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隨著分布式能源、電動(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能系統(tǒng)高速增長(zhǎng)，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(duì)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(dòng)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(cè)，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(guó)虛擬電廠2030年有望觸達(dá)1320億元潛在市場(chǎng)空間，市場(chǎng)前景廣闊。國(guó)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(yíng)，因此建議借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，從頂層設(shè)計(jì)、交易機(jī)制、資源開(kāi)發(fā)、商業(yè)模式等方面，加快推動(dòng)我國(guó)虛擬電廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

一、國(guó)外虛擬電廠發(fā)展經(jīng)驗(yàn)

國(guó)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(guó)家開(kāi)展虛擬電廠技術(shù)研究以來(lái)，得益于電力市場(chǎng)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(yíng)商德國(guó)Next Kraftwerke公司為例，截至2022年底，該公司共運(yùn)營(yíng)超過(guò)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(guò)深入分析國(guó)外虛擬電廠近年來(lái)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，對(duì)相關(guān)政策出臺(tái)、市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)、匯集資源類(lèi)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(guó)、日本等國(guó)家政策法規(guī)日益完善，先后出臺(tái)多項(xiàng)政策措施，對(duì)虛擬電廠市場(chǎng)角色、準(zhǔn)入門(mén)檻、運(yùn)營(yíng)范圍、各方權(quán)責(zé)利等進(jìn)行了明確，對(duì)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(guó)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(chǎng)交易，促使更多分布式項(xiàng)目選擇由虛擬電廠運(yùn)營(yíng)；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(guó)2018年發(fā)布2222號(hào)法令，允許儲(chǔ)能和分布式能源聚合體作為競(jìng)標(biāo)實(shí)體參與電力批發(fā)市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)和容量市場(chǎng)，確定了虛擬電廠的市場(chǎng)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(kāi)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(chǎng)交易機(jī)制是基礎(chǔ)保障

德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家電力市場(chǎng)建設(shè)相對(duì)成熟，其電力市場(chǎng)交易規(guī)則經(jīng)過(guò)多輪修訂和市場(chǎng)檢驗(yàn)，為虛擬電廠的孵化和盈利模式創(chuàng)新?tīng)I(yíng)造了良好環(huán)境。在當(dāng)前市場(chǎng)交易機(jī)制下，德國(guó)電力市場(chǎng)允許虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商既在批發(fā)市場(chǎng)銷(xiāo)售100kW以上中型可再生能源電廠生產(chǎn)的電量，在日前市場(chǎng)優(yōu)化其售電；同時(shí)在日內(nèi)市場(chǎng)中銷(xiāo)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(chǎng)和平衡市場(chǎng)中獲利；此外還能夠參與輔助服務(wù)市場(chǎng)獲取相應(yīng)收益。美國(guó)作為全球?qū)嵤┬枨箜憫?yīng)項(xiàng)目最多、種類(lèi)最齊全的國(guó)家，也是較早開(kāi)展需求側(cè)管理的國(guó)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(yíng)。此外，美國(guó)加州還將日前市場(chǎng)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(kāi)發(fā)模式是有效舉措

國(guó)外虛擬電廠涵蓋資源類(lèi)型更為豐富，包括源側(cè)、荷測(cè)及儲(chǔ)能等各類(lèi)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(lèi)型占比較小。以德國(guó)為例，由于高分布式能源占比的特性，德國(guó)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(chǎng)最低投標(biāo)規(guī)模，并通過(guò)調(diào)整可控分布式資源出力，優(yōu)化參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)，同時(shí)通過(guò)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(guó)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(chǎng)約有28GW的需求側(cè)資源參與需求響應(yīng)市場(chǎng)，規(guī)模占尖峰負(fù)荷的6%左右。因此，例如美國(guó)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(hù)側(cè)可控負(fù)荷與電網(wǎng)互動(dòng)，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(guó)外獨(dú)立運(yùn)營(yíng)商、電力公司、電力營(yíng)銷(xiāo)商等虛擬電廠運(yùn)營(yíng)主體更加多元化、市場(chǎng)化，且可通過(guò)參與電力市場(chǎng)交易、輔助服務(wù)市場(chǎng)等多種途徑獲利，各國(guó)基于不同市場(chǎng)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(kāi)發(fā)主體看，國(guó)外虛擬電廠商業(yè)模式大致可以分為以下四類(lèi)：一是電力公司或電力零售商主導(dǎo)模式，聚合用戶(hù)側(cè)電池儲(chǔ)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(guó)部分地區(qū)；二是電力營(yíng)銷(xiāo)商模式，聚合分布式發(fā)電和大型用戶(hù)負(fù)荷，重點(diǎn)參與批發(fā)電力市場(chǎng)、輔助服務(wù)和容量市場(chǎng)，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(chǔ)能等資源，重點(diǎn)參與現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)和容量市場(chǎng)，主要應(yīng)用在歐洲和美國(guó)；四是儲(chǔ)能供應(yīng)商主導(dǎo)模式，由儲(chǔ)能供應(yīng)商聚合表后儲(chǔ)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(chǎng)和容量市場(chǎng)，主要應(yīng)用在美國(guó)加州。

二、對(duì)我國(guó)虛擬電廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的啟示

我國(guó)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(guó)分布式發(fā)電的快速發(fā)展和電力市場(chǎng)改革提速，我國(guó)在浙江、上海、廣東等負(fù)荷較高的東部地區(qū)已陸續(xù)開(kāi)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(hù)側(cè)負(fù)荷資源為主，通過(guò)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(guó)已開(kāi)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(guò)1265萬(wàn)千瓦。本文通過(guò)借鑒國(guó)外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和典型做法，以期從頂層設(shè)計(jì)、市場(chǎng)機(jī)制、資源開(kāi)發(fā)、試點(diǎn)示范等方面提出建議，促進(jìn)我國(guó)虛擬電廠產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

（一）加快完善國(guó)家層面頂層設(shè)計(jì)

目前我國(guó)為提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和靈活性，國(guó)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(kāi)展工業(yè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷、用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能等各類(lèi)資源聚合的虛擬電廠示范，推動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)施、虛擬電廠、用戶(hù)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(píng)估技術(shù)規(guī)范》等國(guó)標(biāo)也仍處在起草階段，還需加快出臺(tái)相關(guān)政策文件明確虛擬電廠建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、監(jiān)管、定價(jià)機(jī)制、評(píng)估體系、補(bǔ)貼發(fā)放等關(guān)鍵問(wèn)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(chǎng)化交易的合規(guī)性。

（二）不斷健全市場(chǎng)配套機(jī)制

我國(guó)已初步建立起省間、省內(nèi)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)，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(chǎng)主體參與調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)市場(chǎng)和需求側(cè)響應(yīng)，但參與中長(zhǎng)期及現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)、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(chǎng)化改革的不斷推進(jìn)，我國(guó)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(chǎng)的配套機(jī)制將對(duì)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(chǎng)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(guó)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(guò)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)納入該示范工程的資源包括充電用戶(hù)、非工柔性空調(diào)、商業(yè)樓宇、儲(chǔ)能、綜合能源平臺(tái)等多類(lèi)用戶(hù)，總規(guī)模已達(dá)100萬(wàn)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(duì)單一。未來(lái)隨著分布式光伏整縣開(kāi)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(guó)豐富的分布式可再生能源資源優(yōu)勢(shì)，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(chǔ)能資源的綜合型項(xiàng)目發(fā)展。

（四）多元化開(kāi)展試點(diǎn)示范項(xiàng)目建設(shè)

我國(guó)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(chǎng)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(chǎng)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(chǔ)能聯(lián)合聚合以及與電力市場(chǎng)交易互動(dòng)的示范。應(yīng)充分借鑒國(guó)外多元化、市場(chǎng)化實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，組織發(fā)電企業(yè)、大型工商業(yè)用戶(hù)、儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)等各類(lèi)市場(chǎng)主體深入開(kāi)展虛擬電廠試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)，逐漸形成適合我國(guó)電力市場(chǎng)環(huán)境的虛擬電廠推廣模式。

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