作為市場機(jī)制下“源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)”的有效實(shí)現(xiàn)形式，虛擬電廠的價(jià)值與趨勢被業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。

目前，全國首批8個(gè)電力現(xiàn)貨市場試點(diǎn)之一的山西省首批由9家售電主體申報(bào)的15家虛擬電廠建設(shè)完成，共聚合容量184.74萬千瓦，可調(diào)節(jié)容量39.2萬千瓦。山西首批虛擬電廠建設(shè)完成，打開了國內(nèi)虛擬電廠的成長空間。

近日，國網(wǎng)上海市電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院主持申報(bào)的《虛擬電廠資源配置與評估技術(shù)規(guī)范》已由國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)正式批準(zhǔn)立項(xiàng)，標(biāo)志著虛擬電廠領(lǐng)域首個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)正式立項(xiàng)，虛擬電廠正式走入加速發(fā)展的快車道。

虛擬電廠概念十分火爆，市場的盈利和發(fā)展模式是怎樣的？虛擬電廠建設(shè)難點(diǎn)在哪？作為市場主體、并網(wǎng)調(diào)度主體，虛擬電廠在電力市場、電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行體系中的商業(yè)價(jià)值和系統(tǒng)運(yùn)行價(jià)值如何發(fā)掘？

2月15日，由能見主辦的以“中國虛擬電廠發(fā)展研討會(huì)”為主題的直播在線上舉行。本次活動(dòng)由能見研究院副院長曹開虎主持，清華大學(xué)副研究員，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院電力市場與碳市場研究所副所長蔡元紀(jì)、山西省電力公司營銷部副處長陳揚(yáng)波、深圳市科中云技術(shù)有限公司副總經(jīng)理黃仁照等虛擬電廠項(xiàng)目參與者對有關(guān)虛擬電廠的深層次問題進(jìn)行了分析與研討。

“看不見的電廠”，提升電力資源利用效率

虛擬電廠在解決建設(shè)新型電力系統(tǒng)靈活性資源供需問題方面作用顯著。

蔡元紀(jì)指出，虛擬電廠是將分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、可控負(fù)荷等分布式資源整合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化與調(diào)控功能的群體或系統(tǒng)。其與主動(dòng)式配網(wǎng)等概念的區(qū)別在于，前者對分布式資源的聚合，并不要求在物理上位于同一區(qū)域內(nèi)，而是通過先進(jìn)的信息通信技術(shù)將它們整合之后形成虛擬的概念。

這代表虛擬電廠可將分散的電網(wǎng)、負(fù)荷、電力、儲(chǔ)能等進(jìn)行集成調(diào)控，平抑新能源電力的隨機(jī)波動(dòng)性，靈活實(shí)現(xiàn)削峰填谷。

陳揚(yáng)波認(rèn)為，虛擬電廠是以電網(wǎng)為載體，通過“云邊協(xié)同+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)+人工智能”技術(shù)，聚合、優(yōu)化、協(xié)調(diào)所屬資源，以作為一個(gè)特殊電廠市場主體開展需求響應(yīng)，參與電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行和電力市場交易，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)靈活性資源的聚合，保障電力可靠供應(yīng)和供需平衡。從作用上看，虛擬電廠可緩解分布式發(fā)電的負(fù)面效應(yīng)，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

發(fā)展虛擬電廠可為電網(wǎng)運(yùn)行帶來高質(zhì)量可調(diào)節(jié)資源，同時(shí)也與分布式發(fā)電、電力保供、能源數(shù)字化等熱點(diǎn)密切相關(guān)。

“隨著新能源逐步成為裝機(jī)、電量主體，電力商品的價(jià)值較以往出現(xiàn)細(xì)分，由以電能量價(jià)值為主，逐步向電能量價(jià)值、可靠性價(jià)值、靈活性價(jià)值以及綠色環(huán)境價(jià)值等多維價(jià)值體系轉(zhuǎn)變。”蔡元紀(jì)說。

由此可見，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中，虛擬電廠的多維價(jià)值是其重要的發(fā)展要素。

在新型電力系統(tǒng)中，其價(jià)值表現(xiàn)在提供靈活可調(diào)能力，為系統(tǒng)電力電量平衡提供不同時(shí)間尺度的上下調(diào)裕度，提高平衡概率的魯棒性；實(shí)現(xiàn)資源即插即用，為電力系統(tǒng)可調(diào)資源提供動(dòng)態(tài)拓展能力，緩解系統(tǒng)靈活資源稀缺問題；通過分層-分區(qū)動(dòng)態(tài)構(gòu)建，為多樣運(yùn)行方式下的系統(tǒng)時(shí)變可行域拓展可調(diào)區(qū)間，提高系統(tǒng)的安全性；雙向聚合協(xié)同，為主-配網(wǎng)潮流翻轉(zhuǎn)提供雙向互動(dòng)解決方案，實(shí)現(xiàn)基于資源共享的電能互濟(jì)；提供緊急響應(yīng)控制，為系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量下降提供基于可中斷負(fù)荷的快速調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)的暫態(tài)性能等。

陳揚(yáng)波表示：“虛擬電廠是需求響應(yīng)的進(jìn)一步衍生，具有‘源-荷’雙重身份，待常態(tài)化市場化交易機(jī)制成熟后，可作為能源生態(tài)圈建設(shè)的重要組成部分。”

黃仁照也指出：“目前我們國家的電力供需是較為緊張，電力峰谷差矛盾日益突出，所以急需虛擬電廠來調(diào)控負(fù)荷。”

虛擬電廠的出現(xiàn)，可大幅提高新能源的利用率，被業(yè)內(nèi)視為支撐電力供需雙側(cè)智能互動(dòng)和協(xié)同發(fā)展的重要方向。

走出概念，虛擬電廠迎來大展拳腳的空間

關(guān)注度大幅提升背景下，山西、廣東、山東等多地能源主管部門先后出臺(tái)虛擬電廠專項(xiàng)政策。

黃仁照舉例，“2022年6月，深圳市發(fā)改委印發(fā)了深圳市虛擬電廠落地工作方案，方案中明確指出，到2025年，深圳將建成一個(gè)具備100萬千瓦級的可調(diào)節(jié)能力的虛擬電廠，逐步形成年度最大負(fù)荷5%的左右的穩(wěn)定調(diào)節(jié)能力。”

受國際、國內(nèi)大形勢影響，2021年山西出現(xiàn)了電力供需緊張形勢。山西省能源局于2022年6月份印發(fā)了國內(nèi)首份虛擬電廠建設(shè)運(yùn)營管理實(shí)施方案，填補(bǔ)了山西省需求響應(yīng)政策的空白。

該方案是國內(nèi)首家虛擬電廠運(yùn)營管理方案，且也是首家明確通過參與現(xiàn)貨市場獲取收益的虛擬電廠建設(shè)運(yùn)營方案，與傳統(tǒng)的通過邀約補(bǔ)貼獲取收益的虛擬電廠有很大區(qū)別。方案明確，山西所有虛擬電廠技術(shù)支持系統(tǒng)要接入省級智慧能源服務(wù)平臺(tái)統(tǒng)一管理，該方案出臺(tái)創(chuàng)新了虛擬電廠運(yùn)行和收益的方式，為全國起到了很好的示范作用。

山西虛擬電廠的建設(shè)流程如下：項(xiàng)目主體申報(bào)-能源局組織第三方評審-評審?fù)ㄟ^后對項(xiàng)目進(jìn)行公示-項(xiàng)目主體開展建設(shè)-建設(shè)完畢后申請測試-測試合格后并網(wǎng)-交易平臺(tái)注冊-入市交易。

在介紹山西虛擬電廠相關(guān)情況時(shí)，陳揚(yáng)波指出：“目前受山西省能源委托，我們在去年完成了首批9家項(xiàng)目主體的申報(bào)符合虛擬電廠建設(shè)方案評估，省能源局公示了4家，今年上半年我們力爭建設(shè)公司的虛擬電廠推進(jìn)實(shí)體化運(yùn)營。”陳揚(yáng)波強(qiáng)調(diào)，這其中，省級智慧能源服務(wù)平臺(tái)為推進(jìn)山西虛擬電廠建設(shè)提供了重要支撐。

伴隨近幾年政策逐漸演化，虛擬電廠示范項(xiàng)目在國內(nèi)蓬勃興起。“著名的案例應(yīng)該是冬奧賽區(qū)的虛擬電廠，在冀北區(qū)域支持冬奧百分百綠色電力供應(yīng)的實(shí)現(xiàn)，整合了多種資源開展集群調(diào)配，為張家口地區(qū)的風(fēng)電出力波動(dòng)進(jìn)行了很好的響應(yīng)。”蔡元紀(jì)說。

同時(shí)，AI方案也在助力虛擬電廠商業(yè)化落地。據(jù)黃仁照介紹，深圳市科中云技術(shù)有限公司（以下簡稱“科中云”）完成了深圳市首個(gè)樓宇級虛擬電廠柔性負(fù)荷調(diào)節(jié)示范項(xiàng)目——圍繞深圳國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心搭建出裙樓級虛擬電廠子站能源管理平臺(tái)。該項(xiàng)目中科中云利用AI負(fù)荷調(diào)節(jié)手段，將普通空調(diào)負(fù)荷轉(zhuǎn)換為柔性負(fù)荷，接入并參與到電網(wǎng)的互動(dòng)和響應(yīng)之中。同時(shí)，該項(xiàng)目還實(shí)現(xiàn)了真正的商業(yè)化落地，通過需求響應(yīng)和削峰填谷，可以提供各類輔助服務(wù)，從而獲得收益。

冷靜思考，虛擬電廠應(yīng)解決技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系等多項(xiàng)問題

虛擬電廠概念火爆，參與者眾多。多方追捧背后，未來應(yīng)該怎么干？有哪些模式值得業(yè)內(nèi)共同研究？

陳揚(yáng)波表示，山西虛擬電廠的項(xiàng)目模式，現(xiàn)貨方式的虛擬電廠應(yīng)該是今后虛擬電廠發(fā)展的主要方向。

“一方面是現(xiàn)在建設(shè)電力統(tǒng)一大市場，隨著電力化改革的深入，之前沒有這個(gè)項(xiàng)目的市場，這種模式會(huì)比較普及。”陳揚(yáng)波補(bǔ)充道，“另外一方面，原來傳統(tǒng)的邀約補(bǔ)貼型的虛擬電廠，是通過政府的財(cái)政補(bǔ)貼能補(bǔ)貼的，但財(cái)政補(bǔ)貼存在補(bǔ)貼資金不足等問題，因此我認(rèn)為未來可能以通過市場化的方式來解決虛擬電廠的資金和運(yùn)營等問題。”

黃仁照認(rèn)為，從虛擬電廠的需求端分析，供電側(cè)，需要優(yōu)化分布式能源發(fā)電；用電側(cè)，需要多能互補(bǔ)、需求響應(yīng)，配電側(cè)，需要支持新能源自由接入。從接入需求看，基礎(chǔ)能力是需要盡可能地接入海量異構(gòu)負(fù)荷側(cè)靈活可調(diào)節(jié)資源，包括分布式能源、儲(chǔ)能等優(yōu)質(zhì)可調(diào)設(shè)備以及有調(diào)節(jié)能力的優(yōu)質(zhì)負(fù)荷；從控制需求看，核心能力是虛擬電廠需要有相應(yīng)的控制能力能夠保證各類策略和指令可以被執(zhí)行；從交易需求看，市場交易是虛擬電廠初期的收入來源，可以參與到電量交易、輔助服務(wù)、需求響應(yīng)等市場。

黃仁照進(jìn)一步總結(jié)道，虛擬電廠管理通過建立用戶側(cè)能源監(jiān)控，結(jié)合光儲(chǔ)充運(yùn)營調(diào)度，圍繞資源管理、用戶管理和響應(yīng)管理，融合協(xié)同優(yōu)化海量資源，參與電力市場交易，激活存量可調(diào)節(jié)資源的利用價(jià)值，對能源結(jié)構(gòu)的多維度深層次分析，分析用電行為，提高能源利用率。當(dāng)前市場可以通過多能互補(bǔ)穩(wěn)定、需求響應(yīng)管理、參與市場化交易、提高能效水平、輔助服務(wù)增值等方式來發(fā)展虛擬電廠。

一般虛擬電廠分為三個(gè)大階段，首先是邀約型的階段和市場型的階段，其次是自主調(diào)控階段。

“從當(dāng)前階段來看，我們大家可能都還處于初期，所以后續(xù)我們還有兩個(gè)大階段需要去走。”黃仁照說。

那么在市場型階段與自主調(diào)控階段，虛擬電廠應(yīng)如何邁進(jìn)？蔡元紀(jì)提出以下幾點(diǎn)：

一是在政策與商業(yè)模式中，推出引導(dǎo)分布式資源參與的政策規(guī)則、激勵(lì)機(jī)制或商業(yè)模式。

二是在電力市場機(jī)制中，研究虛擬電廠可參與的外部市場交易模式（如現(xiàn)貨、輔助服務(wù)、跨區(qū)跨省交易等）；研究適用于分布式資源聚合的市場交易模式，并推動(dòng)專項(xiàng)交易機(jī)制落地；研究分布式資源參與虛擬電廠的價(jià)值核算和結(jié)算分配機(jī)制。

三是在關(guān)鍵技術(shù)中，加強(qiáng)可聚合參與虛擬電廠的分布式資源的規(guī)模、能力（如調(diào)節(jié)速度、調(diào)節(jié)區(qū)間、響應(yīng)次數(shù)、能量需求、時(shí)間限制等）研究；關(guān)注資源建模、聚合和優(yōu)化控制中的關(guān)鍵問題；開展5G、區(qū)塊鏈等先進(jìn)信息通信技術(shù)在虛擬電廠中的應(yīng)用。

作為新興市場主體，虛擬電廠是繼分布式光伏、氫能后又一具有前景的業(yè)務(wù)方向，在新型能源體系構(gòu)建和保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行中具有重要價(jià)值。在電力市場發(fā)展大局中，面對當(dāng)下產(chǎn)業(yè)暴露的多項(xiàng)問題，需加快完善其參與市場的相關(guān)機(jī)制，構(gòu)建技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，促進(jìn)虛擬電廠健康發(fā)展。

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