近期,全球多地遭受极端高温天气考验,干旱严重。高温造成的能源供求紧张局势突出,能源保供情况备受关注。未来电力系统的安全稳定运行面临着诸多挑战:一是全球气候变暖引起的极端天气频发,二是“双碳”目标下能源转型和能源革命持续推进,三是大规模分布式电源并网。在此背景下,电力系统的灵活性越来越重要,虚拟电厂因注重综合能源服务的形式“应运重生”。
虚拟电厂的概念最早在1997年提出,主要目标是节能减排,在21世纪初期已受到了欧洲、北美等国的关注,之后在全球推广。虚拟电厂是一套先进的电力管理系统,结合软件系统和信息通信技术,将系统中的分布式电源、柔性负荷、储能、电动车等多种可调节资源聚合在一起,通过对资源的智能调控和协调优化,实现电力系统的供需平衡和对大规模新能源电力的高效利用。
虚拟电厂参与电力市场兼具经济效益和社会效益,具有广阔的市场前景。虚拟电厂是个老概念,但未来虚拟电厂在先进数字技术和能源互联网的加持下可以实现电源的多能互补和负荷的灵活互动,为电网提供调峰调频、储能等辅助服务。虚拟电厂聚合了多种能源,可以在用电高峰期削减负荷、在用电低谷期增加负荷,因此其在辅助服务市场上具有独特优势,可进行调峰和调频服务交易。
除了市场推动外,近年来利好政策频发,为虚拟电厂的蓬勃发展创造了政策环境。随着电力市场交易的持续放开,推动新能源逐步参与市场交易,电力系统对于调峰调频此类辅助服务的需求将大大增加。虚拟电厂作为市场参与者,可通过电力交易和提供辅助服务获得收益。同时,《“十四五”现代能源体系规划》等多个政策文件均提出将开展各类资源聚合的虚拟电厂示范。
虚拟电厂的发展通常分为邀约型阶段、市场化阶段和跨空间自主调度型阶段。国外虚拟电厂已进入市场化阶段,国内尚处于由邀约型向市场化过渡的初期发展阶段,以试点示范为主,市场参与度比较低,上海、江苏、河北等地已开始虚拟电厂的试点建设和运行。当前我国的虚拟电厂建设具有以下几个特点:一是顶层设计亟待完善。二是虚拟电厂相关技术有待进一步发展。三是虚拟电厂商业模式尚不清晰。
虚拟电厂是消纳新能源电力、保障新型电力系统安全稳定运行和实现能源保供的一大利器,需积极推动虚拟电厂建设,激发虚拟电厂活力,促进虚拟电厂长足发展。首先,将顶层设计尽快提上日程。其次,积极推动核心技术研发。再次,加快完善市场机制和激励机制。