虛擬電廠聚合模式是高比例可再生能源新型電力系統(tǒng)中的重要靈活性調(diào)節(jié)資源。近年來，各國為解決因系統(tǒng)故障、預(yù)測偏差等造成的頻率不穩(wěn)定問題，往往需要設(shè)立市場化平衡管理機(jī)制，通過市場化手段獲取系統(tǒng)平衡和輔助資源，從而保障系統(tǒng)頻率穩(wěn)定。不同國家平衡管理機(jī)制概念和內(nèi)涵有一定差異，我國采用“輔助服務(wù)市場”概念，而德國采用“平衡市場”的概念。

德國平衡市場的產(chǎn)品包括頻率控制備用（FCR）、自動頻率恢復(fù)備用（aFRR）、手動頻率恢復(fù)備用（mFRR）三類，分別對應(yīng)于一次調(diào)頻、自動頻率控制系統(tǒng)和15分鐘內(nèi)響應(yīng)的備用服務(wù)。其中，F(xiàn)CR僅在容量市場招標(biāo)，并要求服務(wù)提供者必須能夠提供同等正負(fù)向的調(diào)節(jié)能力，而aFRR和mFRR包括容量市場和能量市場，其正負(fù)向調(diào)節(jié)能力單獨(dú)統(tǒng)計(jì)。

德國平衡市場機(jī)制增強(qiáng)了對虛擬電廠參與的適應(yīng)性。一方面，平衡市場結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兼顧穩(wěn)定收益與靈活響應(yīng)價值。三種產(chǎn)品均設(shè)計(jì)了容量市場招標(biāo)，為參與者提供了基礎(chǔ)性的、可預(yù)期的固定收益保障，降低了市場風(fēng)險，有利于虛擬電廠長期投資與穩(wěn)定運(yùn)營。另一方面，平衡市場機(jī)制對資源能力的門檻要求同時體現(xiàn)出了包容性與針對性。aFRR和mFRR產(chǎn)品明確允許參與資源無需同時具備絕對值相等的向上和向下調(diào)節(jié)能力。這一規(guī)則極大拓寬了可參與資源的范圍，使得虛擬電廠能夠靈活聚合僅具備特定單向調(diào)節(jié)優(yōu)勢的分布式資源，例如易于削減發(fā)電的新能源機(jī)組，或易于削減用電、即增加等效發(fā)電能力的可控負(fù)荷。在此市場環(huán)境下，德國“虛擬電廠”概念指代一種場外組織模式，電力市場采用“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”的原則而非為虛擬電廠運(yùn)營商設(shè)置特殊的交易賬戶和機(jī)制。通過參與公平公開的平衡市場機(jī)制，虛擬電廠運(yùn)營商積累形成符合自身優(yōu)勢的客戶群體和簽約模式。這種“公平競爭+模式自由”的市場機(jī)制充分考慮了分布式資源的異質(zhì)性，有效降低了虛擬電廠參與平衡服務(wù)的門檻。

我國虛擬電廠目前主要的收益途徑是參與電力現(xiàn)貨市場、需求響應(yīng)和輔助服務(wù)市場。隨著新型電力系統(tǒng)和全國統(tǒng)一電力市場建設(shè)深入推進(jìn)，電力系統(tǒng)對靈活性調(diào)節(jié)資源的需求與日俱增。為充分釋放源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)潛力，亟須從市場機(jī)制設(shè)計(jì)和靈活性資源市場化聚合模式創(chuàng)新兩方面協(xié)同發(fā)力。德國虛擬電廠運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)及其背后的平衡結(jié)算單元機(jī)制即是值得參考和借鑒的一種思路。

完善輔助服務(wù)市場準(zhǔn)入機(jī)制，推動虛擬電廠入市交易。《關(guān)于支持電力領(lǐng)域新型經(jīng)營主體創(chuàng)新發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確，虛擬電廠等新型經(jīng)營主體參與市場與其他經(jīng)營主體享有平等的市場地位，這為虛擬電廠參與電力市場提供了有利的政策導(dǎo)向。但就目前來看，各地虛擬電廠參與輔助服務(wù)市場仍有許多實(shí)操困難，虛擬電廠的盈利模式仍較為單一且不確定性強(qiáng)。建議條件成熟的區(qū)域市場為虛擬電廠等新型經(jīng)營主體提供更加清晰且“同權(quán)同責(zé)”的準(zhǔn)入機(jī)制，推動虛擬電廠聚合分散式靈活性資源為系統(tǒng)提供服務(wù)。這需要建立科學(xué)的聚合商資質(zhì)認(rèn)證、注冊、計(jì)量與結(jié)算機(jī)制，并出臺針對不同技術(shù)類型資源的性能測試標(biāo)準(zhǔn)、基線計(jì)算規(guī)范與參與規(guī)則，確保各類主體能合規(guī)、公平地參與市場。

貫通多類市場管理流程，挖掘經(jīng)營主體聚合潛力。德國虛擬電廠是一種通過數(shù)字化、智能化技術(shù)手段協(xié)調(diào)各類分布式資源參與市場交易的場外組織模式。虛擬電廠運(yùn)營商可通過管理或加入一個或多個平衡結(jié)算單元的方式參與電能量市場和平衡市場，也可以為其他平衡結(jié)算單元提供可調(diào)資源、電網(wǎng)平衡等服務(wù)，還可以為中小發(fā)電廠參與再調(diào)度提供技術(shù)服務(wù)。建議以系統(tǒng)性思維設(shè)計(jì)電能量市場、輔助服務(wù)市場等多類市場耦合協(xié)調(diào)機(jī)制，在精準(zhǔn)管理資源的前提下最大化資源入市交易效率。此外，借鑒德國平衡市場理念，為提供特定性能等級的輔助服務(wù)資源提供容量補(bǔ)償，引導(dǎo)各類運(yùn)營商有序開展前置性投資，助力相關(guān)能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

優(yōu)化省間協(xié)同機(jī)制，推動調(diào)節(jié)資源跨區(qū)跨省優(yōu)化配置。德國平衡市場參與歐洲合作項(xiàng)目，跨國采購平衡資源，為德國消納高比例可再生能源提供了重要保障。歐盟正在推動建立一個覆蓋歐洲各國電網(wǎng)的平衡市場，并已在德國、荷蘭等部分地區(qū)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一調(diào)用，這擴(kuò)大了虛擬電廠資源可以參與的市場區(qū)域范圍。建議借鑒德國參與歐洲大市場的經(jīng)驗(yàn)，統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和交易規(guī)則。打破省間壁壘，允許富余地區(qū)的調(diào)峰、調(diào)頻、備用等資源參與緊缺地區(qū)的日前、日內(nèi)甚至實(shí)時輔助服務(wù)市場交易。結(jié)合我國各區(qū)域電力市場實(shí)際發(fā)展情況，探索符合統(tǒng)一電力市場要求的跨區(qū)域聯(lián)合優(yōu)化出清算法，綜合考慮各區(qū)域電網(wǎng)約束與資源稟賦，實(shí)現(xiàn)跨省資源最優(yōu)協(xié)同調(diào)度，提升整體電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)性，為新能源高比例滲透下的區(qū)域互濟(jì)奠定基礎(chǔ)。

拓寬聚合資源類型，強(qiáng)化“雙向”調(diào)節(jié)能力挖掘。德國虛擬電廠的常見商業(yè)模式是將分布式可再生能源、靈活性機(jī)組、儲能、負(fù)荷等聚合成一個規(guī)模較大的組合來參與市場，利用可調(diào)節(jié)資源在運(yùn)行過程中調(diào)整出力來獲利。其中發(fā)揮重要作用的可調(diào)節(jié)資源類型主要是儲能、生物質(zhì)發(fā)電和小型水電等電源型資源。相比而言，當(dāng)下我國的虛擬電廠概念更多強(qiáng)調(diào)對電力負(fù)荷的調(diào)控，這不僅限制了虛擬電廠資源的拓展，也一定程度上造成了虛擬電廠調(diào)節(jié)能力和調(diào)節(jié)精度的高不確定性。建議在現(xiàn)有聚合基礎(chǔ)上，重點(diǎn)納入具備高度靈活性和精細(xì)控制潛力的新型資源，并挖掘儲能等多類型分布式電源等，為電力系統(tǒng)提供多樣的系統(tǒng)平衡產(chǎn)品。同時，深入研究不同類型資源的響應(yīng)特性、控制接口、優(yōu)化潛力與交易偏好，開發(fā)有針對性的控制策略與激勵機(jī)制，實(shí)現(xiàn)資源的有效整合與協(xié)同控制。

【作者單位：國網(wǎng)（蘇州）城市能源研究院】