东南大学教授谈我国虚拟电厂的发展现状与后续规划
作者|林水镜
来源|中国能源报
作为新型电力体系的重要组成部分，虚拟电厂的发展一直备受关注。 近日，由国网上海经济研究院提交的《虚拟电厂资源配置与评估技术规范》（以下简称《规范》）正式获得国家标准化管理委员会批准。 发展虚拟电厂有何意义？ 我国虚拟电厂的发展现状如何？ 未来的计划是什么？ 针对这些问题，媒体近日对参与《规范》研究的东南大学电气工程学院教授高赐伟进行了专访。
虚拟发电厂不是智能微电网
问：什么是虚拟电厂？ 虚拟电厂与以往的智能微电网有何不同？
高慈伟：从功能上看，虚拟电厂应用先进的通信和控制技术，实现大量分布式资源的聚合和调控，使这些分布式资源能够规模化、具备参与的资格和能力。在电力系统的运行和调度中。 “虚拟”表明它不是一般的物理单元电厂，而是由大量分散资源的“发电”能力聚合而成。 “发电厂”是指能够为系统提供常规发电厂所能提供的电能或辅助服务的发电厂。
微电网需要有独立的内网，具有自平衡能力和一定的孤网运行能力。 同时，它不需要电力输出或辅助服务。 相比之下，虚拟电厂不一定具有自平衡能力，相关资源甚至可能不在同一个本地配电网络中。 然而，资源聚合后形成的虚拟电厂需要具备输出电力或提供电力平衡的能力。 。
可见，虚拟电厂和微电网是完全不同的概念，但在某些场景下，微电网可以是虚拟电厂。 例如，如果校园微电网具有向系统提供电能或辅助服务的能力，则可以称为虚拟发电厂。
问：《准则》重点关注哪些问题？
高赐伟：《规范》是虚拟电厂建设的基本标准。 指导相关企业配置分布式电源、灵活可调负荷、分布式储能等不同类型的虚拟电厂资源。 它还将对虚拟电厂配置计划进行评估。 方法，客观评价虚拟电厂资源构成的优缺点，对目前国内虚拟电厂建设遇到的建设规模、建设类型、参数设置等困难起到纲领性的指导作用。
具体来说，《规范》主要内容包括资源配置与评估流程、虚拟电厂建设要求、虚拟电厂资源配置方案、虚拟电厂评估方法四个模块。 、基于经济发展需求分析，制定虚拟电厂建设需求评估方法，明确虚拟电厂建设规模和应用范围； 同时还规定了分布式资源调节潜力评估方法和虚拟电厂聚合建设方法。 在此基础上形成了虚拟电厂聚合建设方法。 制定虚拟电厂建设方案； 最后制定虚拟电厂发电能力评价方法，对虚拟电厂建设方案的总体技术性能和经济效益进行评价。
大部分仍处于需求响应阶段
问：虚拟电厂的发展对于推动我国新型电力体系建设有哪些积极意义？
高慈伟：发展虚拟电厂是新型电力系统建设的必然要求。 一方面，建设新型电力系统必然需要大规模的新能源接入，间歇性的新能源发电对电力系统的灵活性和平衡能力提出了更高的要求。 同时，系统中存在大量分散的分布式资源，但由于容量小、数量大而无法被系统调用。 虚拟电厂可以提供有效的技术手段和商业模式，通过聚合分布式资源实现规模化，并为系统提供灵活性。 另一方面，国家能源局刚刚发布的2022年新能源发展数据显示，2022年新增光伏发电中58%为分布式光伏。 这些分布式光伏发电间歇性强、规模小。 他们不能直接参与批发市场交易获取利润，也不能承担市场义务。 在现行制度下，没有动力去降低自身输出的随机性并提高预测的准确性。 相反，它完全依赖系统为其提供平衡能力。 一方面，虚拟电厂可以为这些分布式发电提供更好的市场机会。 另一方面，将其纳入虚拟发电机组，承担市场义务，可以提高系统的安全稳定运行。 因此，发展虚拟电厂将有效提高系统消纳新能源的能力，极大促进新型电力系统的建设。
问：国内虚拟电厂已经发展了一段时间。 与国外相比有何特点？
高赐伟：无论是国内还是国外，虚拟电厂从功能上来说都是以分布式资源的聚合为目标，通过专业的技术手段挖掘海量分布式资源的潜力，将闲置资源聚集起来，形成可调度的单位。 但目前国内虚拟电厂实际利用技术水平仍较低，应用场景较少。 大多数仍处于需求响应阶段，而不是与常规电厂同台竞价，从而通过电能或辅助服务市场的竞争来获得。 因此，市场份额发挥的作用和效果非常有限。
德国等发达国家的虚拟电厂不仅可以提供需求响应，还可以从事售电、参与能源交易、调频和备用等辅助服务交易。 目前，我国缺乏定期参与电力市场运行或系统运行的虚拟电厂，尤其是前者。 受限于我国电力现货市场的发展水平，虚拟电厂的市场化运作并不顺利。
当前的内需应对多是为了解决电力供需缺口，这是造成这一问题的主要原因。 例如，调峰需求响应或填谷需求响应是发电侧无法满足系统需求时的最后手段。 一般来说，一年的实施数量有限，无法支撑虚拟电厂的产业发展。
不过，从发展路径来看，我国电力市场虽然还不够成熟，但正在逐步推进电力市场改革，电力现货市场发展迅速。 相信随着电力市场的逐步完善，虚拟电厂也将迎来更好的发展环境。
关注市场，整合资源
问：未来我国虚拟电厂发展将面临哪些挑战？
高慈伟：虚拟电厂的价值必须通过市场来体现。 当前的市场环境对虚拟电厂的发展支撑不足，也制约了虚拟电厂技术的应用。
从技术角度看，一是缺乏更大规模的储能配置和应用。 储能是提高虚拟电厂发电性能非常重要的组成部分。 其推广应用将对虚拟电厂的低成本发展起到巨大的推动作用。 二是精细化管理技术和理念缺乏普及。
但事实上，更重要的问题并不是缺乏相关的技术储备，而是成本和经营理念的问题。 比如，在提升电能调节能力方面，企业需要在用户侧有比较完善的能源管控体系，这与精细化管理的理念是一致的。 但目前我国不少企业不具备精细化能源管理的技术支撑系统，导致在短时间内几乎无法实现功率调节，无法参与系统的调频业务。
问：在“双碳”目标和新型电力体系建设的背景下，您认为虚拟电厂如何利用自身优势推动发展？
高赐伟：对于电力系统来说，“双碳”目标和新型电力系统建设都指向了新能源快速大规模发展带来的系统灵活性不足的问题。
这意味着，一方面，虚拟电厂可以组织和分配闲置的用户侧可调资源，为系统提供灵活性，提高系统消纳新能源的能力； 另一方面，其聚合资源本身可以包括分布式发电单元。 通过聚合可调资源，形成一定程度的可控功率单元，使聚合后的分布式发电能够更好地被系统消纳。 因此，虚拟电厂与新建电力建设密切相关。 它们不仅是解决问题的钥匙，而且可以削弱或消除原有的问题。
结尾