国网上海能源互联网研究院有限公司虚拟电厂与交易技术研究室主任 左娟  出席论坛并发表主题演讲——《储能型虚拟电厂的建设与思考》
 

以下为演讲实录：

各位嘉宾下午好，我是左娟，介绍一下国网上海能源互联网研究院，我们公司2018年成立，组建的主要单位是中国电科院，我从事的主要的研究方向就是虚拟电厂技术、需求响应、电力市场。

    今天分为四个部分来跟大家做介绍。

    因为虚拟电厂这个概念从2021、2022年开始属于比较火热的概念，为什么这个概念会突起，我们做一个回顾。二是储能在虚拟电厂应用中处在什么样的角色？我们怎么去应用它？如何跟虚拟电厂这个技术结合起来。三是国网在虚拟电厂这个领域做了哪些探索？这些探索给我们后面要做这一块的工作带来什么样的启示？四是做一下关于新型电力系统下虚拟电厂后面建设的展望。

    先简单地介绍一下新型电力系统的背景。

    从习总书记提出双碳的目标以后，国网提的一个建设新型电力系统的愿景目标，这个目标是紧贴双碳。在国家碳达峰、碳中和主要做出改变的是能源行业，包括现在碳市场开放主要对发电企业在做碳交易。如果电网或者能源这一侧能够做到达到双碳目标，基本上国家的双碳目标就达成了。

    新型电力系统的建设的定义就是要以新能源为主的新型的电力系统，主要的目标就是清洁低碳，替代原有的化石能源。

    它同样面临的几个挑战：安全运行、清洁消纳、机制变革。

    新能源跟传统的火电机组有一个比较大的不同就是出力不确定性。怎么样进行安全地运行，顺利的过渡到整体的电源结构60%以上的新能源，这个还是有非常大的挑战。如何消纳新能源，我们近些年经常听到弃风弃光的问题，这就是清洁消纳的问题。是否可以用市场化的手段、方式来解决这些问题？这就是机制变革的问题。2015年9号文发布以后，电力市场的改革也基本上贴着这一条线来针对解决这些挑战。

    新型电力系统的几个特征：清洁低碳、安全高可控、灵活高效、智能友好、开放互动。

    这五个概念的提炼很不容易，基本上就会应对着电力系统建设的几个非常关键的点，清洁低碳就是源侧大量的新能源怎么真正地接到电网来，很好地用起来。虚拟电厂在这几个任务中，是支撑哪一个目标的？

    虚拟电厂在“开放互动、灵活高效”这两个特征都是有非常大的支撑作用。灵活高效除了发电侧还有负荷这一侧，调节能力怎么样去增强，广泛的用户侧的市场主体怎么能够参与到我们电网实际运行，原来我们觉得用户主体跟电网互动的可能性是很小的，或者根本不考虑。现在未来新型电力系统其实是必须要有这么一个特征。

    这五个特征刚刚应对的是几大目标，每一个目标就是接下来要做的工作，重点讲一下最后一个，就是在用户侧。用户侧提高电网的灵活性，就是对我们负荷或者分散的新能源怎么样建设虚拟电厂，通过市场的方式来进行互动，达到区域电网平衡或者支撑电网灵活性的作用。政策机制讲的就是我们电力市场的建设，低碳、充裕性这些都跟我们虚拟电厂建设有相关性。

    新型电力系统建设的几个阶段，从2021年开始一直到2022年4月，去年能源局发改委发了不少的政策来支持相关方面的建设。

    下面简单的介绍一下虚拟电厂。

    在去年之前无论是科研界还是工业界对虚拟电厂的定义还是比较模糊，或者大家心中的虚拟电厂都是不同的定义。因为这个主体特别多，层级特别多，像代理一样有一级代理、二级代理，最后搞不清楚谁是虚拟电厂，谁是资源主体。我们在2021年第一批国网试点以后，北京交易中心委托我们电科院牵头起草了国网公司的企业标准，对虚拟电厂进行了一个定义，具体我就不读了，这里说到用了什么样的技术，然后聚合什么样的资源，达到什么样的效果，这里面讲的也是比较清楚的。在现在大家对虚拟电厂这个概念有一个比较一致的共识。

    发展的意义刚刚已经讲到，为了双碳，为了新型电力系统的建设，包括虚拟电厂现在在用户这一侧数字化、信息化这种发展非常好的情况下，它已经成为一种可能，就是在用户侧把资源可以聚合，来解决分散的新能源怎么消纳的问题，怎么支撑电网运行的问题。

    这是十三五、十四五期间的一个试点示范的图。

    第一阶段就是2015年开始，从电力市场推进开始，我们称之为第一阶段邀约型阶段，上海、江苏做的需求响应的工作，处于虚拟电厂邀约阶段。

    第二阶段2019年开始以电力市场推进为主的市场化阶段，基本上虚拟电厂已经可以成为合格的主体，来参与电力市场。

    梳理了一下相关的政策的时间线。

    2021年3月开始，发改委能源局发布了一个指导意见，对虚拟电厂等一体化聚合模式，能够参与到电力中长期、辅助服务、现货等市场交易，为电网提供支撑能力。同年10月份，为碳达峰的行动方案也特意提到虚拟电厂主体参与系统调节。

    2022年，如果大家炒股的都会有印象，去年5月份、6月份那个阶段虚拟电厂概念股在资本市场突然引爆，在股票市场并形成一个专门的板块，虚拟电厂板块。不仅是国家层面，包括电网层面是看到建设这样一个主体，对社会，对电网，对用户都是有很好的前景，于是这个概念在资本市场就火了起来。

    为什么可以火呢？

    主要就包含两个层面：一是传统电网的运行层面上能够起到缓冲，可以理解为用户侧或者配网侧灵活调节的资源。二是在市场层面，在市场化售电以后，形成了很多代理购售电的主体，也就是售电公司。这些公司除了在批发零售电力以外，其实是可以做虚拟电厂这么一个工作，来降低它对电源的预测或者负荷预测的不准确率，消减两边的偏差。因为偏差的大小直接影响到整个公司的盈利。未来虚拟电厂技术使用比较多的群体是售电公司，售电公司想盈利，想服务好客户，电网也是售电公司，代理购售电，这个技术，这个主体是会经常用到。虚拟电厂发展形态上，基本上处于用户这一侧，可以对电网起到调节作用。

    储能技术在虚拟电厂上的应用。

    储能的分类对应着后面价值兑现的点，不同的类型，能量型、功率型就是对电网互动会在哪方面起作用，我们做了一个简单的分类，包括按储能的形式也做了一个分类。

    这是储能相关政策的时间点，和虚拟电厂一样集中在2021年和2022年发布很多支持的政策，这些支持政策就是在现有的市场技术、环境还不是太成熟的情况下，为储能主体做先行的一些支持。

    储能的应用场景其实是分为电源侧、网侧、用户侧都有。电源侧像新能源建设有很多配储的要求，20%的储能要求。电网在前些年也探索过，独立储能电站，为电网削峰填谷示范。现在的用户这一侧，数据中心，铁塔基站，5G中心都是有很多储能的。这些储能建设完之后，基本上遇到一个难题，怎么样去消化这些建设成本，怎么找它盈利的点，可能它在建设的时候测算都是蛮好的，可能5-8年就可以回收成本。实际上它还是要有一定的路要走。

    这些不同储能的差异，我们对它性能的梳理以及怎么样通过跟电网的互动来进行成本的疏导，还有就是更大价值的体现。因为有一部分的储能的价值其实是还没有体现出来的，也可能因为一些机制问题，也可能因为现在建设中没有完全的想好它到底能够发挥多大的作用。

    这张图讲得非常清楚，2018年科技项目，当时思考虚拟电厂到底可以为我们电网做什么样的支撑？哪些主体来使用它。虚拟电厂建设的角色，除了售电商，发电商，辅助服务提供商，辅助服务提供商在国内提的比较少，国外提的比较多，平衡服务的提供商。

    架构中，除了运营主体对上进行交易，我们经常提到的电能量市场，辅助服务市场，和现货市场以外，其实我们可以在内部做管理。内部管理有两种方式：集中式和交易式。内部是否可以建立小型的交易的市场或者交易的环境，通过交易的方式来达成内部的一些资源互换和调节价值实现的问题，这些可以去考虑的。现在国重项目研究的内容和方向也有。

    简单的对储能收益进行一些展望，独立储能、配套的储能在虚拟电厂技术上可以找到自己的盈利点。

    什么样形式的储能能够兑现多大的价值，在图上体现的比较明显。在国内现有的市场环境下，不是所有的品种就已经可以交易，我们可以看一下在一次调频、惯量支持，二次调频、调压，调峰、需求响应和备用这些品种，在虚拟电厂这个角色上都是可以提供这些服务的。

    这是做的关于主要以储能资源作为聚合的虚拟电厂的一个商业模式的探讨，这里面提到了储能型的运营商，可以把储能资源通过运营的方式来提供一些价值的兑现。当然怎么样聚合这些资源，那又存在另外一种投资模式或者商业模式的问题，这里不细讲。

    这是遇到的几个核心技术，基本上也是虚拟电厂建设中所遇到的几个技术，低时延的技术，优化的技术，策略的技术，以及云管边端管理的系统和平台。

    介绍一下国网在虚拟电厂建设上的实践。

    这是十四五期间储能与智能电网专项的重点研发项目，规模化灵活资源虚拟电厂聚合互动调控关键技术研究。我们和清华、交大、天大等相关的院所，由上海院来牵头做这个项目。这里面的架构就是未来对一个省域级或者像上海超大城市级的虚拟电厂怎么建设做了一个简单的规划。

    在河北南网建设省一级运营管理平台，虚拟电厂有两个职能和功能，一个运营，一个管理。它在管理的职能上其实也有很多工作要做。我们在浙江和上海未来是否有管理中心或者运营中心这样的架构，这都是可以探讨的。在第二批的浙江虚拟电厂试点中，做的一个省一级的平台，聚合20多个聚合商。还有不同的资源，我们可以暂时这么称呼。其实虚拟电厂可聚合的资源是比较多的。还有一些县级的储能，针对像江苏、浙江工业比较发达的省份，有一些企业自己建的一些储能，除了自己的充放的策略，可以不可以统一管理起来建设虚拟电厂，能够实现它更大的价值兑现？

最后说一下展望，提到未来的两个挑战非常重要，一是清洁能源消纳的挑战，二是用户侧资源挖潜的挑战。这两个挑战基本上虚拟电厂这个技术都会在一定程度上去解决这些问题。我们提的一些解决方案，但是不全，只给大家提供一个展望的方向。

 

以上就是我分享的内容，谢谢！