虚拟电厂(VPP)为什么这么火?-环球速看料

最近“虚拟电厂”这个词有点火，相关文章更是铺天盖地，谈最多的都是虚拟电厂如何配套需求侧响应，实现电力需求的平衡。

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但是这对于储能和光伏而言，其实仅仅是电力改革的冰山一角，虚拟电厂也不仅仅用于需求侧响应，要了解更广泛的应用，必须要首先了解未来电网架构的改革方向和分析电力体制发展脉络，才能充分理解新能源的DER（分布式能源资源）属性对于电网发展方向的改变。

笔者在创办TAOKE企业的过程中，通过对于国内和国外的新能源不同发展阶段的认识以及经验总结，对于虚拟电厂有了自己的一些思考，在这里和读者们进行分享。

1．电力交易

传统电力交易是火电、核电、水电等发电企业，根据自身情况以及电网需求进行发电价格投标和发电计划报送，由于发电曲线自身可控，基本不存在计划曲线和实际运行曲线的偏差，交易价格也是根据负荷需求曲线的波动而随行就市；DER作为不可控发电资源，且无法做到精确的发电预测，那么这一传统交易方式将受到挑战。

而随着新能源的度电成本不断降低，大量DER未来参与到电力交易中，像光伏和风电的自然特性决定了某一时间段的发电较为集中，而且时段迁移成本较高，那么势必导致在DER集中发电时段的电力交易价格会变得极低，导致投资商不再愿意进行DER的进一步投资；国内现阶段集中式光伏电站逐步降温，而分布式光伏快速发展，就是因为集中式光伏电站需要参与电力市场交易而导致收益大幅下降，使投资人失去了进一步投资光伏的意愿。

目前各国的解决方案各有不同，美国是以税费减免、到期强制关闭传统电厂以及配套长时储能（6-10小时）作为大型DER项目的大规模建设动力，当然这个模式下电费必然会有所上涨；日本则推出了FIP政策，在市场交易价格基础上给予一定的电价补贴，但是储能配套则成为了必须，由于日本这几年交易电价持续上涨，目前已经看到了这一模式的经济性预期，核心取决于储能系统的建设成本能否降低到3万日元/kWh以下；德国近期推出了储能的备用容量费，作为增加投资者投资储能系统的收益，来帮助平衡大量光伏项目建设导致的电网波动。

国内目前很难接受电价上涨所导致的物价上升，同时现阶段政府也希望将新能源的电力交易完全推向市场化，那么短期内分布式光伏市场将成为国内新能源发展的主要动能，这必将引起区域性电力调度的瓶颈，需要尽快予以解决。

2．电力调度

传统电力调度是根据负荷侧的需求曲线，去调整发电侧的输出功率，以达到供需的平衡；发电侧很少会主动调节输出功率，然而新能源DER是根据自然条件实时变化的发电资源，它们和负荷产生了双向波动，而且很难对于其波动进行干预控制，且DER自身无法精确预测其波动，这就对电力调度产生了巨大的压力。

在分布式能源（主要是分布式光伏）占区域性电网较小比例的时候，这些都不会成为电力调度所担心的问题，因为电网自身的巨大容量很容易吸收这些变化，随着其占比越来越大，电网自身无法吸收这些变化，那么电力调度就需要将这部分电源的变化调节纳入到调度的计划当中去了。

具体措施是：针对分布式能源无法精准预测导致的波动，需要根据电网频率波动有相应的快速平衡系统（自动调频或指令调频设施，最理想的就是储能系统）；针对分布式能源发电的时段特性和不受控特点，在电网可调节资源有限时，需要配套一定量的可调节电源备用容量（最理想的也是储能系统）；为了以上调节需求而单独去设置相应的调节资源，或者是通过传统电力机组协助进行调节，这些成本都是很高的，对于调度经济性而言，最好是本身有一定用途的储能系统，在调度需要时能够配合快速响应，只需要承担其投资价值较少的成本即可。

DER对于调度来说过于分散，无法直接接入到其系统中，这就产生了将其进行汇聚成较大规模体量后再来配合电力调度的需求——虚拟电厂（VPP）。

3．虚拟电厂（VPP）

最早这个应用的是十几年前针对需求侧响应（DR）而产生的，并且形成了相应的国际标准，在国内也经历了一定的发展阶段，不过由于需求侧响应的付费价格过低，导致用户的热情不高，且从业的企业基本都不盈利。需求侧响应这一产业这两年逐步沉寂了下来。

去年开始随着国内分布式光伏的大规模发展，未来分布式储能的应用也开始出现需求，虚拟电厂被重新捡了起来。然而需要注意的是，如果由储能电站搭建起来的虚拟电厂仍然只是参与需求侧响应的话，这一市场规模和盈利空间还是非常局限的。

笔者认为需要将光伏、风电和储能等DER建立的虚拟电厂同负荷调节的需求侧响应应用区分开来，设立单独的标准和获利机制，才能使这一应用真正成为电力市场的核心价值之一。相信随着分布式光伏的安装越来越多，峰谷差套利的储能项目应用的不断增加，这离我们预想的目标也不远了。

笔者认为，未来由储能建立的虚拟电厂占储能投资的30-50%收益，才能催生出一个巨大的市场空间，也才能真正为电力调度提供源源不断的可调节资源。

以上的这些分享，也只是今后电力架构的冰山一角，虚拟电厂并不只是接入储能，未来也还可以参加电力市场交易、DER的综合调度等更加广泛的服务；笔者希望今后能和行业内相关专业人士共同探讨电力市场改革这一话题，并一同为我国电力行业发展献计献策。