虛擬電廠可以把分散資源聚沙成塔，提升電網對清潔能源的接入能力和消納能力，促進電力供應的綠色低碳轉型，是符合新型電力系統發展需要的重要方式。目前，我國的虛擬電廠仍處于由邀約型向市場型過渡的階段，政策環境、市場機制等都已初具基礎，但仍有一些痛點尚待消除。
▲華能浙江虛擬電廠值班人員正在監控接入資源運行情況。華能集團/供圖
11月25日11時26分，華能浙江虛擬電廠1號機組順利完成72小時試運行，這標志著全國首臺(套)接入調度系統參與虛擬電廠實時響應調節的機組正式投產。據了解，該虛擬電廠目前總可調容量8.38萬千瓦。當可調容量達到30萬千瓦時，其調節能力相當于42萬千瓦傳統燃煤機組，每年可促進新能源消納23.3億千瓦時，節省原煤98.2萬噸，降低二氧化碳排放187萬噸，具有良好的經濟效益和環境效益。
近期，多份國家政策文件提及虛擬電廠，均指出虛擬電廠在新型電力系統構建中的重要價值。與此同時，全國多地紛紛布局虛擬電廠示范項目。一時間，“虛擬電廠”的概念引起業內熱烈討論，呈現出“紙上香”景象。
在構建新型電力系統的過程中將如何發揮虛擬電廠的價值?我國虛擬電廠現階段發展狀況如何?未來該從哪些方面進一步挖掘潛力?記者就此進行了采訪與調查。
各地積極試點
政策大力扶持
據了解，近期業內熱烈討論的“虛擬電廠”不同于常規的發電廠，它沒有鍋爐和煙囪，也不需要廠房和龐大的發電機;即便如此，它卻可以參與到電力系統當中去，且任何分散資源都可能是其中的一員。“比如，您家屋頂上的光伏就可能是虛擬電廠的一分子。可以說，虛擬電廠正是大眾參與電力行業和能源行業并為轉型保供作出自身貢獻的好機會。”全球能源互聯網發展合作組織運行局運行分析處處長馮利民不久前在中國虛擬電廠發展前景展望和商業模式分析會上這樣說。
記者了解到，虛擬電廠是一種分布式多類型能源資源聚合管理運行模式，通過智能管控平臺，廣泛聚合和優化各類分布式電源、儲能系統、充換電站以及微電網、樓宇空調等多元化需求側資源，把多類型、多能流、多主體資源以電為中心聚合起來，參與電網實時調度，實現電源側的多能互補、負荷側的柔性互動。“虛擬電廠還可以作為一個特殊電廠參與電力市場和輔助服務市場運營，促進資源優化利用，提升資源利用率和系統靈活性，真正形成能源的互聯和高效運行。”浙達能源CEO蔣雪冬如是說。
近年來，我國在上海、江蘇、浙江、廣東等地相繼開展了虛擬電廠試點 ，主要以工業負荷、商業樓宇空調負荷和居民側負荷等負荷類資源為主，輔以儲能、分布式光伏、自備電廠等資源，拓展出需求響應、調峰、調頻、調壓、備用等多種補貼收益方式。
今年8月，我國首家虛擬電廠管理中心在深圳成立;今年5月，國家電投深圳能源的虛擬電廠平臺參與電力現貨市場，獲得平均度電0.274元的收益，成為國內首個虛擬電廠參與電力現貨市場盈利的案例;2019年12月，國網冀北電力有限公司建設的泛在電力物聯網虛擬電廠示范工程聚合優化了“源網荷儲售服”智能控制技術和互動商業模式，將泛在可調資源聚合為可與電網柔性互動的互聯網電廠;2019年5月，江蘇大規模源網荷友好互動系統示范工程以“源網荷儲”的運營機制，實現了非工業柔性調控2715戶、工業剛性調控1726戶、主動需求響應20.8萬戶接入。“這些項目在削峰填谷、保障電網供需平衡、促進新能源消納、提升能效管理水平、降低用能成本等方面都取得了良好的示范效果。”中國電科院技術戰略中心主任閆華光說。
在政策層面，國家發改委、國家能源局今年初發布的《“十四五”現代能源體系規劃》明確，要大力提升電力負荷彈性，開展工業可調節負荷、樓宇空調負荷、大數據中心負荷、用戶側儲能、新能源汽車與電網(V2G)能量互動等各類資源聚合的虛擬電廠示范。《上海電力調峰輔助服務市場運營規則》《第三方獨立主體參與華北電力調峰輔助服務市場規則》等政策，均加速推動了虛擬電廠由邀約模式向市場化交易模式轉型。
把分散資源聚沙成塔
促進源荷網良性互動
虛擬電廠為何受到業內熱捧?
“今年以來，以新能源為主體的新型電力系統發展方向越來越明確，電網系統中高波動、高比例電力電子的新能源接入風險也隨之日益突出。同時，電力市場化改革進程明顯加快，與電網靈活性能力相關的交易品種明顯緊缺。因此，虛擬電廠越來越受到業內關注。”蔣雪冬分析。
“現階段，用戶側的資源遠遠沒有調動起來發揮作用。近年來，我國最高用電負荷持續攀升，但同時調節的空間和潛力也很大。未來，隨著終端電氣化水平的不斷提升，用電設備類型的日益豐富，電力系統就更需要虛擬電廠這種手段把電動汽車、空調、電鍋爐等各類分散的資源聚合起來。同時，目前虛擬電廠還未形成固化的商業模式，其調節手段、調節路徑、可發展模式等仍具有多種可能性，因此，業內對其探討也較為熱烈。”閆華光進一步指出。
業內專家認為，隨著新型電力系統建設過程中清潔能源的大量接入，電力系統“雙高”“雙峰”特征進一步凸顯，電網潮流方向多變，電網運行中的不確定因素將大幅增加。而虛擬電廠可以把分散資源聚沙成塔，提升電網對清潔能源的接入能力和消納能力，促進電力供應的綠色低碳轉型，是符合未來新型電力系統發展需要的重要方式。
閆華光指出，隨著新型電力系統建設的不斷推進，分布式可再生能源發電、電動汽車、溫控負荷等用戶側資源將會持續快速增長，通過聚合用戶側各類靈活性資源，將有力支撐新型電力系統建設：“一是通過參與電網運行，將會促進可再生能源的消納;二是通過聚合體內部的優化組合，進行雙向調節，實現削峰填谷，保障電網供需平衡;三是通過綜合能源管理，提升用電效率，降低用能成本;四是通過多類靈活性資源的互聯聚合，促進電、氫、氣、冷、熱等能源的耦合互補與互聯互通，提升終端能源效率和供能可靠性。”
杭州數元電力科技有限公司董事長俞慶分析，“在新型電力系統架構中，電源側將成為間歇性、波動性較強的靈活電源，單靠儲能無法完全對沖發電波動風險。因此，負荷側就需要虛擬電廠這樣的手段來促進‘源荷互動’，這也是實現綠色電力最高效傳輸、配送、消納的方法 。”
潛力足空間大
配套亟需跟上
馮利民指出，從虛擬電廠的發展階段來看，往往是從邀約型到市場型，再到自主型。“第一個階段通常是由政府通過專項資金、特定合同、補貼刺激等手段激勵。在第二個階段形成明顯規模市場效應后，虛擬電廠就可以通過參與電力現貨、輔助服務市場獲利。最后在整個行業發展成熟后，虛擬電廠系統就可以實現跨空間自主調度。”
有其他業內專家告訴記者，目前不管是從清潔能源接入規模，還是從市場成熟度，或是社會對虛擬電廠的認知來看，我國的虛擬電廠仍處于由邀約型向市場型過渡的階段，政策環境、市場機制等都已初步具備一定的基礎，但仍有待進一步推動 。
在閆華光看來，由于電力用戶資源的分散以及設備類型的多樣性，想要將負荷側資源聚合在一起本身就存在著一定困難。“即使能將設備聚合在一起，但不同類型的設備互聯互通、協調配合仍是目前虛擬電廠聚合資源的痛點。比如，各類用電設備、設備云平臺、用戶側能源管理系統與電網之間缺乏統一的互聯互通信息接口，這在改造及調節上都有一定的困難。”此外，他還指出，因現階段我國電力市場發展仍不成熟，電力市場輔助服務品種不夠豐富，缺乏成熟的價格機制引導用戶自愿將電力設備接入虛擬電廠聚合平臺。
“我國對虛擬電廠的實踐，在相關配套政策、市場機制以及技術要求等方面均還有待完善，比如，國內大部分市場中用電側報量不報價，電力用戶只能被動地接受價格，使得大量資源的靈活性遠遠沒有被挖掘出來。當然，市場的建設和社會的認知都需要一個培育過程，相信目前的阻礙都會一一得到突破。”蔣雪冬說。
針對現存行業痛點，閆華光建議，下一步仍需加強統籌管理和頂層設計，推動各環節聯合發力，從源頭上把需求側靈活性資源納入“雙碳”戰略布局，在規劃層面確立需求側靈活可調節資源的地位。“此外，需健全電力需求側靈活可調節資源的標準體系和檢測認證體系，減少虛擬電廠大規模推廣應用的成本，實現智能電網與用戶之間的互聯交互，提升用戶使用的便捷度和滿意度，支撐業務規范化發展。”
從商業模式看，華北電力大學能源互聯網研究中心主任曾鳴認為，應加速虛擬電廠商業模式創新，推動多元化投融資體制機制建設，為虛擬電廠業態培育提供良好環境與重要動能。
