國(guó)網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司虛擬電廠與交易技術(shù)研究室主任 左娟  出席論壇并發(fā)表主題演講——《儲(chǔ)能型虛擬電廠的建設(shè)與思考》
 

以下為演講實(shí)錄：

各位嘉賓下午好，我是左娟，介紹一下國(guó)網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院，我們公司2018年成立，組建的主要單位是中國(guó)電科院，我從事的主要的研究方向就是虛擬電廠技術(shù)、需求響應(yīng)、電力市場(chǎng)。

    今天分為四個(gè)部分來(lái)跟大家做介紹。

    因?yàn)樘摂M電廠這個(gè)概念從2021、2022年開始屬于比較火熱的概念，為什么這個(gè)概念會(huì)突起，我們做一個(gè)回顧。二是儲(chǔ)能在虛擬電廠應(yīng)用中處在什么樣的角色？我們?cè)趺慈?yīng)用它？如何跟虛擬電廠這個(gè)技術(shù)結(jié)合起來(lái)。三是國(guó)網(wǎng)在虛擬電廠這個(gè)領(lǐng)域做了哪些探索？這些探索給我們后面要做這一塊的工作帶來(lái)什么樣的啟示？四是做一下關(guān)于新型電力系統(tǒng)下虛擬電廠后面建設(shè)的展望。

    先簡(jiǎn)單地介紹一下新型電力系統(tǒng)的背景。

    從習(xí)總書記提出雙碳的目標(biāo)以后，國(guó)網(wǎng)提的一個(gè)建設(shè)新型電力系統(tǒng)的愿景目標(biāo)，這個(gè)目標(biāo)是緊貼雙碳。在國(guó)家碳達(dá)峰、碳中和主要做出改變的是能源行業(yè)，包括現(xiàn)在碳市場(chǎng)開放主要對(duì)發(fā)電企業(yè)在做碳交易。如果電網(wǎng)或者能源這一側(cè)能夠做到達(dá)到雙碳目標(biāo)，基本上國(guó)家的雙碳目標(biāo)就達(dá)成了。

    新型電力系統(tǒng)的建設(shè)的定義就是要以新能源為主的新型的電力系統(tǒng)，主要的目標(biāo)就是清潔低碳，替代原有的化石能源。

    它同樣面臨的幾個(gè)挑戰(zhàn)：安全運(yùn)行、清潔消納、機(jī)制變革。

    新能源跟傳統(tǒng)的火電機(jī)組有一個(gè)比較大的不同就是出力不確定性。怎么樣進(jìn)行安全地運(yùn)行，順利的過(guò)渡到整體的電源結(jié)構(gòu)60%以上的新能源，這個(gè)還是有非常大的挑戰(zhàn)。如何消納新能源，我們近些年經(jīng)常聽到棄風(fēng)棄光的問(wèn)題，這就是清潔消納的問(wèn)題。是否可以用市場(chǎng)化的手段、方式來(lái)解決這些問(wèn)題？這就是機(jī)制變革的問(wèn)題。2015年9號(hào)文發(fā)布以后，電力市場(chǎng)的改革也基本上貼著這一條線來(lái)針對(duì)解決這些挑戰(zhàn)。

    新型電力系統(tǒng)的幾個(gè)特征：清潔低碳、安全高可控、靈活高效、智能友好、開放互動(dòng)。

    這五個(gè)概念的提煉很不容易，基本上就會(huì)應(yīng)對(duì)著電力系統(tǒng)建設(shè)的幾個(gè)非常關(guān)鍵的點(diǎn)，清潔低碳就是源側(cè)大量的新能源怎么真正地接到電網(wǎng)來(lái)，很好地用起來(lái)。虛擬電廠在這幾個(gè)任務(wù)中，是支撐哪一個(gè)目標(biāo)的？

    虛擬電廠在“開放互動(dòng)、靈活高效”這兩個(gè)特征都是有非常大的支撐作用。靈活高效除了發(fā)電側(cè)還有負(fù)荷這一側(cè)，調(diào)節(jié)能力怎么樣去增強(qiáng)，廣泛的用戶側(cè)的市場(chǎng)主體怎么能夠參與到我們電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行，原來(lái)我們覺(jué)得用戶主體跟電網(wǎng)互動(dòng)的可能性是很小的，或者根本不考慮?，F(xiàn)在未來(lái)新型電力系統(tǒng)其實(shí)是必須要有這么一個(gè)特征。

    這五個(gè)特征剛剛應(yīng)對(duì)的是幾大目標(biāo)，每一個(gè)目標(biāo)就是接下來(lái)要做的工作，重點(diǎn)講一下最后一個(gè)，就是在用戶側(cè)。用戶側(cè)提高電網(wǎng)的靈活性，就是對(duì)我們負(fù)荷或者分散的新能源怎么樣建設(shè)虛擬電廠，通過(guò)市場(chǎng)的方式來(lái)進(jìn)行互動(dòng)，達(dá)到區(qū)域電網(wǎng)平衡或者支撐電網(wǎng)靈活性的作用。政策機(jī)制講的就是我們電力市場(chǎng)的建設(shè)，低碳、充裕性這些都跟我們虛擬電廠建設(shè)有相關(guān)性。

    新型電力系統(tǒng)建設(shè)的幾個(gè)階段，從2021年開始一直到2022年4月，去年能源局發(fā)改委發(fā)了不少的政策來(lái)支持相關(guān)方面的建設(shè)。

    下面簡(jiǎn)單的介紹一下虛擬電廠。

    在去年之前無(wú)論是科研界還是工業(yè)界對(duì)虛擬電廠的定義還是比較模糊，或者大家心中的虛擬電廠都是不同的定義。因?yàn)檫@個(gè)主體特別多，層級(jí)特別多，像代理一樣有一級(jí)代理、二級(jí)代理，最后搞不清楚誰(shuí)是虛擬電廠，誰(shuí)是資源主體。我們?cè)?021年第一批國(guó)網(wǎng)試點(diǎn)以后，北京交易中心委托我們電科院牽頭起草了國(guó)網(wǎng)公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)虛擬電廠進(jìn)行了一個(gè)定義，具體我就不讀了，這里說(shuō)到用了什么樣的技術(shù)，然后聚合什么樣的資源，達(dá)到什么樣的效果，這里面講的也是比較清楚的。在現(xiàn)在大家對(duì)虛擬電廠這個(gè)概念有一個(gè)比較一致的共識(shí)。

    發(fā)展的意義剛剛已經(jīng)講到，為了雙碳，為了新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，包括虛擬電廠現(xiàn)在在用戶這一側(cè)數(shù)字化、信息化這種發(fā)展非常好的情況下，它已經(jīng)成為一種可能，就是在用戶側(cè)把資源可以聚合，來(lái)解決分散的新能源怎么消納的問(wèn)題，怎么支撐電網(wǎng)運(yùn)行的問(wèn)題。

    這是十三五、十四五期間的一個(gè)試點(diǎn)示范的圖。

    第一階段就是2015年開始，從電力市場(chǎng)推進(jìn)開始，我們稱之為第一階段邀約型階段，上海、江蘇做的需求響應(yīng)的工作，處于虛擬電廠邀約階段。

    第二階段2019年開始以電力市場(chǎng)推進(jìn)為主的市場(chǎng)化階段，基本上虛擬電廠已經(jīng)可以成為合格的主體，來(lái)參與電力市場(chǎng)。

    梳理了一下相關(guān)的政策的時(shí)間線。

    2021年3月開始，發(fā)改委能源局發(fā)布了一個(gè)指導(dǎo)意見(jiàn)，對(duì)虛擬電廠等一體化聚合模式，能夠參與到電力中長(zhǎng)期、輔助服務(wù)、現(xiàn)貨等市場(chǎng)交易，為電網(wǎng)提供支撐能力。同年10月份，為碳達(dá)峰的行動(dòng)方案也特意提到虛擬電廠主體參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)。

    2022年，如果大家炒股的都會(huì)有印象，去年5月份、6月份那個(gè)階段虛擬電廠概念股在資本市場(chǎng)突然引爆，在股票市場(chǎng)并形成一個(gè)專門的板塊，虛擬電廠板塊。不僅是國(guó)家層面，包括電網(wǎng)層面是看到建設(shè)這樣一個(gè)主體，對(duì)社會(huì)，對(duì)電網(wǎng)，對(duì)用戶都是有很好的前景，于是這個(gè)概念在資本市場(chǎng)就火了起來(lái)。

    為什么可以火呢？

    主要就包含兩個(gè)層面：一是傳統(tǒng)電網(wǎng)的運(yùn)行層面上能夠起到緩沖，可以理解為用戶側(cè)或者配網(wǎng)側(cè)靈活調(diào)節(jié)的資源。二是在市場(chǎng)層面，在市場(chǎng)化售電以后，形成了很多代理購(gòu)售電的主體，也就是售電公司。這些公司除了在批發(fā)零售電力以外，其實(shí)是可以做虛擬電廠這么一個(gè)工作，來(lái)降低它對(duì)電源的預(yù)測(cè)或者負(fù)荷預(yù)測(cè)的不準(zhǔn)確率，消減兩邊的偏差。因?yàn)槠畹拇笮≈苯佑绊懙秸麄€(gè)公司的盈利。未來(lái)虛擬電廠技術(shù)使用比較多的群體是售電公司，售電公司想盈利，想服務(wù)好客戶，電網(wǎng)也是售電公司，代理購(gòu)售電，這個(gè)技術(shù)，這個(gè)主體是會(huì)經(jīng)常用到。虛擬電廠發(fā)展形態(tài)上，基本上處于用戶這一側(cè)，可以對(duì)電網(wǎng)起到調(diào)節(jié)作用。

    儲(chǔ)能技術(shù)在虛擬電廠上的應(yīng)用。

    儲(chǔ)能的分類對(duì)應(yīng)著后面價(jià)值兌現(xiàn)的點(diǎn)，不同的類型，能量型、功率型就是對(duì)電網(wǎng)互動(dòng)會(huì)在哪方面起作用，我們做了一個(gè)簡(jiǎn)單的分類，包括按儲(chǔ)能的形式也做了一個(gè)分類。

    這是儲(chǔ)能相關(guān)政策的時(shí)間點(diǎn)，和虛擬電廠一樣集中在2021年和2022年發(fā)布很多支持的政策，這些支持政策就是在現(xiàn)有的市場(chǎng)技術(shù)、環(huán)境還不是太成熟的情況下，為儲(chǔ)能主體做先行的一些支持。

    儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景其實(shí)是分為電源側(cè)、網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)都有。電源側(cè)像新能源建設(shè)有很多配儲(chǔ)的要求，20%的儲(chǔ)能要求。電網(wǎng)在前些年也探索過(guò)，獨(dú)立儲(chǔ)能電站，為電網(wǎng)削峰填谷示范?，F(xiàn)在的用戶這一側(cè)，數(shù)據(jù)中心，鐵塔基站，5G中心都是有很多儲(chǔ)能的。這些儲(chǔ)能建設(shè)完之后，基本上遇到一個(gè)難題，怎么樣去消化這些建設(shè)成本，怎么找它盈利的點(diǎn)，可能它在建設(shè)的時(shí)候測(cè)算都是蠻好的，可能5-8年就可以回收成本。實(shí)際上它還是要有一定的路要走。

    這些不同儲(chǔ)能的差異，我們對(duì)它性能的梳理以及怎么樣通過(guò)跟電網(wǎng)的互動(dòng)來(lái)進(jìn)行成本的疏導(dǎo)，還有就是更大價(jià)值的體現(xiàn)。因?yàn)橛幸徊糠值膬?chǔ)能的價(jià)值其實(shí)是還沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)的，也可能因?yàn)橐恍C(jī)制問(wèn)題，也可能因?yàn)楝F(xiàn)在建設(shè)中沒(méi)有完全的想好它到底能夠發(fā)揮多大的作用。

    這張圖講得非常清楚，2018年科技項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)思考虛擬電廠到底可以為我們電網(wǎng)做什么樣的支撐？哪些主體來(lái)使用它。虛擬電廠建設(shè)的角色，除了售電商，發(fā)電商，輔助服務(wù)提供商，輔助服務(wù)提供商在國(guó)內(nèi)提的比較少，國(guó)外提的比較多，平衡服務(wù)的提供商。

    架構(gòu)中，除了運(yùn)營(yíng)主體對(duì)上進(jìn)行交易，我們經(jīng)常提到的電能量市場(chǎng)，輔助服務(wù)市場(chǎng)，和現(xiàn)貨市場(chǎng)以外，其實(shí)我們可以在內(nèi)部做管理。內(nèi)部管理有兩種方式：集中式和交易式。內(nèi)部是否可以建立小型的交易的市場(chǎng)或者交易的環(huán)境，通過(guò)交易的方式來(lái)達(dá)成內(nèi)部的一些資源互換和調(diào)節(jié)價(jià)值實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，這些可以去考慮的。現(xiàn)在國(guó)重項(xiàng)目研究的內(nèi)容和方向也有。

    簡(jiǎn)單的對(duì)儲(chǔ)能收益進(jìn)行一些展望，獨(dú)立儲(chǔ)能、配套的儲(chǔ)能在虛擬電廠技術(shù)上可以找到自己的盈利點(diǎn)。

    什么樣形式的儲(chǔ)能能夠兌現(xiàn)多大的價(jià)值，在圖上體現(xiàn)的比較明顯。在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的市場(chǎng)環(huán)境下，不是所有的品種就已經(jīng)可以交易，我們可以看一下在一次調(diào)頻、慣量支持，二次調(diào)頻、調(diào)壓，調(diào)峰、需求響應(yīng)和備用這些品種，在虛擬電廠這個(gè)角色上都是可以提供這些服務(wù)的。

    這是做的關(guān)于主要以儲(chǔ)能資源作為聚合的虛擬電廠的一個(gè)商業(yè)模式的探討，這里面提到了儲(chǔ)能型的運(yùn)營(yíng)商，可以把儲(chǔ)能資源通過(guò)運(yùn)營(yíng)的方式來(lái)提供一些價(jià)值的兌現(xiàn)。當(dāng)然怎么樣聚合這些資源，那又存在另外一種投資模式或者商業(yè)模式的問(wèn)題，這里不細(xì)講。

    這是遇到的幾個(gè)核心技術(shù)，基本上也是虛擬電廠建設(shè)中所遇到的幾個(gè)技術(shù)，低時(shí)延的技術(shù)，優(yōu)化的技術(shù)，策略的技術(shù)，以及云管邊端管理的系統(tǒng)和平臺(tái)。

    介紹一下國(guó)網(wǎng)在虛擬電廠建設(shè)上的實(shí)踐。

    這是十四五期間儲(chǔ)能與智能電網(wǎng)專項(xiàng)的重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，規(guī)?；`活資源虛擬電廠聚合互動(dòng)調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)研究。我們和清華、交大、天大等相關(guān)的院所，由上海院來(lái)牽頭做這個(gè)項(xiàng)目。這里面的架構(gòu)就是未來(lái)對(duì)一個(gè)省域級(jí)或者像上海超大城市級(jí)的虛擬電廠怎么建設(shè)做了一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)劃。

    在河北南網(wǎng)建設(shè)省一級(jí)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，虛擬電廠有兩個(gè)職能和功能，一個(gè)運(yùn)營(yíng)，一個(gè)管理。它在管理的職能上其實(shí)也有很多工作要做。我們?cè)谡憬蜕虾Ｎ磥?lái)是否有管理中心或者運(yùn)營(yíng)中心這樣的架構(gòu)，這都是可以探討的。在第二批的浙江虛擬電廠試點(diǎn)中，做的一個(gè)省一級(jí)的平臺(tái)，聚合20多個(gè)聚合商。還有不同的資源，我們可以暫時(shí)這么稱呼。其實(shí)虛擬電廠可聚合的資源是比較多的。還有一些縣級(jí)的儲(chǔ)能，針對(duì)像江蘇、浙江工業(yè)比較發(fā)達(dá)的省份，有一些企業(yè)自己建的一些儲(chǔ)能，除了自己的充放的策略，可以不可以統(tǒng)一管理起來(lái)建設(shè)虛擬電廠，能夠?qū)崿F(xiàn)它更大的價(jià)值兌現(xiàn)？

最后說(shuō)一下展望，提到未來(lái)的兩個(gè)挑戰(zhàn)非常重要，一是清潔能源消納的挑戰(zhàn)，二是用戶側(cè)資源挖潛的挑戰(zhàn)。這兩個(gè)挑戰(zhàn)基本上虛擬電廠這個(gè)技術(shù)都會(huì)在一定程度上去解決這些問(wèn)題。我們提的一些解決方案，但是不全，只給大家提供一個(gè)展望的方向。

 

以上就是我分享的內(nèi)容，謝謝！