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南方電網8月29日消息，國內首家虛擬電廠（VPP，Virtual Power Plant）管理中心8月26日在深圳投入使用。深圳虛擬電廠已接入分布式儲能、數據中心、充電站、地鐵等類型負荷聚合商14家，接入容量達87萬千瓦，接近一座大型煤電廠的裝機容量。
（來源：微信公眾號“嘿嘿能源heypower” 作者：caixin）
該管理中心設在南方電網深圳供電局，由深圳市發改委管理。南方電網介紹，在電力供應緊張時段，虛擬電廠平臺可直接調度海量分散的充電樁、空調、儲能等用電資源，通過它們降低用電功率，減少常規電源建設，促進節能減排。
今夏，國內多地出現高溫天氣，需求端，用電負荷陡增；供應端，煤電萎縮，高比例可再生能源接入電網。電力系統供需兩側峰谷差愈發擴大之下，倒逼行業關注如何通過用戶側資源與電網供需互動，進而引發對虛擬電廠的討論熱度。
與常規電廠相比，虛擬電廠沒有廠房、機組，不占用土地資源，打破了物理電廠的重資產形態。但對電網的運行來說，它的出力特性、可控性等方面，仍表現為一個電廠，故稱之為虛擬電廠。
中金公司2022年7月報告預計，伴隨虛擬電廠的滲透，虛擬電廠在全國調節負荷量占比有望在2030年達到5%，屆時有望觸達1320億元潛在市場空間。
虛擬電廠的概念從90年代末提出后，國外已展開20多年的研究探討，并非新鮮事物。“十三五”期間，國內也已經建設多個大型虛擬電廠試點項目，分布在河北、江蘇、浙江、廣東、上海等多個省份。如今，為何虛擬電廠再次成為關注熱點？應用前景如何？面臨哪些挑戰？
虛擬電廠潛能
虛擬電廠是“看不見的電廠”，它本身不發電，而是將電網中大量散落的、可調節的電力負荷整合起來，參與電網調度，實現削峰填谷；協調各種分布式單元，促進可再生能源消納和有效利用。
構建以新能源為主體的新型電力系統，用戶需求和市場主體將愈發多元化、分散化，形態更加復雜，統籌難度更高。
國網能源研究院副院長蔣莉萍在近期一次線上會議中指出，虛擬電廠能夠把電力系統中的分散資源“聚沙成塔”，將是未來參與構建新型電力系統的一種有效形式。
“發展虛擬電廠，應對的是未來海量分布式能源調控的需求，如不采取措施，對未來電網運行來說，是非?？膳碌?。”全球能源互聯網發展合作組織運行局運行分析處處長馮利民在前述會議中說道。
以正在經歷高速發展分布式光伏為例，2022年上半年，全國分布式光伏新增并網容量19.65GW，同比增長123%，分布式新增占全部光伏新增裝機近三分之二。
從累計裝機來看，截止到2022年6月底，中國分布式光伏累計裝機容量達到1.27億千瓦，已占到全部光伏裝機的38%。
國家電力調度控制中心對虛擬電廠的功能定位是，既可作為“正電廠”向系統供電調峰，又可作為“負電廠”加大負荷消納、配合系統填谷。
這意味著虛擬電廠不僅能為大規模新能源電力的接入提供框架和技術支撐，也同時能夠抑制尖峰負荷對電網的沖擊。
近年來，中國電力負荷尖峰化特征愈加顯著。天風證券報告指出，伴隨中國用電結構中第三產業和居民消費比重的不斷增加，二者的時段性需求模式會使得用電負荷呈現“峰值拉伸式”特征，電網用電峰值負荷連創新高，電力供需“平時充裕、尖峰緊張”矛盾日益凸顯。
根據國家電網測算，全國范圍內，通過火電廠實現電力系統削峰填谷，滿足5%的峰值負荷需要投資4000億。而通過虛擬電廠，在建設、運營、激勵等環節投資僅需500-600億元，僅為火電廠投資的八分之一。
近期，各省市密集出臺方案規劃，以期通過虛擬電廠調控負荷。6月13日，深圳市政府發布了虛擬電廠落地工作方案，計劃到2025年，建成100萬千瓦級可調節能力的虛擬電廠，逐步形成年度最大負荷5%左右的穩定調節能力。
6月23日，山西省能源局發布《虛擬電廠建設與運營管理實施方案》，虛擬電廠應持續滿足相應的聚合資源能力、調節響應能力要求，聚合對象包括電源、負荷、儲能三類資源。
8月12日，上海市政府發布《上海市數字經濟發展“十四五”規劃》，規劃發展虛擬電廠新業態，利用先進的計量、通信、控制等技術，對分布式異構能源進行聚合，實現自動化遠程調度、精準化智能分析和便捷化市場交易。
從形態上，天風證券分析，虛擬電廠由于聚集了分布式能源（發電）、儲能（充電/放電）、可控負荷（用電）等，因此可根據實際的組成，劃分為電源型、負荷型、儲能型、混合型四類。
從參與方來看，馮利民介紹，發電企業、工業園區、電網企業、行業大用戶、售電公司等都可以參與到虛擬電廠中來。
“但目前中國的虛擬電廠整體仍處于發展初期，項目以研究示范為主，普遍由政府主導、電網實施，多為需求側響應模式，且主要聚焦在工商業用戶側資源。”馮利民說。
前景幾何？
“目前為止，中國虛擬電廠還沒有進入到市場驅動的階段。”馮利民坦言，虛擬電廠的發展與所在國的電力市場建設情況相適應，電力市場建設越發達的地方，虛擬電廠往往發展更快。“如果沒有電力市場，虛擬電廠只是一個小規模的發電廠，僅靠賣電不足以形成激勵，收益會比較受限。”馮利民說，
當前，雙軌制仍制約著中國電力市場的發展。國家發改委今年1月給出的時間表是，到2025年，全國統一電力市場體系初步建成，到2030年，全國統一電力市場體系基本建成，適應新型電力系統要求。
“目前政策的方向性是存在的，但作為一個市場主體來講，虛擬電廠還要有一個清晰的、可進入到電力市場的準許模式。”蔣莉萍說，現行情況下，行業更需要的是一個能夠以虛擬電廠身份，進入到競爭性電力市場的先行者。“這樣才逐漸能使虛擬電廠在電力市場的定位、參與、監管等方面明晰起來。”她說。
馮利民同樣認為，明確市場準入的門檻，各方權、責、利的問題，是實現虛擬電廠商業應用的關鍵。
“基于虛擬電廠的不同定位，應該有相應的市場模式。如果是作為發電商，就是賣方身份，如果是負荷管理者，則是一個用戶的身份。”蔣莉萍補充道，前者是出價方、后者是價格接受方，只有基于不同角色的定位明確了，才能建立相應商業模式。而在現行的電力市場機制中，圍繞虛擬電廠角色的界定還尚待清晰。
此外，馮利民指出，目前國內虛擬電廠發展存在的諸多問題還包括，各方參與虛擬電廠的意愿不強、多數用戶側負荷可調控性差；電網側業務布局和主導發展的力度較弱；監管管理體系與市場機制缺乏、相關電價和補償機制亟須完善；產業鏈標準規范和商業模式不明晰等。
值得注意的還有虛擬電廠未來面臨的網絡安全問題。“傳統上，國網作為全國性系統，在調度、運行、控制的數據使用上專網，面對潛在的網絡攻擊時，電網通信安全更有保障。如果虛擬電廠只能接到公網中，一旦遭到網絡攻擊，可能會對配電網運行產生影響。”馮利民說。
對于虛擬電廠未來將經歷的發展階段，馮利民認為，2022年-2025年，虛擬電廠仍處于發展初期，這一階段的任務是，各地因地制宜開展項目試點建設，形成中國第一代虛擬電廠的發展模式。
2026年-2030年將是中國虛擬電廠的發展中期，這一階段的目標是，多種主體參與虛擬電廠開發，市場趨于活躍。推動虛擬電廠成長為電力市場的交易主體，并引入針對性的市場交易品種。推廣虛擬電廠在供需兩端、通過參與各類市場交易獲得收益。
遠期來看，2031年-2035年，虛擬電廠有望實現全面市場化運作，形成若干大型的專業化的虛擬電廠運營商。業務上，將可為電網提供峰谷調節、頻率調節、應急響應等各類服務。
在國際市場中，虛擬電廠是已被驗證的成熟模式。但據彭博新能源財經2022年4月報告統計，該機構追蹤的93家虛擬電廠運營商中，成功的商業模式仍不明朗，盈利難度較大，只有一家Nuvve上市。許多成熟的VPP公司或已被殼牌、意大利國家電力公司等大公司收購，或成為了大公司的內部部門。
