身份參與華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場交易,實現(xiàn)市場化運營。國網(wǎng)上海電力虛擬電廠參與需求側(cè)響應(yīng),已具備不依靠政府補貼獨立獲取利潤的能力。
對虛擬電廠發(fā)展的建議
我國虛擬電廠發(fā)展目前處于試點探索階段,政策、市場機制、技術(shù)標準、商業(yè)模式方面仍需完善。
在概念內(nèi)涵方面,尚未清晰界定虛擬電廠的范疇邊界。政產(chǎn)研各界均提出過虛擬電廠的概念定義,缺乏統(tǒng)一認識。地方政策文件對虛擬電廠概念定義的顆粒度差異較大。對虛擬電廠應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任義務(wù)缺乏國家層面的政策細則。在市場機制方面,交易機制設(shè)計處于起步階段,市場定位、準入條件、交易品種等還有待完善。我國已將虛擬電廠作為電力輔助服務(wù)市場主體,但由于其聚合資源的多元性,通常有發(fā)電企業(yè)、售電公司、電力用戶等多重市場定位,仍需要進一步明確其定位以支撐交易規(guī)則完善。虛擬電廠具有市場準入要求,現(xiàn)階段國家層面尚未出臺統(tǒng)一準入條件,各省根據(jù)市場建設(shè)和本省虛擬電廠發(fā)展情況制訂了各自的準入條件,市場準入條件不統(tǒng)一。目前,虛擬電廠僅能參與調(diào)峰輔助服務(wù),尚無法參與現(xiàn)貨、中長期、容量等市場交易,收益渠道受限。在技術(shù)標準方面,缺乏統(tǒng)一的建設(shè)標準和明確的并網(wǎng)調(diào)度規(guī)程。當前各類資源主體通過自有平臺開放接口或者安裝采集控制設(shè)備等方式接入虛擬電廠,數(shù)據(jù)交互存在壁壘,難以建立多系統(tǒng)貫通的信息安全防護體系。大部分省份能源主管機構(gòu)未出臺適用于虛擬電廠的并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議模板,缺乏并網(wǎng)接入規(guī)范、調(diào)節(jié)能力要求、數(shù)據(jù)交互要求、補償考核方式和計量結(jié)算要求等并網(wǎng)調(diào)度細則。
針對上述情況,建議出臺國家層面全局性、系統(tǒng)性專項政策,引導(dǎo)虛擬電廠健康發(fā)展。研究制訂指導(dǎo)性文件,統(tǒng)一規(guī)范虛擬電廠概念定義,引導(dǎo)社會各界形成統(tǒng)一認識。進一步明確虛擬電廠作為電力市場參與主體、電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度主體應(yīng)具備的權(quán)利、責(zé)任和義務(wù)。探索建立相關(guān)激勵機制,鼓勵引導(dǎo)更多小微市場主體參與虛擬電廠建設(shè)運營,支持孵化虛擬電廠新型產(chǎn)業(yè)形態(tài)發(fā)展。
完善相關(guān)市場機制,擴大收益渠道,促進商業(yè)模式創(chuàng)新。做好虛擬電廠參與市場交易的合規(guī)性管理,建立虛擬電廠市場準入標準、程序和交易規(guī)則,將其納入全國統(tǒng)一電力市場建設(shè)總體布局。加快推動虛擬電廠常態(tài)化參與調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)市場,推動虛擬電廠以靈活方式參與中長期、現(xiàn)貨各類市場化交易,充分激發(fā)虛擬電廠自身活力,促進商業(yè)模式創(chuàng)新。
建立技術(shù)標準體系,提升建設(shè)效率。建立涵蓋資源聚合控制、通信接口等方面的虛擬電廠建設(shè)運行標準體系,打破各類資源主體、虛擬電廠運營商、電網(wǎng)企業(yè)間的數(shù)據(jù)交互壁壘。構(gòu)建信息網(wǎng)絡(luò)安全防護機制,強化邊界防護,提高內(nèi)部安全防護能力,保證信息系統(tǒng)安全。研究出臺適用于虛擬電廠的并網(wǎng)調(diào)度規(guī)范,促進虛擬電廠與電網(wǎng)友好互動。(作者:吳瀟雨 時慶 曹雨晨 楊麗坡單位:國網(wǎng)能源研究院有限公司)
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