虚拟电厂：依托电力现货市场渠道有效落地

“在实现‘双碳’目标背景下，推进虚拟电厂、储能等新兴市场主体参与电力现货交易，构建以虚拟电厂发展为重要引擎的新型电力系统，对推动能源绿色低碳转型、构建新型能源体系意义重大。”近日，在山西省能源局与华北电力大学联合举行的“新型能源体系下的虚拟电厂发展论坛”上，华北电力大学副校长律方成指出虚拟电厂在现阶段能源电力体系发展中具有重要作用。

  虚拟电厂对需求侧能源的聚合能力、可参与优化协调电网稳定运行、可实时高效参与电力市场和需求响应等技术特征，使其成为业内广泛认可的适应新能源大规模发展问题的良策之一。2022年多地限电风波将虚拟电厂推至大众视野，吸引了社会各界的广泛关注。褪去虚高的金融热度和行业外的关注，虚拟电厂究竟要走出怎样一条因地制宜的有效落地之路？

  目前，我国江苏、浙江、上海、冀北等地均开展了多种响应资源及应用场景的虚拟电厂试点。目前，虚拟电厂还处在发展的初级阶段，存在很多现实困境，如在复杂能源系统中的具体作用和模块功能尚不明晰，商业模式不够健全，机制保障与政策支持尚未明确等等。

  华北电力大学国家能源发展战略研究院执行院长王鹏指出，目前我国虚拟电厂从聚合阶段来看仍处于初期，即邀约型阶段：“在邀约型阶段，虚拟电厂实际上参与的就是需求响应。”

  新型电力系统建设对能源电力行业的运行管理提出了更高要求。中国能源研究会电力市场和碳市场分会专家委员朱治中认为，新能源出力具有间歇性和不确定性特点，各地资源禀赋不同，电力供需也大相径庭，虚拟电厂的具体落地首先要看电厂在电力系统中的具体使用场景，而不一定要随着一些投资建设热点跟风而动。

  “所有能源系统的问题，都是要用能源的解决方案来解决它。建设虚拟电厂重点是设计好应用场景。在浙江、广东为代表的华东、华南地区，高峰时段缺电是他们面临的主要问题，虚拟电厂的实质就是以‘负荷报价’形式激励用户在高峰主动停电，替代了传统的简单拉闸限电；华北电网因为在冬季新能源大发，存在调峰难的压力，所以调峰就是华北区域虚拟电厂的主要应用场景。”朱治中表示。

  “企业在参与需求响应的过程中面临着很大的不确定性，如设备改造、调用次数等均是未知数。特别是资金筹措上，对专项资金的需求体现到上游到下游的传导机制上，又会面临着新的问题。”王鹏表示。

  朱治中从市场从业者角度指出了虚拟电厂目前需要重点解决的问题：“如果用户在参与市场后无法获得相当的收益，就很难将其持续化。”

  一方面，虚拟电厂通过参与电力需求响应和辅助服务获取的收入微薄。当前的政策补贴型需求响应每年的开展频次和补贴金额有限，即便参与调峰辅助服务，虚拟电厂运营商暂时无法单纯靠此业务盈利。市场化运营的虚拟电厂也要面临这个问题，调峰市场并不是每天开市，间歇性的参与和辅助服务的费用分摊问题使虚拟电厂客观缺乏可持续的盈利模式。

  另一方面，仅有价格信号是不够的。虚拟电厂具体场景实现还有赖于用电企业的生产调整，要结合企业的工艺流程、能源系统特点来设计有效的解决方案，为用户端服务需要弯下身段扎到现场，但这恰恰是当前虚拟电厂类型的能源服务的弱点所在。此外，朱治中还指出了虚拟电厂规模化推广面临的关键问题：当对虚拟电厂进行大规模推广时，要重点关注市场设计，准确判断资源聚合的颗粒度形成合理的交易单元；调度方式上，究竟选择集中调度还是以平衡责任主体为核心的分散自治的调度；以及通信成本与可靠性、市场与潮流计算求解时长等都是需要考量的关键因素。

  国外成熟的虚拟电厂均是从成熟的电力市场中发育而来。近年来，我国电力市场改革日益深化，虽然已在空间、时间范畴上构建起全市场体系结构，但虚拟电厂进入电力市场各环节还存在着一定的现实差距。

  在现有的虚拟电厂试点中，仅有冀北虚拟电厂一期试点属于市场型虚拟电厂。王鹏指出，冀北市场型虚拟电厂的落地正是依托京津冀的辅助服务市场。在市场型阶段，电力市场为挖掘用户资源的调节能力提供了深厚的土壤。在成熟电力现货市场中，价格传导机制都是畅通的，这也是虚拟电厂发展的前提。“所以虚拟电厂在市场型阶段就大有可为，可以根据价格信号与系统需求实时交互，而不是像邀约型阶段一年当中仅能启动若干次。”王鹏表示。

  山西目前已经初步建立起了连续运营的电力现货市场，给虚拟电厂的落地和可持续发展提供了相应的机制。在论坛的主旨演讲中，山西省能源局电力处干部董建鹏表示：“负荷类虚拟电厂可以同时在中长期、现货、辅助服务市场等多个市场中获取收益，积极地响应现货市场价格信号，在更加灵活的市场机制中，实现收益最大化。”