需求侧资源引领电力体系变革 “虚拟电厂”发展正当其时

21经济网 2023-04-27 06:16:31

近日，中国能源研究会与自然资源保护协会（NRDC）在北京举办研讨沙龙，聚焦新型电力系统需求侧发展、虚拟电厂发展路径以及市场化模式等议题，来自多家机构的专家学者围绕上述议题展开了探讨。

业内人士指出，电力系统的发展正经历清洁化、电气化和智能化等一系列转型，需求侧资源的潜力和价值亟待挖掘，其作用也正从传统的削峰填谷，扩展到灵活调节电力负荷、促进新能源消纳等方面。

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目前，国内“虚拟电厂”相关产业发展仍处于相对初级阶段。多位与会专家提出，新型电力系统用户侧需求侧资源的发展已经是必然趋势，但产业要发展，也需要推动电力系统体制机制的变革，同时也要跳出原有的固有思路，从更高维度的视角来看待新型电力系统的建设。

图片来源：视觉中国

虚拟电厂的发展潜力和局限性

去年年中开始，“虚拟电厂”或“需求侧管理”这一概念在国内电力市场再度走高。

区别于热电厂、水力发电设施等常规电厂，“虚拟电厂”更类似于一个由各个环节组成的电力系统“缓冲器”，通过各类通信和监测技术，将多地的分布式新能源、储能设施、用电负荷乃至电力汽车等连接成一个系统，对系统内部的用电情况进行协调和优化，对整体电网系统起到“削峰填谷”的作用。

虚拟电厂热度走高的背景是电网需求峰谷差逐渐扩大，高峰用电时刻电力供应局部紧张情况不时出现。如果一味通过扩建电厂来满足尖峰时刻的用电需求，则会在用电低谷期产生巨大浪费，新型电力系统需要挖掘负荷侧调节能力来应对发、用电实时平衡。此外，风光等可再生能源大规模装机并网后，其高波动性和间歇性也为传统电网带来消纳和稳定性等方面的挑战，同样带来了更多的削峰填谷的需求。

2022年7月，全球能源互联网发展合作组织发布的《中国虚拟电厂发展前景和商业模式分析》指出，国内虚拟电厂整体仍处于发展初期，政策机制仍不健全，具体项目以研究示范为主，且由政府主导、电网实施。

此前有业内人士指出，当前国内虚拟电厂产业历经了数年的发展，仍存在用户侧负荷及发电侧资源参与意愿不强、电网侧业务布局和主导发展力度较弱、监管体系和市场机制不完善以及产业链标准规范和商业模式不太明朗等问题。而目前虚拟电厂企业的商业模式尚不清晰，要想实现盈利也存在较大难度。

中国社会科学院工业经济研究所能源经济室主任朱彤认为，在能源转型背景下，“虚拟电厂”这一概念有诸多局限性，如果从市场层面来看这个问题，聚合商是一个更为合适的概念。

虚拟电厂概念出现在上世纪90年代末，适用于当时的产业发展阶段和规模。但随着大量分布式电源的出现，未来电力系统本身不可能是更大的集中系统。

华北电力大学电气与电子工程学院教授王鹏介绍了我国虚拟电厂在不同阶段的发展模式：第一阶段是邀约型阶段，即在没有电力市场的情况下，由政府部门或调度部门机构牵头组织，各聚合商参与，共同完成邀约、响应和激励流程；第二阶段是市场型阶段，虚拟电厂聚合商以类似于实体电厂的模式，参与电力现货市场和辅助服务市场；第三阶段是自主调度型阶段，用户、分布式能源可自由选择调度主体，并实现跨空间的交易和结算。

国际上早期在推动需求侧管理方面有三种模式，其一是政府主导模式，由政府拿出资金补贴需求响应工作的开展；第二种是电力公司主导模式，由电力公司出资购买需求侧相应服务；第三种是第三方管理模式，由社会资本成立服务公司，聚合用户参与需求响应项目。

王鹏表示，目前，我国虚拟电厂项目多数处于第一阶段，随着现货市场的发展，虚拟电厂正迎来新的机遇期，部分地方的现货市场已经将虚拟电厂纳入电力市场交易。

中国能源研究会能源政策室主任林卫斌表示，传统的电力系统侧重于通过电源侧资源来满足电力供需平衡，对需求侧资源的潜力挖掘和重视都不够。需要通过建立完善的响应机制和模式，鼓励需求侧资源参与提升电力系统的安全性和灵活性，从而实现自下而上的需求响应。

林卫斌表示，未来新型电力系统将以用户侧需求侧资源为核心，需求侧资源的发展路径，将引领一场电力革命。

亟待机制和思维创新

虚拟电厂和需求侧资源管理发展的前景和目标，已经在政策方面得到了支持。业内人士提出，要想推动相关产业的发展，机制调整和思维创新显得尤为重要。

今年1月，国家发展改革委和国家能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》提出，“十四五”时期，能源系统效率要大幅提高，电力协调运行能力不断加强，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%。

在大力提升电力负荷弹性方面，《“十四五”现代能源体系规划》提出，要加强电力需求侧响应能力建设，整合分散需求响应资源，引导用户优化储能用电模式，高比例释放居民、一般工商业用电负荷的弹性等。此外，还要引导储能设施、需求侧资源参与电力市场交易，促进提升系统灵活性。

NRDC清洁电力高级顾问王万兴表示，需求侧发展从最初的负荷控制、可中断负荷，到后来出现的需求侧响应、分布式、储能和虚拟电厂，需求侧的内涵和表述都有了变化，但都可以界定为需求侧资源。

王万兴认为，我国已经到了波动性新能源大规模接入电网的阶段，全社会消纳新能源的成本越来越高。在高质量发展的要求下，需要通过多种方式实现需求侧资源的规模化发展。需求侧资源的开发利用是技术经济可行的方法，是降低全社会转型成本的重要途径。

华北电力大学电气与电子工程学院教授王鹏认为，在虚拟电厂发展的过程中，要重视四个技术问题和一个体制机制问题，即资源评估是前提，调度控制是核心，信息通信是基础，利益分配是关键。最后，目前国内存在多种虚拟电厂模式，有政府牵头电网企业组织管理的冀北、山西、深圳的虚拟电厂模式，也有发电企业为主建设的综合智慧零碳电厂模式，这都涉及到体制机制运作的不同视角问题。

国家发展改革委能源研究所研究员周伏秋提出，要从更高维度的经济视角来看待新型电力系统建设，而不仅仅从技术物理形态来看待这一问题。

“广义的需求侧资源，具有多重价值和效用，包括增强电力供应链安全稳定性、推动电力供应方式绿色低碳变革，尤其是提升电力产业链现代化水平；要通过需求侧资源的深入挖掘利用，支撑电力产业从生产型向服务型、数智型转变。为了实现这一点，要有更高的格局、更多的思考和更新的理念。”周伏秋表示。

朱彤认为，我们需要跳出固有的控制和管理思路来设计体制机制，有两个思维要转变：一是要从技术思维向市场思维转变，通过市场机制解决不同利益主体的诉求，激发参与主体的偏好和潜力、发现价值和实现价值，形成价格信号传递出资源稀缺的时间和空间信息，从而实现成本回收；二是要从以大电网为中心转向以用户、分布式为中心的思维，作为产销者的用户对电力系统的冲击和影响是循序渐进的。

北京大学能源研究院副院长杨雷认为，需求侧响应的潜力非常大，可以被认为是更加经济的系统灵活性资源，对于高比例风光等波动性可再生能源带来的变化更加适应，即便是炼钢和化工等传统认为需求侧响应作用不大的领域，通过流程改造，也可以挖掘出巨大的需求响应空间。

杨雷表示，市场化的价格是驱动新型商业模式、实现大规模需求响应的核心所在，必须深化电力改革，发挥市场化资源配置的作用，通过电力市场反映供需的实时变化，传递出实时的价格信号。新的模式一定要协同多方主体的利益诉求，尽量让参与方都能获益，改革才能容易开展和深化。

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