發(fā)布時(shí)間：2024-04-18 10:28:11 點(diǎn)擊次數(shù)：305
虛擬電廠的提出已有20余年，21世紀(jì)初在德國、英國、法國、荷蘭等歐洲國家興起，并已擁有多個(gè)成熟的示范項(xiàng)目，其主要關(guān)注分布式能源的可靠并網(wǎng)，同時(shí)構(gòu)筑電力市場中穩(wěn)定的商業(yè)模式。
中國的電力系統(tǒng)和政策市場在發(fā)生變化，國家電網(wǎng)已將發(fā)電、配電、售電等產(chǎn)業(yè)剝離和商業(yè)化，國內(nèi)市場已具備滿足虛擬電廠誕生的環(huán)境。
國內(nèi)各大電力交易中心的成立為推動(dòng)虛擬電廠的興起做了強(qiáng)大的支撐。
在“雙碳”背景下，分布式能源發(fā)展迅猛，特別是以分布式光伏為主崛起，為虛擬電廠的能源調(diào)度提供有效可靠的電能來源。
隨著電力負(fù)荷急劇增加，在電力需求緊張的背景下，純硬件設(shè)施調(diào)度控制方式存在嚴(yán)重不合理現(xiàn)象，對不可斷電需求方造成嚴(yán)重的損失。需要靠市場手段來進(jìn)行電能的合理分配。
在傳統(tǒng)電網(wǎng)物理架構(gòu)上，依托互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代信息通訊技術(shù)，聚合分布式電源、儲(chǔ)能、負(fù)荷等尚未納入電網(wǎng)現(xiàn)有調(diào)控范圍的各類資源，進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行控制和市場交易，實(shí)現(xiàn)電源側(cè)的多能互補(bǔ)、負(fù)荷側(cè)的靈活互動(dòng)，為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)。
與傳統(tǒng)電力最大的差別：以市場和價(jià)格為主導(dǎo)控制電能的流向
電力交易機(jī)構(gòu)包括地區(qū)電力交易中心和區(qū)域電力交易中心兩類，我國已建成32個(gè)地區(qū)電力交易中心和2個(gè)區(qū)域電力交易中心(北京電力交易中心和廣州電力交易中心)。電力交易中心主要為電網(wǎng)公司與當(dāng)?shù)刂饕l(fā)電企業(yè)、用電單位聯(lián)合成立，目前電力交易中心均由電網(wǎng)公司控股。
電力機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)落實(shí)國家送配電戰(zhàn)略，落實(shí)國家指令性計(jì)劃、地方政府間框架協(xié)議，開展跨區(qū)跨省市場化交易，促進(jìn)省間余缺調(diào)劑和清潔能源消納，逐步推進(jìn)南方區(qū)域市場融合。
其主要作用：電力市場交易平臺(tái)的建設(shè)、運(yùn)營和管理；電力市場交易組織，提供結(jié)算依據(jù)和相關(guān)服務(wù)，匯總電力用戶與發(fā)電企業(yè)自主簽訂的雙邊合同；市場主體注冊和相應(yīng)管理，披露和發(fā)布市場信息等。
3.2、電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)
國家電力監(jiān)管委員會(huì)按照國務(wù)院授權(quán)，行使行政執(zhí)法職能，依照法律、法規(guī)統(tǒng)一履行全國電力監(jiān)管職責(zé)。其主要工作職責(zé)：
?頒發(fā)和管理電力業(yè)務(wù)許可證。
?對發(fā)電企業(yè)在各電力市場中所占份額的比例實(shí)施監(jiān)管。
?對發(fā)電廠并網(wǎng)、電網(wǎng)互聯(lián)以及發(fā)電廠與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行中執(zhí)行有關(guān)規(guī)章、規(guī)則的情況實(shí)施監(jiān)管。
?電力市場向從事電力交易的主體公平、無歧視開放的情況以及輸電企業(yè)公平開放電網(wǎng)的情況依法實(shí)施監(jiān)管。
?對電力企業(yè)、電力調(diào)度交易機(jī)構(gòu)執(zhí)行電力市場運(yùn)行規(guī)則的情況，以及電力調(diào)度交易機(jī)構(gòu)執(zhí)行電力調(diào)度規(guī)則的情況實(shí)施監(jiān)管。
?供電企業(yè)按照國家規(guī)定的電能質(zhì)量和供電服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)向用戶提供供電服務(wù)的情況實(shí)施監(jiān)管。
?負(fù)責(zé)電力安全監(jiān)督管理工作。
?依照法律、行政法規(guī)和國務(wù)院的規(guī)定，對電價(jià)實(shí)施監(jiān)管。
為實(shí)現(xiàn)各方的電力能源市場交易、結(jié)算等服務(wù)，所提供的一個(gè)綜合平臺(tái)。
是一種利用商家的技術(shù)和平臺(tái)，聚集各種資源和能力，整合各種信息、內(nèi)容和應(yīng)用，將不同主體提供的各種業(yè)務(wù)和服務(wù)有機(jī)結(jié)合在一起提供給客戶，從而滿足客戶泛在化和一體化的需求，并為客戶創(chuàng)造額外價(jià)值的一種服務(wù)。
用電工商業(yè)企業(yè)、居民個(gè)人等其他電能需求方。
以分布式能源為主，為虛擬電廠的能源調(diào)度提供有效可靠的電能來源。
存儲(chǔ)電力能源，在合適時(shí)間進(jìn)行充放電處理。目前儲(chǔ)能方式為電化學(xué)儲(chǔ)能、電容儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等。
電力能源通過電力輸送設(shè)施將能量輸送到指定位置，電力輸送設(shè)施由國家電網(wǎng)負(fù)責(zé)。
基于泛在電力物聯(lián)的能量管理，實(shí)現(xiàn)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車、可控負(fù)荷等靈活資源的跨域連接、安全可靠通信與能量協(xié)調(diào)優(yōu)化。
在交易完成后對電力能源進(jìn)行合理配發(fā)。
依托高精度的計(jì)量設(shè)備儀器，對電能質(zhì)量的檢測和電力能源的計(jì)量，實(shí)現(xiàn)交易的公平公正。
德國的虛擬電廠已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。其主要業(yè)務(wù)是在批發(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，使這些電廠成為虛擬電廠資源。
虛擬電廠有利于靈活性較高的機(jī)組獲利。除可再生能源電廠外，燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)、電池儲(chǔ)能、應(yīng)急發(fā)電機(jī)和需求響應(yīng)等都可作為虛擬電廠資源。其主要應(yīng)用場景是通過電力市場的靈活電價(jià)，引導(dǎo)電廠管轄內(nèi)系統(tǒng)優(yōu)化發(fā)用電成本，優(yōu)化交易收益。
在德國，虛擬電廠上中下游產(chǎn)品已經(jīng)逐漸完備，虛擬電廠可直接參與電力市場進(jìn)行交易之外，還參與電網(wǎng)系統(tǒng)輔助服務(wù)（二次、三次調(diào)頻）來收取服務(wù)傭金，以及針對不同用戶都有相應(yīng)的售電套餐。
根據(jù)運(yùn)營商不同，德國的虛擬電廠大致可分為三種類型：獨(dú)立虛擬電廠運(yùn)營商、大型電力公司（跨國、地區(qū)和市級企業(yè)）以及新型市場參與者。
1、美國電力市場運(yùn)營商高度分散，虛擬電廠計(jì)劃通常由公共事業(yè)企業(yè)（Utility）或能源零售商運(yùn)營。
這主要與美國電力市場的情況有關(guān)。美國聯(lián)邦政府對于電力市場的監(jiān)管相對缺乏，長期的私有化、市場化改革造就了如下格局：
1）約40%的區(qū)域（中西部為主）由公共事業(yè)企業(yè)壟斷一體化運(yùn)營，即發(fā)輸配售垂直管理。
2）約60%的區(qū)域由七大獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商（ISO）管理，電力產(chǎn)業(yè)鏈分散為發(fā)電主體、輸配電主體和能源零售商三個(gè)環(huán)節(jié)。
美國七大ISO（包括 PJM、MISO、ERCOT、SPP、CAISO、 NYISO 和 ISO-NE）負(fù)責(zé)調(diào)度、發(fā)電、輸電規(guī)劃以及系統(tǒng)的運(yùn)行安全和發(fā)電端-輸配 電端（批發(fā)市場）、輸配電端-零售端（零售市場）市場運(yùn)行的管轄。
ISO的成立打破了公共事業(yè)企業(yè)對發(fā)電-輸配電環(huán)節(jié)的壟斷，允許各獨(dú)立儲(chǔ)電主體參與到與輸配電網(wǎng)的交易中，進(jìn)而催生了虛擬電廠的需求?，F(xiàn)有美國虛擬電廠計(jì)劃由公共事業(yè)公司或能源零售商承擔(dān)運(yùn)營職能。
2、美國虛擬電廠脫胎于需求側(cè)響應(yīng)，聚焦負(fù)荷端資源統(tǒng)一調(diào)配。
由于美國電價(jià)過去 20 年上漲了 59%，且美國太陽能資源豐富，因此在大量政府補(bǔ)貼和激勵(lì)政策下，家用光伏系統(tǒng)逐漸成為消費(fèi)者降低電價(jià)成本的替代選擇，從而實(shí)現(xiàn)電力的自發(fā)自用。
根據(jù) Statista，2021年美國家用光伏裝機(jī)容量達(dá)到22.5GW，同比增長 20.9%，因此美國存在大量與用電側(cè)直接相連的分布式太陽能資源。
隨著戶用光伏等需求量的增長，美國逐漸開始實(shí)行需求側(cè)響應(yīng)，以應(yīng)對用電高峰時(shí)期的供應(yīng)緊張情況，并逐漸將需求側(cè)響應(yīng)演化為虛擬電廠計(jì)劃。具體表現(xiàn)為，能源零售商開展虛擬電廠計(jì)劃，通過提供低價(jià)儲(chǔ)能電池或現(xiàn)金，換取家庭一部分電力的控制權(quán)，必要時(shí)給零售商提供電力，零售商的虛擬電廠聚合這些儲(chǔ)能并在用電峰期提供給需要的用戶，從而獲取輔助服務(wù)收益。
目前，國內(nèi)虛擬電廠仍處于初級階段，以試點(diǎn)示范為主。在我國，主要以需求響應(yīng)為主流，而虛擬電廠側(cè)重點(diǎn)在于增加供給，產(chǎn)生逆向潮流現(xiàn)象。
虛擬電廠的發(fā)展可分為三個(gè)階段：邀約型、市場型以及跨空間自主調(diào)度型虛擬電廠。當(dāng)前，我國虛擬電廠正處于邀約型向市場型過渡階段。
目前，國家層面還沒有出臺(tái)專項(xiàng)的虛擬電廠政策，省級層面僅有上海、廣東、山西分別出臺(tái)了《關(guān)于同意進(jìn)一步開展上海市電力需求響應(yīng)和虛擬電廠工作的批復(fù)》（2020.9.16）、《廣州市虛擬電廠實(shí)施細(xì)則（征求意見稿）》（2021.6.30）和《虛擬電廠建設(shè)與運(yùn)營管理實(shí)施方案》（2022.6.23）。
與虛擬電廠相關(guān)的政策主要涉及需求響應(yīng)、輔助服務(wù)等。為調(diào)動(dòng)用戶側(cè)資源響應(yīng)電力系統(tǒng)積極性，在2013年需求側(cè)試點(diǎn)基礎(chǔ)上，上海、江蘇、廣東、浙江、山東、河南等14個(gè)省區(qū)出臺(tái)了需求響應(yīng)新政策；江蘇、湖北、遼寧、湖南、河南、安徽、福建、貴州、江西等省區(qū)，以及東北、華東等五大區(qū)域出臺(tái)或?qū)﹄娏o助服務(wù)政策進(jìn)行了修訂；華北、華中、浙江、江蘇等地能源主管部門開放了虛擬電廠等第三方主體和用戶資源參與調(diào)峰輔助服務(wù)身份。
虛擬電廠發(fā)展分為三個(gè)階段：邀約階段，交易階段和自治階段。
邀約型階段：在沒有電力市場情況下，由政府機(jī)構(gòu)牽頭，各個(gè)聚合商參與，共同完成邀約、響應(yīng)和激勵(lì)流程。
交易型階段：電能量現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場和容量市場建成后，虛擬電廠聚合商以類似于電廠的形式，參與市場獲取收益。
自治型階段：跨空間自主調(diào)度型虛擬電廠。隨著電廠聚合的資源種類越來越多，數(shù)量越來越大，空間越來越廣，形成“虛擬電力系統(tǒng)”，既包括可調(diào)負(fù)荷、儲(chǔ)能和分布式電源等基礎(chǔ)資源，也包括這些基礎(chǔ)資源整合而成的微網(wǎng)、局域能源互聯(lián)網(wǎng)。
當(dāng)前，由于我國目前儲(chǔ)能和分布式電源以及電力交易市場尚未發(fā)展成熟，虛擬電廠主要處于邀約型向市場型過渡的階段。
2021年7月，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善分時(shí)電價(jià)機(jī)制的通知》，合理確定峰谷電價(jià)價(jià)差，系統(tǒng)峰谷差率超過40%的地方，峰谷電價(jià)原則上不低于4：1，其他地方原則上不低于3：1；建立尖峰電價(jià)機(jī)制，尖峰電價(jià)在峰段電價(jià)的基礎(chǔ)上上浮比例原則上不低于20%。在《通知》發(fā)布后，多省市相應(yīng)政策，制定出臺(tái)了相應(yīng)的峰谷電價(jià)政策。
調(diào)峰、調(diào)頻是電網(wǎng)側(cè)必不可少的環(huán)節(jié)。電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能主要提供輔助服務(wù)以保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn) 定運(yùn)行，同時(shí)獲取輔助服務(wù)收益，主要服務(wù)包括調(diào)峰、調(diào)頻、備用等。中國對于電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的推動(dòng)非常積極，國家密集出臺(tái)政策促進(jìn)電網(wǎng)側(cè)的輔助服務(wù)。早在2015年3月，國務(wù)院辦公廳 便已明確諸能參與調(diào)峰和可再生能源消納身份，2016年6月，能源局發(fā)布政策探索電儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的調(diào)峰調(diào)頻作用及商業(yè)化應(yīng)用，推動(dòng)建立促進(jìn)可再生能源消納的長效機(jī)制，2018年7月，發(fā)改委發(fā)文鼓勵(lì)利用峰谷電價(jià)差、輔助服務(wù)補(bǔ)償?shù)仁袌龌瘷C(jī)制，促進(jìn)儲(chǔ)能發(fā)展，2020年3月，國家電網(wǎng)將儲(chǔ)能應(yīng)用屬于2020年五大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。
現(xiàn)貨市場建設(shè)是虛擬電廠盈利能力的重要影響因素：電力現(xiàn)貨交易與中長期交易互為補(bǔ)充，其中現(xiàn)貨市場具有重要的價(jià)格發(fā)現(xiàn)功能，中長期市場的電力價(jià)格往往根據(jù)現(xiàn)貨市場價(jià)格而定，因此電力現(xiàn)貨市場建設(shè)是虛擬電廠盈利能力的重要影響因素。
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