國網(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——《儲能型虛擬電廠的建設(shè)與思考》
 

以下為演講實錄：

各位嘉賓下午好，我是左娟，介紹一下國網(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。

    今天分為四個部分來跟大家做介紹。

    因為虛擬電廠這個概念從2021、2022年開始屬于比較火熱的概念，為什么這個概念會突起，我們做一個回顧。二是儲能在虛擬電廠應(yīng)用中處在什么樣的角色？我們怎么去應(yīng)用它？如何跟虛擬電廠這個技術(shù)結(jié)合起來。三是國網(wǎng)在虛擬電廠這個領(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。

    先簡單地介紹一下新型電力系統(tǒng)的背景。

    從習總書記提出雙碳的目標以后，國網(wǎng)提的一個建設(shè)新型電力系統(tǒng)的愿景目標，這個目標是緊貼雙碳。在國家碳達峰、碳中和主要做出改變的是能源行業(yè)，包括現(xiàn)在碳市場開放主要對發(fā)電企業(yè)在做碳交易。如果電網(wǎng)或者能源這一側(cè)能夠做到達到雙碳目標，基本上國家的雙碳目標就達成了。

    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)，主要的目標就是清潔低碳，替代原有的化石能源。

    它同樣面臨的幾個挑戰(zhàn)：安全運行、清潔消納、機制變革。

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

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

    這五個概念的提煉很不容易，基本上就會應(yīng)對著電力系統(tǒng)建設(shè)的幾個非常關(guān)鍵的點，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，很好地用起來。虛擬電廠在這幾個任務(wù)中，是支撐哪一個目標的？

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

    這五個特征剛剛應(yīng)對的是幾大目標，每一個目標就是接下來要做的工作，重點講一下最后一個，就是在用戶側(cè)。用戶側(cè)提高電網(wǎng)的靈活性，就是對我們負荷或者分散的新能源怎么樣建設(shè)虛擬電廠，通過市場的方式來進行互動，達到區(qū)域電網(wǎng)平衡或者支撐電網(wǎng)靈活性的作用。政策機制講的就是我們電力市場的建設(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)了不少的政策來支持相關(guān)方面的建設(shè)。

    下面簡單的介紹一下虛擬電廠。

    在去年之前無論是科研界還是工業(yè)界對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。因為這個主體特別多，層級特別多，像代理一樣有一級代理、二級代理，最后搞不清楚誰是虛擬電廠，誰是資源主體。我們在2021年第一批國網(wǎng)試點以后，北京交易中心委托我們電科院牽頭起草了國網(wǎng)公司的企業(yè)標準，對虛擬電廠進行了一個定義，具體我就不讀了，這里說到用了什么樣的技術(shù)，然后聚合什么樣的資源，達到什么樣的效果，這里面講的也是比較清楚的。在現(xiàn)在大家對虛擬電廠這個概念有一個比較一致的共識。

    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，來解決分散的新能源怎么消納的問題，怎么支撐電網(wǎng)運行的問題。

    這是十三五、十四五期間的一個試點示范的圖。

    第一階段就是2015年開始，從電力市場推進開始，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年開始以電力市場推進為主的市場化階段，基本上虛擬電廠已經(jīng)可以成為合格的主體，來參與電力市場。

    梳理了一下相關(guān)的政策的時間線。

    2021年3月開始，發(fā)改委能源局發(fā)布了一個指導意見，對虛擬電廠等一體化聚合模式，能夠參與到電力中長期、輔助服務(wù)、現(xiàn)貨等市場交易，為電網(wǎng)提供支撐能力。同年10月份，為碳達峰的行動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有印象，去年5月份、6月份那個階段虛擬電廠概念股在資本市場突然引爆，在股票市場并形成一個專門的板塊，虛擬電廠板塊。不僅是國家層面，包括電網(wǎng)層面是看到建設(shè)這樣一個主體，對社會，對電網(wǎng)，對用戶都是有很好的前景，于是這個概念在資本市場就火了起來。

    為什么可以火呢？

    主要就包含兩個層面：一是傳統(tǒng)電網(wǎng)的運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。二是在市場層面，在市場化售電以后，形成了很多代理購售電的主體，也就是售電公司。這些公司除了在批發(fā)零售電力以外，其實是可以做虛擬電廠這么一個工作，來降低它對電源的預(yù)測或者負荷預(yù)測的不準確率，消減兩邊的偏差。因為偏差的大小直接影響到整個公司的盈利。未來虛擬電廠技術(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，代理購售電，這個技術(shù)，這個主體是會經(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)，可以對電網(wǎng)起到調(diào)節(jié)作用。

    儲能技術(shù)在虛擬電廠上的應(yīng)用。

    儲能的分類對應(yīng)著后面價值兌現(xiàn)的點，不同的類型，能量型、功率型就是對電網(wǎng)互動會在哪方面起作用，我們做了一個簡單的分類，包括按儲能的形式也做了一個分類。

    這是儲能相關(guān)政策的時間點，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)有的市場技術(shù)、環(huán)境還不是太成熟的情況下，為儲能主體做先行的一些支持。

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

    這些不同儲能的差異，我們對它性能的梳理以及怎么樣通過跟電網(wǎng)的互動來進行成本的疏導，還有就是更大價值的體現(xiàn)。因為有一部分的儲能的價值其實是還沒有體現(xiàn)出來的，也可能因為一些機制問題，也可能因為現(xiàn)在建設(shè)中沒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年科技項目，當時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)提供商在國內(nèi)提的比較少，國外提的比較多，平衡服務(wù)的提供商。

    架構(gòu)中，除了運營主體對上進行交易，我們經(jīng)常提到的電能量市場，輔助服務(wù)市場，和現(xiàn)貨市場以外，其實我們可以在內(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或者交易的環(huán)境，通過交易的方式來達成內(nèi)部的一些資源互換和調(diào)節(jié)價值實現(xiàn)的問題，這些可以去考慮的。現(xiàn)在國重項目研究的內(nèi)容和方向也有。

    簡單的對儲能收益進行一些展望，獨立儲能、配套的儲能在虛擬電廠技術(shù)上可以找到自己的盈利點。

    什么樣形式的儲能能夠兌現(xiàn)多大的價值，在圖上體現(xiàn)的比較明顯。在國內(nèi)現(xiàn)有的市場環(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)于主要以儲能資源作為聚合的虛擬電廠的一個商業(yè)模式的探討，這里面提到了儲能型的運營商，可以把儲能資源通過運營的方式來提供一些價值的兌現(xiàn)。當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)模式的問題，這里不細講。

    這是遇到的幾個核心技術(shù)，基本上也是虛擬電廠建設(shè)中所遇到的幾個技術(shù)，低時延的技術(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。

    介紹一下國網(wǎng)在虛擬電廠建設(shè)上的實踐。

    這是十四五期間儲能與智能電網(wǎng)專項的重點研發(fā)項目，規(guī)模化靈活資源虛擬電廠聚合互動調(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，由上海院來牽頭做這個項目。這里面的架構(gòu)就是未來對一個省域級或者像上海超大城市級的虛擬電廠怎么建設(shè)做了一個簡單的規(guī)劃。

    在河北南網(wǎng)建設(shè)省一級運營管理平臺，虛擬電廠有兩個職能和功能，一個運營，一個管理。它在管理的職能上其實也有很多工作要做。我們在浙江和上海未來是否有管理中心或者運營中心這樣的架構(gòu)，這都是可以探討的。在第二批的浙江虛擬電廠試點中，做的一個省一級的平臺，聚合20多個聚合商。還有不同的資源，我們可以暫時這么稱呼。其實虛擬電廠可聚合的資源是比較多的。還有一些縣級的儲能，針對像江蘇、浙江工業(yè)比較發(fā)達的省份，有一些企業(yè)自己建的一些儲能，除了自己的充放的策略，可以不可以統(tǒng)一管理起來建設(shè)虛擬電廠，能夠?qū)崿F(xiàn)它更大的價值兌現(xiàn)？

最后說一下展望，提到未來的兩個挑戰(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)。這兩個挑戰(zhàn)基本上虛擬電廠這個技術(shù)都會在一定程度上去解決這些問題。我們提的一些解決方案，但是不全，只給大家提供一個展望的方向。

 

以上就是我分享的內(nèi)容，謝謝！