7月25日~26日，2024第三届中国综合能源服务暨能源数字化大会在苏州盛大召开，IET Felllow、国网浙江电力教授级高级工程师张锋出席会议并作《基于虚拟电厂优化提升源网荷储项目运营模式》的主题演讲。
▲张锋
当前源网荷储项目发展与商业运营
张锋指出，园区级源网荷储项目兼具发电和调节能力，可以作为虚拟电厂优质聚合调节资源。
根据国家发展改革委和国家能源局发布的《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》，源网荷储一体化项目是以电源、电网、负荷、储能为整体规划的新型电力运行模式。可精准控制区域电力系统中的用电负荷和储能资源，有效解决区域电力系统因新能源发电出力占比逐步提高而导致的系统频率和电压波动，提高消纳新能源发电的能力，提高区域电网安全运行水平。
张锋表示，常规电网系统调控主要采取“源随荷动”的模式，当用电负荷发生变化时，火电机组可以根据负荷通过电网调度调整发电。在“碳中和之路”的背景下，以风电、光伏为代表的新能源比重不断提升，其波动性、间歇性的特点给电网稳定运行带来了挑战。
“源网荷储”一体化项目可促进供需两侧精准匹配，最大化利用清洁能源，有效解决当前电力系统中清洁能源开发消纳比例较低、系统调节能力不足、各类电源统筹协调不够、源网荷协调不充分等问题，提高电力系统综合效率。
张锋提到，源网荷储项目常见的建设模式有三种。第一种是点对点拉专线模式，在用户区域外建设新能源电站，通过建设专线给用户供电；第二种是点对网拉专线模式，在用户或增量配电网、微电网、园区级源网荷储一体化区域内建设新能源电站，为用户(网)供电；第三种是用户(网)区域内建设模式，在用户或增量配电网、微电网、园区级源网荷储一体化区域内建设新能源电站，为用户(网)供电。
张锋表示，源网荷储一体化相关政策一定程度上突破了国际上普遍采用的电网公司具有“垄断专营权”/“特许经营权”(firanchise)政策。国家政策坚持“绿色优先，协调互济”、“提升存量，优化增量”、“市场驱动，政策支持”为指导。地方政府一般支持“源网荷储一体化项目”的建设，因为可以通过降低电价吸引投资和提升就业。源网荷储项目客观上损害了电网公司效益，但电网公司承担着电网建设和保障托底的责任，应该研究对其激励机制和政策。
各地立项源网荷储项目一般从新能源占比、容量、电网接入、储能配置、负荷规模、大电网交互等方面做出要求。《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》指出，源网荷储是通过优化整合本地电源侧、电网侧、负荷侧资源，充分发挥负荷侧的调节能力，依托坚强局部电网建设提升重要负荷中心应急保障能力和风险防御能力，调动市场主体积极性，探索构建以电网为平台、统筹电源负荷与调度运行各环节、源网荷储高度融合的新一代电力系统发展路径。
其实施路径分为三级，一是区域（省）级侧重于通过电力市场价格信号引导各类市场主体灵活调节、多向互动，落实电源、电力用户、储能、虚拟电厂参与市场机制；二是市（县）级侧重于重点城市坚强局部电网建设、清洁取暖和清洁能源消纳一体化示范，提出保障电源以及自备应急电源配置方案，热电联产机组、新能源电站、灵活运行电热负荷一体化运营方案；三是园区（居民区）级侧重于调动负荷侧调节响应能力，在城市商业区、综合体、居民区开展分布式发电与电动汽车（用户储能）灵活充放电相结合的园区（居民区）级源网荷储一体化建设，在工业负荷大、新能源条件好的地区开展源网荷储一体化绿色供电园区建设。
张锋指出，源网荷储目前可能的商业模式有三种。
1）源网荷储直接作市场主体参与电力交易
源网荷储单元的运营主体一般掌握着单元内所有的发配售资源，可以作为购电方，在单元电力紧缺时将单元内购电需求进行整合在电力市场中通过与发电侧直接交易或参与电力现货市场降低购电成本，也可将单元内发电资源进行整合通过电力市场向外部用户售出，获得更高收入。
2）源网荷储以虚拟电厂主体身份参与交易
拥有源网荷储资源的单元也可以成为虚拟电厂的载体，通过将单元内的可调节负荷、储能、电动汽车、分布式电源等资源聚合起来，实现协调优化控制，参与电力市场交易，既可以作为一个“正电厂”向电网供电调峰，也可以加大负荷消纳配合电网填谷。
3）源网荷储以负荷聚合商参与需求侧响应
参与需求响应是目前比较普遍的负荷侧获取额外收益的方法，对于配备供能和储能设备的源网荷储单元，如以负荷聚合商的身份通过内部多能协调、能量转移等方式可以大大提升其参与需求响应的获利空间。
虚拟电厂和源网荷储项目的相互赋能
张锋表示，随着新能源的快速发展与大量接入，电力系统面临新挑战，新型电力系统建设成为必然选择。虚拟电厂可以有效充分挖掘负荷侧柔性资源，是实现“源网荷储一体化”的灵活载体，是“负荷侧柔性资源聚合”的高级形式，对外同时具备调节能力和发电能力，是新型电力系统建设的重要抓手和典型实践。
除此之外，《电力现货市场基本规则》明确电力现货市场参与主体包含虚拟电厂等新兴主体。在此基础上，虚拟电厂可以通过电力市场，类同传统实体电厂，通过市场等形式被电网直接调用参与运行调节，同时为聚合资源带来更高收益。
张锋认为，虚拟电厂是一个典型的“源-网-荷-储”协调管理系统。
虚拟电厂通过对分布式发电等资源聚合，具备了发电能力；通过对柔性负荷等资源聚合，具备了调节能力；通过聚合储能等资源，使虚拟电厂兼具“发电+调节”能力。
张锋表示，源网荷储进入市场是趋势，国家发改委、能源局持续完善源网荷储一体化项目参与电力市场机制。未来源网荷储项目可能存在的盈利渠道除传统模式外，还会增加市场化交易和电力辅助服务。
电力现货市场中产品最重要的特征是具有电能量或调节能力。分布式光伏不是传统电网直接调度对象可以纳入虚拟电厂，而源网荷储项目可以为虚拟电厂带来发电能力和调节能力。
园区级的源网荷储项目体量小、数量大、分布广，难以进入市场，即使进入也相对吃亏，虚拟电厂通过聚合可形成集团军作战优势，可以为源网荷储项目带来更多盈利模式和潜在更高收益。
虚拟电厂下源网荷储项目盈利模式
张锋指出，虚拟电厂主要盈利模式有四种。
1）聚合分布式光伏享受批发商电价
将分布式风电、光伏等低边际成本的发电资源参与电力市场交易。从“自发自用、余量上网”参照基本电价，到规模效应享受批发电价。
2）基于电力市场波动实现低用高售
利用每次15min，每天96点的电力市场价格波动，虚拟电厂通过储能与光伏等资源配合，实现低谷用电、高峰售电，获取最大经济利润。
3）利用快速调节能力赚取辅助服务
利用储能、微燃机、生物质发电等启动速度快、出力灵活的特点，参与电网的辅助服务，获取额外收益。
4）参与现货市场参与高价品种竞争
《电力现货市场基本规则（试行）》将经营主体扩大到虚拟电厂、独立储能等新型主体，在规则下可以参与各类高价交易品种市场竞争。
张锋表示，风电、光伏等可再生能源，缺乏足够的可控制性，尽管发电边际成本低，但单独参与电能量市场，尤其是合约市场，存在一定的难度。储能、分布式燃机、生物质等同步发电机输出形式的发电资源，具有友好、灵活、可调的优势，但边际成本偏高，在电力市场中“先天不足”。
而虚拟电厂可以实现这些资源整合，扬长避短，获取最大收益。虚拟电厂通过聚合资源，量变上升为质变，以聚合后资源参与电能量市场和调节产品服务市场，提高议价能力，在获取最大收益的同时为电网安全稳定运行贡献力量。
未来，基于虚拟电厂平台，分布式光伏通过与储能等资源聚合，可以在中长期合约市场、电力现货市场、辅助服务市场均可能有一席之地！
张锋最后对虚拟电厂的未来作出展望，他表示，1997年提出以来，虚拟电厂概念受到欧洲、北美和澳洲多国关注。近年来，随着信息通信技术(ICT)、分布式协调控制技术和智能计量技术的不断创新，以及分布式电源、储能、电动汽车的快速发展，虚拟电厂正在焕发新的生命与活力。
在“双碳”目标的确定性远景之下，虚拟电厂具有多样性、协同性、灵活性等技术特点，满足未来新型电力系统在“绿色、灵活、多元互动、高度市场化”方面的运行需求，是重要的技术支撑，可以预见，虚拟电厂在国内势必会迎来良好的发展！
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