相比概念的火爆、利好政策的頻出,虛擬電廠的建設則略顯冷清。截至目前,僅河北、上海、山東、浙江、河南、山西等省份開展了試點建設,總容量僅480萬千瓦。多數虛擬電廠僅以邀約、投標等方式參與政策性需求響應,盈利來源依賴于政府部門的專項費用補貼。僅冀北、河北、山東虛擬電廠間歇性參與當地調峰輔助服務市場,市場規模相對較小。究其原因,是虛擬電廠的盈利能力存在較大不確定性,而盈利能力的關鍵之一在于虛擬電廠參與電力市場機制。
虛擬電廠參與市場交易
面臨三重難題
“中發9號文”發布以來,我國電力市場化改革深入推進,省間(國家)市場與省內(區、市)/區域市場多層次市場格局初步形成。電力市場交易品種覆蓋中長期、現貨、輔助服務等多品種。市場主體注冊數量大幅增加,市場化交易電量比重大幅提升。
國家發改委印發的《關于加快建設全國統一電力市場體系的指導意見》提出“引導用戶側可調負荷資源、儲能、分布式能源、新能源汽車等新型市場主體參與市場交易,充分激發和釋放用戶側靈活調節能力。”國家能源局發布的《電力現貨市場基本規則(征求意見稿)》,進一步提出“推動儲能、分布式發電、負荷聚合商、虛擬電廠和新能源微電網等新興市場主體參與交易。”虛擬電廠能否“搭乘”市場的快車,將成為虛擬電廠推廣的關鍵。目前虛擬電廠進入市場并實現盈利還面臨以下幾個難題:
一是虛擬電廠的市場定位和市場準入標準不明確。在市場定位方面,由于虛擬電廠聚合資源的多元性,通常有發電企業、售電公司、電力用戶等多重市場定位,因此,不同的市場定位決定了其參與市場的類型、策略,享受的權利義務完全不同。在市場準入方面,各地針對虛擬電廠準入輔助服務市場的規則仍不完善,虛擬電廠在容量規模、響應時間等方面尚缺乏統一標準。
二是電力市場對各類新興主體的接納程度不夠。我國目前雖然已開展現貨市場試點,基本建立省間+省內的兩級市場架構,建立了中長期+現貨的電能量市場和輔助服務的市場,但虛擬電廠等新興市場主體的可參與性仍較為有限,目前虛擬電廠僅可參與調峰輔助服務市場。虛擬電廠具有發電、負荷兩種特性,但多數省份的現貨市場只是發電側單邊市場,虛擬電廠無法參與或只能以價格接受者參與,無法體現虛擬電廠的靈活調節價值。在參與中長期、容量補償(市場)方面缺少相關機制。
三是我國輔助服務市場規模小、品種少,難以體現虛擬電廠價值。在市場規模方面,我國輔助服務市場總費用約占全社會總電費的1.5%,但國際普遍占比為3%。部分國家如英國的輔助服務費用占比高達10%以上。在產品類型方面,我國輔助服務市場交易品種以調峰為主,部分區域或省份開展調頻和備用輔助服務缺少電壓支撐、黑啟動、爬坡、調峰容量等輔助服務品種,調頻市場未針對響應速度進一步細分。
虛擬電廠參與電力市場
先要完善三個問題
首先,要差異化明確市場準入標準。
虛擬電廠以聚合模式參與中長期、現貨、輔助服務等不同品種交易,均要建立相應的市場準入條件,且準入條件應依據技術指標、經濟關系和具備的能力設定,不應考慮具體資源的類型。根據響應特性、響應時長、響應速度、響應性能、容量規模等指標和技術特征分類,差異化明確市場準入標準。
在參與中長期市場時,虛擬電廠作為電力產消者,需同時滿足各地電力市場運營規則中對發電企業和售電公司的基本準入條件,包括但不限于具備獨立法人資格、財務獨立核算、信用評價合格、能夠獨立承擔民事責任、注冊資金、專業技術人員數量和比例要求等。同時,還需與電網企業簽訂供用電協議。此外,虛擬電廠需具備智能表計,其所聚合的各類分散可調資源主體需要具備精確的電力曲線記錄功能,或虛擬電廠本身關口需具備以上條件;虛擬電廠還需要具備雙向通信功能,能夠向交易平臺提交申報信息、接收交易平臺或調度平臺下發的市場交易信息和調度指令信息。
在參與現貨市場時,虛擬電廠在滿足基本準入條件的基礎上,還需要滿足調節速率要求、分時計量和具備技術支持系統接入條件等具體要求。一般而言,虛擬電廠聚合后的裝機總容量/總負荷為所聚合的各類分布式電源的有效容量之和,且一般不低于1兆瓦。虛擬電廠還需具備參與現貨市場申報的雙向通訊條件,具備相應的技術支持系統。
在參與輔助服務市場時,需要在滿足基本準入條件的基礎上,根據調頻、備用、轉動慣量、爬坡等不同輔助服務交易品種在響應速度、調節速率、響應時間、響應時長等方面不同的技術要求,嚴格確定虛擬電廠需滿足的技術條件。一般而言,虛擬電廠聚合各類分布式電源后的有效容量不少于5兆瓦,且靈活調節能力不低于1兆瓦,響應速度不低于15分鐘,響應持續時長不低于1小時。
其次,要分市場類型明確參與路徑。
在中長期市場中,近期,虛擬電廠可視市場建設情況選擇是否參與中長期市場。一方面,虛擬電廠的特點決定了其主要以參與調節性市場盈利,另一方面,虛擬電廠參與中長期市場相關規則還不完善。中遠期,虛擬電廠為統一的市場以雙邊協商、集中交易等方式參與各類中長期交易品種。在中長期交易中需按照國家政策要求和中長期市場規則,明確交易價格、交易曲線、統一結算點、偏差處理等基本信息。
在現貨市場中,近期,虛擬電廠可視市場建設情況選擇是否參與現貨市場。原因是虛擬電廠兼具發電商、電力用戶雙重屬性。用戶側參與現貨市場機制不健全。而中遠期,隨著用戶側參與現貨市場機制的逐步完善,虛擬電廠可參與包括日前、日內、實時等各時間尺度的電力現貨市場集中競價。虛擬電廠作為統一市場主體按照現貨市場規則和配套細則,承擔偏差結算責任和相關市場運營費用的分攤。
在輔助服務市場中,近期,虛擬電廠在滿足輔助服務市場技術準入要求的前提下,可參與對應品種的輔助服務市場交易,主要以調峰、調頻備用輔助服務為主。中遠期,隨著虛擬電廠靈活調節能力的提升,可進一步拓展和創新虛擬電廠參與輔助服務的交易品種,包括轉動慣量、爬坡等輔助服務新品種。
在容量市場中,近期,由于電力市場機制尚不健全,容量補償以固定價格的補償機制為主。虛擬電廠按照能源主管部門核定的有效容量(可為正或負)分攤或分享容量費用。遠期,隨著容量市場機制的建立健全,虛擬電廠可基于核定的有效容量參與容量市場競拍。
再次,要持續完善輔助服務市場。
一方面,要創新輔助服務品種,充分體現調節性資源價值。積極探索引入爬坡類產品、系統慣性、快速調頻等新型輔助服務交易品種,滿足系統中對于具有快速爬坡能力、調節性能良好的電源需求,充分體現調節性資源的價值。
另一方面,要擴大輔助服務市場主體參與范圍,降低新興市場主體參與門檻。為進一步挖掘電力系統靈活調節能力,應進一步降低和明確各類輔助服務的技術門檻,將新興市場主體納入參與范圍,為新興市場主體廣泛參與輔助服務市場奠定堅實基礎。
同時,要因地制宜推動輔助服務市場建設并加強與現貨市場的統籌銜接。隨著我國電力現貨市場的建設,因地制宜設計輔助服務市場機制,并通過單獨出清或聯合出清的方式實現與電力現貨市場的銜接,可有效激發靈活性調節資源參與輔助服務市場的意愿。
虛擬電廠參與電力市場不僅是完善我國電力市場體系的重要途徑,也是虛擬電廠未來發展的關鍵。推動虛擬電廠參與市場需在市場定位、準入、參與市場類型等方面予以明確,結合虛擬電廠的聚合特性優化完善各類細分市場的交易機制并推動虛擬電廠以靈活方式參與各類市場化交易,充分激發虛擬電廠的自身活力創新商業模式,促進虛擬電廠的廣泛運用和實踐。(作者均供職于國網能源研究院)