观察 | 虚拟电厂为何聚而不合？

文摘 2024-11-08 10:36 日本

“虚拟电厂是能源领域的‘滴滴平台’，是匹配配需的关键载体。”东南大学电气工程学院电力经济技术研究所所长高赐威近期在“碳中和高峰论坛暨第四届中国国际新型储能技术及工程应用大会与新型储能技术青年科学家论坛”上指出。

“滴滴”的蓬勃发展，得益于中国民用汽车保有量巨大与市民灵活用车需求的高度匹配。虚拟电厂作为电力系统的“智能管家”迅速崛起，离不开星罗棋布的分布式资源与电网灵活调度需求的紧密契合。然而，尽管理论上虚拟电厂能够聚集这些分布式资源，但受多重掣肘牵制，难以形成合力。据业内人士表示，当前大部分地区虚拟电厂面临着“聚而不合”的困境。

资源不足虚拟电厂备受青睐

受电力系统低碳转型加速、新能源装机量激增等多重因素影响，我国对电力灵活性资源需求大增。‌2022年1月，国家发改委和国家能源局联合发布的《“十四五”现代能源体系规划》明确提出，力争到2025年，灵活调节电源占比达到24%左右，电力需求侧响应能力达到最大用电负荷的3%～5%。其中华东、华中、南方等地区达到最大负荷的5%左右。虚拟电厂作为一种能够挖掘用户侧灵活性资源的技术手段，逐渐受到青睐。

中电联2019年12月发布的《煤电机组灵活性运行政策研究》显示，欧美国家的灵活电源比重普遍较高，西班牙、德国、美国占比分别为34%、18%、49%，而中国占比不到6%。近年来，随着能源转型与电力系统改革的不断深化，我国灵活电源比重逐步提升，但仍未能满足当前需求。

受资源禀赋限制，虚拟电厂项目多在资源匮乏的经济强省率先“试水”。上海、广东等地率先出台“十四五”能源电力发展规划及碳达峰实施方案，明确提出了虚拟电厂的发展目标，例如，上海计划按不低于最大用电负荷5%的标准加强能源需求侧调节，并按最大负荷40%标准配备应急备用调峰能力；广东则力争到2025年电力需求侧响应能力达最高负荷的5%左右。此外，北京、深圳等地也发布了相关规划，将虚拟电厂建设纳入日程。

为何选择虚拟电厂削峰填谷，而非新建煤电机组呢？据业内机构估算，主要是基于经济效益和电力系统灵活性的综合考虑。虚拟电厂的建设成本仅为火电10%-15%，为满足5%的峰值负荷，若采用建设火电厂的方式，需投入高达4000亿元，而虚拟电厂的建设成本仅为500亿元。虚拟电厂不仅能够大幅节省初期投资，还在提升电力系统灵活性和稳定性方面具有发展潜力。

兴致怏怏电厂实质尚未整合

尽管各地区已根据实际情况在虚拟电厂建设上做了诸多探索，但至今尚未形成普遍共识。当前，我国虚拟电厂尚未发掘出既能广泛推广，又能互利共赢的市场运作机制和商业模式。

专家指出，目前，虚拟电厂亟需用户积极参与以有效整合资源，应对新能源间歇性出力等问题。然而，用户调整用能习惯所付出的精力、成本，与峰谷价差所带来的收益显著不对等，又缺乏足够的经济激励机制，各参与主体兴致怏怏，资源整合困难重重，导致虚拟电厂面临着“形似整合实则分散”的僵局，实际效果大打折扣。

市场机制的缺失是制约虚拟电厂发展的关键因素之一。华能浙江能源销售主管柳备在论坛上指出，虚拟电厂的常态化运行离不开市场化的加持,目前，我国虚拟电厂在市场准入、市场监测和供求机制等方面缺乏明确的规定，这限制了其进一步的发展。鉴于当前电力市场的发展阶段和开放程度尚存局限，虚拟电厂所能产生的收益相对有限，在一定程度上挫伤了用户侧的参与热情。

同时，商业模式的单一性也限制了虚拟电厂的发展空间。高赐威在会上提到，虚拟电厂的核心优势不在于接入承载多少资源，而在于其所具备的资源变现能力。虚拟电厂的盈利主要依赖辅助服务、需求响应和电力现货市场，但这些市场尚未完全成熟，导致虚拟电厂面临盈利模式不稳定、持续盈利能力差等问题。此外，许多地区的虚拟电厂仅作为迎峰度夏期间的应急机制，在高电力负荷时段唤醒“沉睡”的分布式资源，响应总量和补偿标准每年更新，缺乏稳定性和可预见性，无法提供可靠的投资信号，抑制了参与者的积极性。

多元并进承担系统多重角色

“双碳”目标的提出加速了系统电源结构与负荷特性的转变，为虚拟电厂的孵化提供了应用场景。浙江大学电气工程学院教授杨强在论坛上强调，“当前，我们正置身于碳排放双控和工业化深度发展耦合的复杂时期，既要推动工业体系向低碳排放升级，又面临碳排放的严格限制。”在此关键时刻，虚拟电厂或将成为破解这一僵局的关键力量。

要充分发挥虚拟电厂的潜力，首要任务是完善市场机制。要明确市场准入标准，确定虚拟电厂与其他电厂同等的市场主体地位，参与公平、良性的市场竞争，将虚拟电厂纳入全国统一电力市场体系建设的总体布局规划。同时，需加快完善虚拟电厂的市场参与机制，健全辅助服务市场交易品种等。华南理工大学的谢敏教授在会上建议，应构建一个整合海量用户侧资源，并与地方配电市场、批发市场协同运行的统一市场体系架构，以促进虚拟电厂与电力系统统一调度体系的深度融合，使其在多元化的业务场景中发挥实效。

进一步探索虚拟电厂的商业模式也是当务之急。虚拟电厂在成本控制上具有显著优势，但要将其转化为商业价值，还需建立健全资源定价和利益分配机制，构建统一的交易体系，支持分布式资源自主优化，并积极参与需求响应、辅助服务市场及现货市场。同时，要密切关注与市场相关的政策、规则动态，加速虚拟电厂的商业模式创新，推动产品迭代升级。此外，还需完善虚拟电厂内部定价及利益分配机制，提高用户侧资源参与虚拟电厂运营的积极性。

电力规划设计总院能源政策与市场研究院院长凡鹏飞认为，虚拟电厂在能源电力系统中扮演着多重角色：能源安全保供的“辅助器”、新型储能发挥的“放大器”、新型配电网发展的“加速器”、源网荷储一体化发展的“耦合器”、分布式电源的“控制器”、需求侧响应资源的“调节器”、分布式资源参与市场的“聚合器”、贯穿多市场的“路由器”等，这些角色共同体现了虚拟电厂在能源电力系统中的多元价值。

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