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隨著分布式能源、電動汽車、儲能系統(tǒng)高速增長，作為整合、調(diào)控電網(wǎng)海量分散能源資源的虛擬電廠技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。虛擬電廠對提高新能源利用率、緩解電網(wǎng)運(yùn)行壓力、提升電網(wǎng)安全水平、推動能源清潔綠色轉(zhuǎn)型具有重要意義。根據(jù)中金公司預(yù)測，伴隨虛擬電廠的滲透以及多元盈利途徑的探索，預(yù)計(jì)我國虛擬電廠2030年有望觸達(dá)1320億元潛在市場空間，市場前景廣闊。國外虛擬電廠行業(yè)起步較早并已初步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營，因此建議借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，從頂層設(shè)計(jì)、交易機(jī)制、資源開發(fā)、商業(yè)模式等方面，加快推動我國虛擬電廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

一、國外虛擬電廠發(fā)展經(jīng)驗(yàn)

國外虛擬電廠已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。自2001年歐美國家開展虛擬電廠技術(shù)研究以來，得益于電力市場更加成熟、政策法規(guī)日益完善、商業(yè)模式逐步形成，虛擬電廠產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。以歐洲最大的虛擬電廠運(yùn)營商德國Next Kraftwerke公司為例，截至2022年底，該公司共運(yùn)營超過15346個(gè)分散式能源單元，管理容量達(dá)12294兆瓦。為此，本文通過深入分析國外虛擬電廠近年來的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，對相關(guān)政策出臺、市場機(jī)制設(shè)計(jì)、匯集資源類別、商業(yè)模式等方面進(jìn)行了總結(jié)。

（一）科學(xué)的頂層設(shè)計(jì)是前提條件

歐洲、美國、日本等國家政策法規(guī)日益完善，先后出臺多項(xiàng)政策措施，對虛擬電廠市場角色、準(zhǔn)入門檻、運(yùn)營范圍、各方權(quán)責(zé)利等進(jìn)行了明確，對促進(jìn)虛擬電廠商業(yè)推廣應(yīng)用起到了關(guān)鍵作用。例如，德國2014年修訂的《可再生能源法》規(guī)定所有100千瓦以上可再生能源發(fā)電項(xiàng)目必須參與電力市場交易，促使更多分布式項(xiàng)目選擇由虛擬電廠運(yùn)營；2016年修訂的《可中斷負(fù)荷協(xié)議條例》明確虛擬電廠可整合電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)的資源。美國2018年發(fā)布2222號法令，允許儲能和分布式能源聚合體作為競標(biāo)實(shí)體參與電力批發(fā)市場、輔助服務(wù)市場和容量市場，確定了虛擬電廠的市場主體地位。日本2016年提出虛擬電廠示范工程建設(shè)計(jì)劃，支持企業(yè)開展虛擬電廠技術(shù)研發(fā)，并發(fā)放了政府補(bǔ)貼。

（二）完善的市場交易機(jī)制是基礎(chǔ)保障

德國、美國等國家電力市場建設(shè)相對成熟，其電力市場交易規(guī)則經(jīng)過多輪修訂和市場檢驗(yàn)，為虛擬電廠的孵化和盈利模式創(chuàng)新營造了良好環(huán)境。在當(dāng)前市場交易機(jī)制下，德國電力市場允許虛擬電廠運(yùn)營商既在批發(fā)市場銷售100kW以上中型可再生能源電廠生產(chǎn)的電量，在日前市場優(yōu)化其售電；同時(shí)在日內(nèi)市場中銷售生物質(zhì)發(fā)電和水電等靈活性較高機(jī)組的發(fā)電量，從日內(nèi)市場和平衡市場中獲利；此外還能夠參與輔助服務(wù)市場獲取相應(yīng)收益。美國作為全球?qū)嵤┬枨箜憫?yīng)項(xiàng)目最多、種類最齊全的國家，也是較早開展需求側(cè)管理的國家之一，其需求響應(yīng)的有關(guān)機(jī)制已能夠全面支撐虛擬電廠商業(yè)運(yùn)營。此外，美國加州還將日前市場從15分鐘報(bào)價(jià)縮短到5分鐘，以鼓勵(lì)虛擬電廠等靈活性資源參與。

（三）多元的資源開發(fā)模式是有效舉措

國外虛擬電廠涵蓋資源類型更為豐富，包括源側(cè)、荷測及儲能等各類資源，尤其歐洲以分布式可再生能源為主，負(fù)荷側(cè)資源類型占比較小。以德國為例，由于高分布式能源占比的特性，德國虛擬電廠多以聚合電源側(cè)分布式可再生能源從而達(dá)到市場最低投標(biāo)規(guī)模，并通過調(diào)整可控分布式資源出力，優(yōu)化參與電力現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場，同時(shí)通過靈活電價(jià)引導(dǎo)虛擬電廠管轄內(nèi)系統(tǒng)優(yōu)化發(fā)用電成本。美國虛擬電廠則多以負(fù)荷側(cè)靈活性資源為主，其電力批發(fā)市場約有28GW的需求側(cè)資源參與需求響應(yīng)市場，規(guī)模占尖峰負(fù)荷的6%左右。因此，例如美國特斯拉Powerwal等虛擬電廠項(xiàng)目的主要應(yīng)用也是推進(jìn)用戶側(cè)可控負(fù)荷與電網(wǎng)互動，實(shí)現(xiàn)削峰填谷和反哺公用電網(wǎng)的效果。

（四）適合的商業(yè)模式是核心所在

國外獨(dú)立運(yùn)營商、電力公司、電力營銷商等虛擬電廠運(yùn)營主體更加多元化、市場化，且可通過參與電力市場交易、輔助服務(wù)市場等多種途徑獲利，各國基于不同市場條件和發(fā)展環(huán)境，探索形成了百花齊放的商業(yè)模式。從項(xiàng)目開發(fā)主體看，國外虛擬電廠商業(yè)模式大致可以分為以下四類：一是電力公司或電力零售商主導(dǎo)模式，聚合用戶側(cè)電池儲能和靈活負(fù)荷等資源，重點(diǎn)提供電網(wǎng)支撐、尖峰負(fù)荷管理服務(wù)，主要應(yīng)用在澳大利亞、日本和美國部分地區(qū)；二是電力營銷商模式，聚合分布式發(fā)電和大型用戶負(fù)荷，重點(diǎn)參與批發(fā)電力市場、輔助服務(wù)和容量市場，主要應(yīng)用在歐洲；三是獨(dú)立聚合商模式，由第三方聚合負(fù)荷、電源和儲能等資源，重點(diǎn)參與現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)和容量市場，主要應(yīng)用在歐洲和美國；四是儲能供應(yīng)商主導(dǎo)模式，由儲能供應(yīng)商聚合表后儲能系統(tǒng)，重點(diǎn)提供電網(wǎng)支撐和輔助服務(wù)，一定程度上參與現(xiàn)貨市場和容量市場，主要應(yīng)用在美國加州。

二、對我國虛擬電廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的啟示

我國虛擬電廠正逐漸從導(dǎo)入期邁入蓬勃發(fā)展階段。隨著我國分布式發(fā)電的快速發(fā)展和電力市場改革提速，我國在浙江、上海、廣東等負(fù)荷較高的東部地區(qū)已陸續(xù)開展了虛擬電廠試點(diǎn)示范。當(dāng)前，示范項(xiàng)目主要以聚合用戶側(cè)負(fù)荷資源為主，通過參與需求側(cè)響應(yīng)獲得收益。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前我國已開展的虛擬電廠試點(diǎn)項(xiàng)目，聚合資源容量總規(guī)模已超過1265萬千瓦。本文通過借鑒國外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和典型做法，以期從頂層設(shè)計(jì)、市場機(jī)制、資源開發(fā)、試點(diǎn)示范等方面提出建議，促進(jìn)我國虛擬電廠產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

（一）加快完善國家層面頂層設(shè)計(jì)

目前我國為提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和靈活性，國家和地方在相關(guān)規(guī)劃和政策文件中多次提出支持虛擬電廠發(fā)展，明確將虛擬電廠作為電力系統(tǒng)重要技術(shù)研究和發(fā)展方向。例如，《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出開展工業(yè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷、用戶側(cè)儲能等各類資源聚合的虛擬電廠示范，推動儲能設(shè)施、虛擬電廠、用戶可中斷負(fù)荷等靈活性資源參與輔助服務(wù)。但相關(guān)政策從規(guī)劃到全面落地實(shí)施尚有一定距離，《虛擬電廠管理規(guī)范》《虛擬電廠資源配置與評估技術(shù)規(guī)范》等國標(biāo)也仍處在起草階段，還需加快出臺相關(guān)政策文件明確虛擬電廠建設(shè)、運(yùn)營、監(jiān)管、定價(jià)機(jī)制、評估體系、補(bǔ)貼發(fā)放等關(guān)鍵問題，完善并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行規(guī)程、規(guī)范，保障其參與電網(wǎng)運(yùn)行和市場化交易的合規(guī)性。

（二）不斷健全市場配套機(jī)制

我國已初步建立起省間、省內(nèi)電力現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場，有關(guān)交易機(jī)制正不斷完善。部分?。ㄊ校┨岢鲈试S虛擬電廠作為市場主體參與調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)市場和需求側(cè)響應(yīng)，但參與中長期及現(xiàn)貨電能量市場、容量補(bǔ)償?shù)认嚓P(guān)配套機(jī)制尚未健全。隨著電力市場化改革的不斷推進(jìn)，我國虛擬電廠將向以現(xiàn)貨交易為主要獲益方式轉(zhuǎn)變，電能量市場的配套機(jī)制將對虛擬電廠項(xiàng)目盈利和價(jià)值體現(xiàn)產(chǎn)生重要影響，需要盡快完善其市場準(zhǔn)入、交易模式、結(jié)算模式等相關(guān)規(guī)則，破除機(jī)制障礙，并逐步引入相應(yīng)交易品種。

（三）充分發(fā)揮分布式資源潛力

我國目前多以負(fù)荷側(cè)資源調(diào)節(jié)為主，大多沿襲傳統(tǒng)的需求側(cè)管理模式。以上海黃浦區(qū)商業(yè)建筑虛擬電廠示范工程為例，上海全域通過運(yùn)營平臺納入該示范工程的資源包括充電用戶、非工柔性空調(diào)、商業(yè)樓宇、儲能、綜合能源平臺等多類用戶，總規(guī)模已達(dá)100萬千瓦。當(dāng)前該項(xiàng)目主要基于政府主導(dǎo)的需求響應(yīng)相關(guān)電價(jià)和激勵(lì)機(jī)制盈利，模式相對單一。未來隨著分布式光伏整縣開發(fā)等模式的不斷推廣落地，虛擬電廠還需進(jìn)一步發(fā)揮我國豐富的分布式可再生能源資源優(yōu)勢，從以聚合可控負(fù)荷為主，逐漸向聚合多種分布式發(fā)電、儲能資源的綜合型項(xiàng)目發(fā)展。

（四）多元化開展試點(diǎn)示范項(xiàng)目建設(shè)

我國虛擬電廠示范項(xiàng)目現(xiàn)階段主要以參與需求響應(yīng)市場和提供節(jié)能、用電監(jiān)控等增值服務(wù)為主，參與輔助服務(wù)市場為輔，仍處于電網(wǎng)公司聚合負(fù)荷側(cè)資源為主、少數(shù)發(fā)電企業(yè)參與的初始階段，還未實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)范圍內(nèi)分布式電源、儲能聯(lián)合聚合以及與電力市場交易互動的示范。應(yīng)充分借鑒國外多元化、市場化實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，組織發(fā)電企業(yè)、大型工商業(yè)用戶、儲能運(yùn)營商、互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)等各類市場主體深入開展虛擬電廠試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)，逐漸形成適合我國電力市場環(huán)境的虛擬電廠推廣模式。

原標(biāo)題：國外虛擬電廠發(fā)展經(jīng)驗(yàn)及啟示