“虛擬電廠”在中國前景如何？

【文/觀察者網 周毅，編輯 周遠方】

高温疊加疫情得到控制、工廠生產恢復，各地用電高峯來勢洶洶。

以浙江為例，7月11日，全省社會最高用電負荷達到10190萬千瓦，同比去年最高負荷增加了168萬千瓦，創下歷史新高。

尤其在“雙碳”背景下，如何在迎峯度夏電力保供的同時，更多、更好地在電網中接入風電和光電，提高能源使用效率，成為新時代的現實課題，源於歐洲的“虛擬電廠”近期成為市場關注焦點。

瑞士TISO-10-kW 光伏電站從1982年工作至今 外媒報道截圖

“虛擬電廠”，即利用軟件系統和信息通信技術，將分佈式發電、儲能和可控負荷資源聚合起來，並進行電力調度的協調優化，從而實現電力系統的供需平衡。從這個角度來看，它等同於一個“電廠”。與此同時，它還作為主體參與電力市場，獲取收益。

虛擬電廠在中國的前景如何？

有機構認為，中國有望結合歐洲、美國兩種模式，讓虛擬電廠在中國迎來豹變。不過也有業內人士對觀察者網表示，虛擬電廠在中國的難點，並不在技術，而在社會各方利益如何統籌兼顧。

歐洲虛擬電廠示意圖，圖源Next Kraftwerke

虛擬電廠和它兩條道路：美國模式和歐洲模式

“虛擬電廠”發源於歐洲，歐洲模式的主要特點是實現發電資源的聚合。

全球首個虛擬電廠項目VFCPP，在2000年由德國、荷蘭和西班牙等5個國家的11家公司共同推出。它以中央控制系統通信為核心，由31個分散、獨立的居民燃料電池熱電聯產(CHP)系統組成。

VFCPP將所有燃料電池CHP系統聚合成一個有機整體，在給出確定的負荷曲線時，中央控制系統CSS與現場能量管理器進行通信，協調控制每個機組的供熱和供電，並無時延地跟蹤預定負荷曲線，在負荷變化或需求達到峯值時優化各系統生產，從而降低了生產成本和峯值負荷對配電網的電能需求。

VFCPP資料截圖

伴隨着丹麥等多國跟進，歐洲模式的虛擬電廠後來接入了電動汽車充電站平台、氧化還原電池、鋰電池、光伏電站、風電場、小型水電站。目前，它已進入商業化階段。

以代表企業德國Next Kraftwerke為例，虛擬電廠可以通過多種方式實現收益：聚合發電側能源、參與統一調控，以此避免負電價帶來的損失；參與電網側靈活性調控，以及電力交易獲取收益；參與需求側響應獲取收益。

歐洲模式重在聚合發電資源，美國模式則側重聚合用電側資源。

例如，特斯拉與太陽能面板安裝商SolarCity合作，開發了家用儲能裝置Powerwall。用户白天利用太陽能為Powerwall充電並儲能在專門的電池中，此後就可以隨時用電，用户還可以實時通過手機查看設備發電、家庭用電、儲能餘量和電網狀況等信息。

特斯拉網站截圖

在此基礎上，特斯拉與加州公用事業公司PG&E合作推出了虛擬電廠項目。自願參與該項目的用户，在電網承壓時每提供一度電即可獲得2美元收益；特斯拉與佛蒙特州公用事業公司Green Mountain Power的合作項目，則是用户讓渡部分電池控制權，允許電力公司使用儲能設備中的部分電能“削峯填谷”，作為回報，用户可以用優惠價獲得Powerwall。

業界：中國“虛擬電廠”的難題，並不在技術和商業化上

東北證券認為，我國虛擬電廠目前處於從零到一的起步階段，參與者通過參與電網公司邀約，獲取相應響應補貼。隨着電力交易市場化的推進，我國虛擬電廠將向以現貨交易為主要獲益方式的交易型虛擬電廠轉變。從各省電力現貨交易試點情況和缺電情況來看，預計廣東、浙江、江蘇有望最先發展虛擬電廠；虛擬電廠項目也將從以聚合可控負荷為主，逐漸向聚合多種分佈式發電、儲能資源的綜合型項目發展。

東北證券以廣東電力現貨交易和需求側響應的情況為參考測算，需求響應退補後，預計每年廣東省內虛擬電廠的收益空間約為83億元，對應預計全國虛擬電廠收益空間約為870億元。

深圳創維光伏科技有限公司總經理金鑫在接受觀察者網採訪時表示，基於市場機制的自動化調度，“虛擬電廠”在歐洲“初步”建立了起來。但這與其天然條件有關：城市多、人口少、距離近。在中國，虛擬電廠主要是為城市裏的工商業和電網服務的，目前，它和農村户用光伏發電站關係很小。

因為中國農村的電力負荷很小，它的“源（發電）、（電）網、（負）荷、儲（能）”不復雜，基本上只能作為一個消納電力的地方，而不能作為一個“源網荷儲”綜合的地方。相反，中國城市人口多，發電量和用電量巨大。

電力市場化交易，則是更為複雜的問題。

“虛擬電廠拋開一切表象和概念，本質上就是電力市場化交易。”金鑫表示，中國虛擬電廠其實在軟件產品、技術和商業化模式上都不難，但癥結在利益的統籌兼顧，要解決電力市場化交易中的現實問題，需要中長期的努力。

中國電網的問題，和高鐵等很多行業面臨的問題一樣，終究是如何平衡“公益性”（社會效益）和市場經濟價值之間的關係問題。它們既需要照顧社會效益，又需要面對投入產生、營收利潤、員工薪酬等市場方面的壓力。

2018年，只有9户人家32名村民的“中國人口最少行政鄉”玉麥鄉接入國家電網

歐洲模式的“新能源汽車向城市電網供電”，會面臨損耗儲能電池的問題，只有在回報足夠高的時候，車主才會願意參與。那麼需要削峯填谷時，若單從成本的角度來考慮，可能從火電廠購電依然更加划算。

更貼近美國模式的“居民光伏發電、餘電上網獲取收益”，也存在現實問題。一方面，這會影響電網傳統業務；另外一方面，即使電網可以從中收取費用，但具體收取多少，其實很難確定。

金鑫表示，即使城市和農村用電量不同，中國民眾用電也是同價的。同時，中國的電價幾乎是全世界主要國家中最低的。這個“最低”背後，意味着中國要對電網進行大量的建設和投資，也意味着高額的成本。

在“村村通”項目中使用更粗、更好的電線、一些地方經濟開發區一出規劃電網就早早把配網建好……它們都意味着建設成本。這是統籌電力市場化交易過程中的現實障礙，都需要時間來消化。

我國電價的國際比較分析 圖源電網頭條

東北證券指出，中國虛擬電廠目前還處於探索初期。從能源結構和市場機制的特徵來看，中國有望結合歐洲、美國兩種模式，探索出兼顧分佈式電源、可控負荷以及儲能資源的模式。中國發展虛擬電廠需要關注的風險是我國虛擬電廠推進不及預期，以及電力現貨交易進展不及預期。

金鑫認為，電力市場化交易，涉及到各方利益的調和平衡、統籌兼顧，這也會涉及到政策、機制的改變。它不是一蹴而就，三五年就能看到結果的。但他相信，中國最終能解決這些問題。

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