電力市場(chǎng)未來的發(fā)展方向 虛擬電廠仍需政策加持

 

明明是“看不見的電廠”，虛擬電廠呈現(xiàn)出“看得見的火熱”。今年以來，從中央到地方，密集出臺(tái)了多項(xiàng)鼓勵(lì)政策，多家上市公司也明確表示不同程度地進(jìn)行了業(yè)務(wù)布局。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，我國(guó)虛擬電廠還處于發(fā)展初期，出臺(tái)專項(xiàng)政策，明確虛擬電廠的功能定位、發(fā)展路線和商業(yè)模式，是其從虛走向?qū)嵉年P(guān)鍵，也是“雙碳”目標(biāo)下確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)健運(yùn)行的關(guān)鍵。

 

■■電力市場(chǎng)未來的發(fā)展方向

 

早在1997年，就有經(jīng)濟(jì)學(xué)家提出虛擬電廠的相關(guān)概念。顧名思義，虛擬電廠并非真實(shí)的電廠，既沒有廠房也沒有機(jī)組，但能夠?qū)⒎稚⒌姆植际诫娫?、?chǔ)能、電動(dòng)汽車、城市樓宇等多種可調(diào)節(jié)資源有機(jī)結(jié)合，減少高峰期用電和增加電力彈性，像常規(guī)電廠一樣參與電網(wǎng)運(yùn)行。

 

今年夏季，受異常高溫等因素影響，我國(guó)多地出現(xiàn)了缺電限電情況，虛擬電廠作為解決電力供需平衡最經(jīng)濟(jì)、最環(huán)保的手段，迅速“出圈”。根據(jù)測(cè)算，若通過建設(shè)煤電機(jī)組滿足國(guó)家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)5%的峰值負(fù)荷需求，需要電廠及配套電網(wǎng)投資約4000億元；而建設(shè)虛擬電廠，建設(shè)、運(yùn)維和激勵(lì)的資金規(guī)模僅為400—570億元。

 

今年以來，虛擬電廠頻頻獲得政策支持。國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局3月發(fā)布的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》明確提出，要大力提升電力負(fù)荷彈性，開展工業(yè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷、樓宇空調(diào)負(fù)荷、大數(shù)據(jù)中心負(fù)荷、用戶側(cè)儲(chǔ)能、新能源汽車與電網(wǎng)（V2G）能量互動(dòng)等各類資源聚合的虛擬電廠示范。隨后，北京、上海、山東等地密集發(fā)布虛擬電廠和需求響應(yīng)實(shí)施細(xì)則，山西省更是印發(fā)了首份省級(jí)《虛擬電廠建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理實(shí)施方案》，規(guī)范了虛擬電廠類型、技術(shù)要求、建設(shè)與入市流程。

 

今年8月26日，我國(guó)首家虛擬電廠管理中心在深圳成立。9月22日，中石油、中石化、上汽集團(tuán)、寧德時(shí)代等多家公司共同投資了一家名為捷能智電的公司，不僅入局換電，而且要構(gòu)建虛擬電廠。

 

虛擬電廠對(duì)提升新能源消納及電力保供能力、推動(dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)具有重要意義，已然成為投資新高地。在日前召開的首屆中國(guó)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會(huì)暨首屆全國(guó)虛擬電廠及需求側(cè)響應(yīng)高層研討會(huì)上，杭州數(shù)元電力董事長(zhǎng)俞慶指出，隨著新能源大規(guī)模并網(wǎng)，光靠電網(wǎng)自身和電源的調(diào)節(jié)能力，已經(jīng)很難保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要包括虛擬電廠在內(nèi)的負(fù)荷側(cè)服務(wù)與源網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)互動(dòng)。

 

■■邀約型向市場(chǎng)型階段過渡

 

值得注意的是，虛擬電廠是一個(gè)運(yùn)營(yíng)概念，并非簡(jiǎn)單的技術(shù)投資。

 

虛擬電廠主要通過參與現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)，提供需求側(cè)響應(yīng)或容量服務(wù)賺取削峰填谷收入，或通過優(yōu)化管轄區(qū)內(nèi)用戶用電計(jì)劃，獲取溢價(jià)分成。目前，歐洲和美國(guó)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)或輔助服務(wù)市場(chǎng)相對(duì)成熟，虛擬電廠已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。我國(guó)虛擬電廠起步稍晚，但在政策帶動(dòng)下，江蘇、浙江、上海等地均有虛擬電廠示范項(xiàng)目，主要響應(yīng)資源包括儲(chǔ)能設(shè)施、充電樁、樓宇等，整體規(guī)模較小，主要通過政府機(jī)構(gòu)或電力調(diào)度機(jī)構(gòu)發(fā)出邀約信號(hào)來參與市場(chǎng)。

 

只有建立了可行的商業(yè)模式，虛擬電廠才能規(guī)模化推廣。在南瑞研究院綜合能源研發(fā)部經(jīng)理鄭濤看來，虛擬電廠有三大特征：有組織能力，聚沙成塔，將各種資源組織起來；組織起來后參與需求響應(yīng)，參與調(diào)頻及功率調(diào)節(jié)等服務(wù)；企業(yè)追求收益，沒有收益的虛擬電廠不可能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

 

值得一提的是，今年5月，國(guó)家電投深圳能源的虛擬電廠平臺(tái)成功完成參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的功能試驗(yàn)。此次試驗(yàn)平均度電收益為0.274元，成為國(guó)內(nèi)首個(gè)虛擬電廠參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)盈利的案例。

 

“華潤(rùn)電力海豐電廠一期安裝2臺(tái)100萬千瓦燃煤機(jī)組，電網(wǎng)AGC調(diào)頻運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，兩臺(tái)機(jī)組的調(diào)節(jié)速率相對(duì)全省的平均標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)速率（包含水電機(jī)組和燃?xì)鈾C(jī)組）較低，調(diào)節(jié)精度較差，導(dǎo)致綜合調(diào)頻性能指標(biāo)（Ki值）的計(jì)算結(jié)果僅為0.5—0.7。增加儲(chǔ)能輔助調(diào)頻系統(tǒng)后，預(yù)計(jì)可將Ki值提升至2.1以上，平均度電收益0.274元。”科陸電子總工程師劉佳璐算了一筆賬，根據(jù)2021年實(shí)際運(yùn)行情況，預(yù)計(jì)前五年按照85%分成比例，該電廠收益為2546萬元，后五年按照60%分成比例收益1797萬元。

 

中電聯(lián)預(yù)計(jì)，2025年全社會(huì)用電量達(dá)9.5萬億千瓦時(shí)，最大負(fù)荷將達(dá)到1.63億千瓦，假設(shè)可調(diào)節(jié)能力為5%，投資成本為1000元/千瓦。預(yù)計(jì)到2025年，虛擬電廠投資規(guī)模有望達(dá)815億元。

 

■■落地面臨諸多難題

 

盡管前景廣闊，虛擬電廠落地還面臨諸多現(xiàn)實(shí)難題。

 

劉佳璐指出，國(guó)內(nèi)各地區(qū)電力市場(chǎng)建設(shè)進(jìn)程不一，虛擬電廠應(yīng)用場(chǎng)景也不盡相同，主要以電力需求響應(yīng)為主，后期將逐步過渡至輔助服務(wù)市場(chǎng)及電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，最終實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一參與市場(chǎng)化交易。

 

從發(fā)展現(xiàn)狀看，虛擬電廠從目前的邀約型過渡到市場(chǎng)型，最終實(shí)現(xiàn)自由調(diào)度并非易事。“虛擬電廠還沒有專項(xiàng)政策明確參與主體，誰建設(shè)、誰運(yùn)營(yíng)、誰參與、誰監(jiān)管，系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)、成本分?jǐn)倷C(jī)制、交易機(jī)制等關(guān)鍵問題也尚未解決。”業(yè)內(nèi)人士坦言，過去電網(wǎng)的有功潮流是單向的，由發(fā)電計(jì)劃平衡電網(wǎng)波動(dòng)，而伴隨分布式新能源、電動(dòng)汽車、分布式儲(chǔ)能的快速發(fā)展,電網(wǎng)源側(cè)荷側(cè)界定將更加模糊。對(duì)現(xiàn)有的管理體系和技術(shù)架構(gòu)將是一次重構(gòu)。“比如，虛擬電廠的核心思想是通信和聚合，但面對(duì)海量的分散式資源規(guī)模接入，如何區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)類別、如何調(diào)度還缺乏專業(yè)的第三方能源管理公司。”

 

大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院科技創(chuàng)新中心專家李同輝進(jìn)一步指出，虛擬電廠在關(guān)鍵技術(shù)上還存在難題，幾乎所有運(yùn)營(yíng)商都是先搭臺(tái)子然后再去拉資源，但很多都是只搭建了一個(gè)界面，內(nèi)部邏輯算法非常粗糙。“從設(shè)備到用戶、從用戶到聚合商、從聚合商到電力市場(chǎng)，每個(gè)環(huán)節(jié)需要智能通信，其標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)在建了，但距離使用還有較長(zhǎng)的距離。目前，分布式資源接口各式各樣，并沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。邊緣計(jì)算存在較大短板，智能電表數(shù)據(jù)壁壘較大，不利于能源聚合項(xiàng)目的開發(fā)。”

 

此外，虛擬電廠自身盈利模式也還有待探索。“負(fù)荷聚合商體系不成熟，用戶收益能力弱，參與難度大，認(rèn)可度較低。”李同輝補(bǔ)充說。