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德國虛擬電廠參與均衡市場機制的經驗剖析
李晨陽 江海燕 史文博
（國網（蘇州）城市動力研討院）
隨著我國可再生動力裝機占比過半，電力系統的分鐘級疾速靈活調節才能已成為我國新型電力系統建設的必定請求。德國作為動力體系疾速轉型、實現高比例新動力接進的典範代表國家，其虛擬電廠深度參與電力均衡市場的機制對我國具有主要借鑒意義：一方面，虛擬電廠通過數字化、智能化手腕能實現疾速、深度發掘靈活性資源，這一自然技術特徵與均衡市包養網場對調節資源的疾速響應請求高度契合；另一方面，均衡市場的收益結構包括容量預留補償與執行能量補償，為虛擬電廠供給了顯著且可預期的經濟激勵，成為其規模化發展和可持續運營的關鍵驅動力。
為此，本文將系統分析德國均衡市場為有用容納虛擬電廠參與而樹立的適應性規則框架，包含產品技術特征設計分別考慮正負向調節才能、設置容量市場確保穩定激勵、確立聚合商的市場主體位置并設定公道的參與門檻、以及構建支撐資源高效聚合與協同的多層級調度架構等。通過厘清德國均衡市場與虛擬包養電廠的協同機制，旨在為我國破解新動力高比例接進下的系統調節瓶頸、優化市場機制設計及推動虛擬電廠商業化運營供給可操縱的經包養合約驗借鑒。
德國虛擬電廠形式
在德國，虛擬電廠是指一種通過數字化、智能化技術手腕協調各類分布式資源參與市場買賣的場外組織形式。德國電力市場并不單獨為儲能、虛擬電廠、微電網等各類主體設置特別買賣賬戶和機制，各參與主體（涵蓋發電企業、售電公司、年夜用戶以及負荷聚合商）均通過治理或參加一個或多個包養網評價均衡結算單元的方法，參與電能量市場戰爭衡市場。虛擬電廠運營商可以注冊為均衡責任主體直接參與能量市場，可以向輸電運營商（TSO）申請成為均衡服務主體參與均衡市場，也可以為其他均衡結算單元供給可調資源、電網均衡等服務，還可以為中小發電廠參與再調度供給技術服務。
德國虛擬電廠可以聚合各類分布式資源，但此中可調節資源重要是生物質發電、小型水電、儲能等“電源型”資源。德國現有虛擬電廠的常見商業形式是將分布式可再生動力、靈活性機組、儲能、負荷等聚分解一個規模較年夜的組合來參台灣包養網與市場，應用可調節資源在運行過程中調整出力來獲利。此中發揮主要感化的可調節資源類型重要是儲能、生物質發電和小型水電。
德國均衡市場機制
德國虛擬電廠一個主要的收益是參與均衡市場。在成熟的電力市場中，針對因電力系統毛病、供需預測產生誤差等緣由形成的頻率不穩定問題，普通會設立“市場化均衡治理機制”，即由輸電運營商通過市場手腕獲取均衡資源，并對形成均衡誤差的市場主體進行誤差考察，以覆蓋系統均衡調節本錢。分歧國家或地區關于市場化均衡治理機制的名稱有所分歧，例如中國會采用輔助服務市場的概念。而德國根據歐盟法規，采用“均衡市場”的概念。德國的四年夜輸電系統運營商運營包養網一個聯合均衡市場，并參與歐洲一起配合項目，跨國采購均衡服務。
（一）德國均衡市場的產品種類
德國均衡市場的產台灣包養網品種類包含：頻率把持備用（The Frequency Containment Reserve，FCR），即一次調頻，保證系統頻率穩定在額定頻率的±0.1赫茲內；自動頻率恢復備用（The automatic Frequency Restoration Reserve，aFRR包養站長），凡是在FCR之后包養情婦啟動，用于進一個步驟糾正頻率誤差，重要通過自動頻率把持系統包養一個月價錢實現；手動頻率恢復備用（The manual Frequency Restoration Reserve，mFRR），是15分鐘內響應的備用服務。
表1 均衡服務種類技術特征表1
表1給出了三種均衡服務的技術特征，此中，“容量市場/能量市場可用性”是指該均衡服務招標中能否包括容量市場/能量市場，FCR僅在容量市場招標，而aFRR和mFRR包含容量市場和能量市場；“對稱/非包養網ppt對稱”是指能否請求向上和向下調節才能絕對值相等，FCR是包養一個對稱產品，這意味著供給者必須能夠供給劃一正負向的調節才能，aFRR和mFRR則正負向調節才能單獨統計。
從上述三類產品的設計特征可以看出，其規則制訂顯著增強了對虛擬電廠參與的適應性。一方面，市場結構設計兼顧穩定包養意思收益與靈活響應價值。除FCR僅通過容量市場招標外，aFRR和mFRR均設置了容量市場與能量市場的雙重機制。三種產品均設計了容量市場招標，為參與者供給了基礎性的、可預期的固定收益保證，下降包養了市場風險，有利于虛擬以企及的成就。電廠長期投資與穩定運營。另一方面，資源才能請求體現包涵性與針對性。aFRR和mFRR產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節才能。這一規則極年夜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節優勢的分布式資源，例如易于削減發電的新動力機組，或易于削減用電、即增添等效發電才能的可控負荷。這種設計充足考慮了分布式資源的異質性，有用下降了虛擬電廠參與均衡服務的門檻。
（二）均衡市場的認證和采購過程
歐盟正在推動樹立一個整合歐洲把持區域的均衡市場，并已在德國、荷蘭等部門地區實現了統一調用，德國的輸電運營商可以在德國電網區域內以及與鄰國部門一起配合的情況下包養網心得向虛擬電廠等均衡服務主體采購均衡服務，這擴年夜了虛擬電廠資源可以參與的市場區域范圍。
招標過程是在聯邦反壟斷局的指導下，依照聯邦網絡局的規定以及歐洲的規定和方式，在一個開放、通明和非歧視的過程中進行。均衡服務的基礎采購過程分為四個步驟包養一個月價錢：預資格認證、市場招標、調節才能調用和資源調節、均衡容量戰爭衡能量的結算。
1.第一個步驟：預資格認證
在參與均衡市場之前，均衡服務供給者必須通過輸電運營商認證包養網，四年夜輸電運營商會統計預先審核及格的資源。分歧類型的發用電資源都可以參與預資格認證。同時，明確了“聚合商”法令位置，允許其作為均衡單元以外的獨立主體參與均衡市場投標，包養最小投標門檻降至5兆瓦，這有助于充電樁運營商等各類型虛擬電廠技術服務商在市場中發揮感化包養行情并獲利。德國分歧類型均衡服務種類戰爭衡資源按容量的統計如表2。
表2 德國分歧均衡服務種類各類型資源預審核及格的容量統計2
（單位：萬千瓦）
2.第二步：市場招標
通過預資格認證的均衡服務供給者可以參與包養網均衡服務的招標。德國的均衡市場分為均衡容量市場與均衡能量市場，均衡容量按“可用容量（兆瓦）”為標的進行買賣到底這個夢是真是假，把她當作知識競賽節目的墊腳石？，報價被出清的均衡服務供給者需求在實時運行中保存相應的容量供輸電運營商調度，即便不被調用也可獲得報酬。均衡能量以電量（兆瓦時）為買賣標的，按運行中實際被調用的電量進行結算，不進行容量補償，僅具有電量屬性。
3.第三步：啟動調節才能和調節動力
假如均衡服務供給者已經中標，他們必須在中標時間段內保存相應的容量或實際調用電量。FCR根據電網頻率誤差自動激活。aFRR和mFRR由輸電運營商實時向市場發送需求，供給者自動或手動激活。
4.第四步：均衡容量戰爭衡能量的結算
在均衡服務類型中，FCR只獲得容量包養俱樂部補償，由中標合約容量乘以中標價格。aFRR和mFRR能夠同時參與容量市場和能量市場兩個市場，并同步獲得容量和電量的補償，容量補償是基于在均衡電力容量市場上授予的容量乘以相應的競標價格，電量補償由啟動服務后實際被調用的電量和電量電價進行結算，TSO每15分鐘確定一次不服衡價格。
對于中國的借鑒意義剖析
類似于德國，我國虛擬電廠當前的收益形式重要有參與現貨市場，或許應用調節才能參與需求響應和輔助服務市場。例如在2019年，冀北虛擬電廠作為全國首個以市場化方法運營的示范項目參與華北調峰輔助服務市場。
從輔助服務市場建設情況來看，當前國內輔助服務市場基礎實現全包養站長國全覆蓋。電力輔助服務市場實現7年夜區域、33個省級電網的全覆蓋，統一的電力輔助服務體系基概要2：礎構成。從電力輔助服務品種開展情況看，當前南邊區域以備用、調頻為主，華北、東南、東北區域以調峰為主，華東、華中、東北區域以調峰、備用為主；山東等地摸索疾速爬坡類輔助服務新品種，以更好適應高比例新動力接進。
隨著新型電力系統和全國統一電力市場建設的進程深刻推進包養網，電力系統對靈活性調節資源的需求與日俱增，尤其在新動力高比例接進佈景下，保證電網平安穩定運行與促進新動力高效消納成為焦點訴求。為充足釋放源網荷儲各環節調節潛力，亟須從市場機制設計和虛擬電廠運營形式創新兩方面協同發力。
（一）面向市場機制的意見建議
對于市場機制而言，建議打破省間壁壘，樹立跨區域協同機制；擴年夜準進范圍，明確納進新型靈活性資源；分離容量與能量市場，供給容量補償以保證投資收包養受接管，并完美價格疏導機制。
一是完美跨區域跨省的輔助服務組織形式，借鑒德國參與歐洲年夜市場的經驗，統一技術標準（如響應速率、機能請求）和買賣規則（如市場耦合、聯合出清）。打破省間壁壘，允許富余省調峰、調頻、備用等資源參與緊缺省份的日前、日內甚至實時輔助服務市場買賣。開發跨區域聯合優化出清理法，綜合考慮各區域電網約束與資源稟賦，實現跨省資源最優協同調度，晉陞整體電網平安經濟性，為新動力高比例滲透下的區域互濟奠基基礎。
二是拓寬輔助服務參與主體范圍，明確將新型疏散式靈活性資源納進市場準進主體清單。這包含：分布式儲能、規模化可中斷工業負荷、電動汽車充換電設施、中小型生物質/渣滓發電、虛擬電廠、智能微電網等，樹立科學的聚合商資質認證、注冊、計量與結算機制，并出臺針對分歧技術類型資源的機能測試標準、基線計算規范與參與規則，確保各類主體能合規、公正參與市場。
三是分別組織輔助服務容量市場和能量市場。借鑒德國均衡容量市場理念，為供給特定機能等級輔助服務才能的資源供給容量補償，保證其基礎投資收受接管。深化輔助服務能量市場，允許資源同時或分時參與電能量市場和多種輔助服務市場競價，實現其運營價值最年夜化，設計公道的市場耦合機制，鼓勵資源在能量與輔助服務市場間靈活切換，明確價格構成與本錢疏導機制，確保新增收益來源具有可持續性。
（二）面向虛擬電廠運營商的意見建議
對于虛擬電廠運營而言，建議聚合發用兩側多元化資源；構建秒級至小時級多層次響應才能；發掘雙向調節才能，支撐電網平安與新動力消納。
一是拓寬聚合資源類型，在包養價格ptt現有聚合基礎上，重點納進具備高度靈活性和精細把持潛力的新型資源。包含：用戶側分布式儲能、電動汽車充換電站/V2G充電樁、小型燃氣輪機/沼氣發電，以及生物質熱電聯產等可再生動力發電單元。深刻研討分歧類型資源包養網的響應特徵、把持接口、優化潛力與買賣偏好，開發針對性的把持戰略與激勵機制，實現資源的有用整合與協同把持。
二是聚合多時間標準資源，構建層次化的響應才能體系。整合具備分歧響應速率（秒級、分鐘級、小時級）和把持精度（連續調節、離散開關）的資源。通過算法對資源在多時間標準上的響應才能進行精準建模、優化調度與協同聚合，滿足電網從頻率穩定、備用需求到能量均衡的多元化、精細化輔助服務需求，最年夜化虛擬電廠的聚合價值。
三是強化“雙向”調節才能發掘，以支撐保供與消納雙重目標。結合價格信包養號（如能量價格、輔助服務價格）和調度指令，動態優化聚合資源在雙向調節之間的分派戰略，開發智能買賣算法，精準響應電網的實時調節需求。電力供應緊張時（如極端天氣、負荷岑嶺），通過削減可控負荷、調用儲能放電、減少充電功率（甚至V2G反送電）等方法，減輕電網壓力，保證供電平安。在新動力年夜發時期（如風光出力岑嶺），應用可調負荷晉陞用電、儲能包養網車馬費系統充電、減少生物質/小水電發電等方法，主動增添用包養網推薦電負荷，有用包養網VIP吸納富余新動力電量，緩解棄風棄光壓力，促進綠色動力消納。
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