與世界上很多國家一樣壮莹，澳大利亞電力系統(tǒng)正在發(fā)生著結構性改變翅帜，分布式能源和儲能技術迅猛發(fā)展、用電側更加積極主動地參與需求響應等命满，都對保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提出了新的挑戰(zhàn)涝滴。基于傳統(tǒng)集中式能源設計的澳大利亞電力市場需要進一步的改革胶台，以適應分布式資源規(guī)模持續(xù)擴大的新形勢歼疮。為此， 澳大利亞開展了一系列電力市場改革措施研究诈唬，探索如何能夠將可再生能源韩脏、儲能技術、分布式能源和需求響應等資源與電力市場運行進行有效整合铸磅，其中的一個環(huán)節(jié)是于2019年7月到2021年6月進行的為期兩年的虛擬電廠參與電力市場試點運行赡矢。本文基于對相關機構公開發(fā)布的原始資料進行收集整理、編譯阅仔，簡略地介紹澳大利亞虛擬電廠試點運行情況撑枯。

起源背景

盡管澳大利亞分布式能源發(fā)展勢頭強勁，各州政府相繼推出大力發(fā)展家庭儲能電池計劃蛹活，人們普遍預期分布式能源與儲能電池的聚合發(fā)展將進入快車道簇抑，可是現(xiàn)行電力市場規(guī)則中有關售電公司、虛擬電廠運營商匕磅、小規(guī)模電源聚合商的每個發(fā)電設備要有單獨的并網計量點枢蜗，且不包括聚合用電負荷并網計量點和發(fā)電、用電必須分開計量等規(guī)定晃逞，阻礙了虛擬電廠有效參與電力市場并發(fā)揮作用箍颗。為了配合未來電力市場整合分布式能源改革研究眉剿，澳大利亞能源市場運營中心(Australian Energy Market Operator，簡稱為AEMO)牽頭組織實施了這次虛擬電廠參與電力市場試點運行纲愁，旨在了解掌握儲能電池運行規(guī)律团何，評價虛擬電廠提供可靠調頻輔助服務、響應現(xiàn)貨市場價格诫汇、為配網提供電壓支撐等方面的能力司型，檢驗虛擬電廠是否具備增值潛力及增值空間，為虛擬電廠納入電力市場體系規(guī)則制定和技術要求積累經驗爽篷。澳大利亞可再生能源署(Australian Renewable Energy Agency悴晰，簡稱為ARENA)為該項目提供資金支助。

準備過程

AEMO于2018 年11月23日發(fā)布了虛擬電廠試點運行項目方案的征求意見稿逐工，陳述了試點運行要達到的目的及市場主體準入條件铡溪，并公開征詢意見，于2018 年12月舉辦兩次線上會議聽取市場主體對試點運行方案的反映泪喊。市場主體對虛擬電廠試點運行反映非常積極棕硫，到2018 年12月21日征詢截止時，AEMO共收到29份書面反饋意見袒啼，其中的26份被掛在AEMO網站上饲帅，可以公開查詢。試點運行項目得到市場主體的普遍支持瘤泪，認為目前虛擬電廠仍處在早期發(fā)展階段灶泵，其規(guī)模尚小，所使用的操作平臺和通訊系統(tǒng)并不完善对途，試點運行是檢驗虛擬電廠的能力赦邻，并使其在電力市場中增值的有效途徑。AEMO對市場主體提出的諸多改進方案的建議給出了書面答復锉寿。

試點運行數(shù)據(jù)接口并不是直接銜接到電力市場技術支持系統(tǒng)上的轻樟，而是通過單獨開發(fā)的一套App界面來交互數(shù)據(jù)，其中有供市場主體注冊用的常備數(shù)據(jù)App泣虚、調頻輔助服務確認App舟门、運行數(shù)據(jù)App(上傳虛擬電廠實際執(zhí)行數(shù)據(jù)和運行計劃)和設備遙測技術App，用于每5分鐘上傳一次用戶水平的實際頻率坠痒、電壓锅星、儲能電池充放狀態(tài)、光伏出力等數(shù)據(jù)选阔。其實于2019年4月才開始開發(fā)的這些數(shù)據(jù)App界面在7月虛擬電廠試點運行啟動時還沒有完成家统，當時市場主體是使用電子郵件提交非運行數(shù)據(jù)的，只是在數(shù)據(jù)App界面付諸使用后坎扰，虛擬電廠才開始上傳運行數(shù)據(jù)曹均。

AEMO于2019年7月發(fā)布虛擬電廠試點運行實施方案(正式版)斧壮、市場主體準入條件及注冊文件，啟動試點運行纤悉，開始受理市場主體注冊申請蔬咬。

試點運行實施方案與相關技術規(guī)范

試點運行實施方案規(guī)定虛擬電廠的最小規(guī)模為1 兆瓦，不得包含集中式儲能電池沐寺。AEMO采取了三種虛擬電廠參與市場試點運行的方式：一是虛擬電廠與售電公司合作同時參加調頻輔助服務市場和實時電力市場;在這種情況下林艘，虛擬電廠要與售電公司簽訂協(xié)議，虛擬電廠不必進行注冊芽丹，交易機構與售電公司進行結算。二是售電公司擁有的虛擬電廠參加調頻輔助服務市場和實時電力市場交易卜朗。三是虛擬電廠可以單獨注冊拔第，但僅能參與調頻輔助服務市場。參加試點運行的虛擬電廠市場主體在注冊時需提交用戶表計標識碼和電表技術參數(shù)场钉，注入頻率測試數(shù)據(jù)蚊俺，無須繳納注冊費。

注冊試點運行的虛擬電廠參加實時電力市場歸類于非調度安排電源逛万，接受實時電能量價格泳猬，并不需要競價上網。AEMO依據(jù)虛擬電廠上傳的運行數(shù)據(jù)預測他們的發(fā)用電量宇植， 作為電力供需平衡的邊界條件得封。參與用電側電能量交易的售電公司代理用戶進行結算，按照用戶電量和實時電價繳納電費颗屏。在用戶向電網輸入凈電量時段奈揩，售電公司獲得“負”負荷收入，以降低用戶電費卑托。

虛擬電廠不僅能夠通過發(fā)電出力效蝎、用電負荷雙向交易電能量，而且還可以參加六種應急恢復用調頻輔助服務品種交易势粱，分別為快速向上恢復腰燕，快速向下恢復，慢速向上恢復食土，慢速向下恢復衔帚，延遲向上恢復，延遲向下恢復医熊。虛擬電廠響應頻率偏移方式可以按照比例調節(jié), 即其出力/負荷上下調節(jié)量與頻率偏移幅度成比例企鄙，或者是以開關方式，例如關鸵敌幔或開啟用電設備倘谢。受技術條件限制唉侄，試點運行期間虛擬電廠不參與由AGC調控的修正用調頻輔助服務市場。AEMO對虛擬電廠提供調頻輔助服務的技術要求進行了相應規(guī)定野建，其中包括數(shù)據(jù)采集裝置的技術標準属划、有功功率和頻率計量點、數(shù)據(jù)采集時間顆粒度候生、計量精確度同眯、 計量數(shù)據(jù)的同步性、虛擬電廠對計量點頻率偏移響應的時間等唯鸭，并印發(fā)測試虛擬電廠對頻率偏移響應功能的操作規(guī)程须蜗。

澳大利亞電力市場規(guī)則規(guī)定發(fā)電側和用電側為兩類不同的市場主體，分開注冊參與調頻輔助服務市場交易目溉， 并且分攤調頻輔助服務費用的方式是不一樣的明肮。虛擬電廠是按照用電側市場主體注冊的。在2019年7月試點開始運行時缭付，電力市場規(guī)則并不認可調頻輔助服務市場用電側主體的反向凈送電柿估。為了使虛擬電廠能夠參與調頻輔助服務市場，AEMO對現(xiàn)有調頻輔助服務技術標準中所規(guī)定的表計方式進行了特別修訂陷猫。2019年12月撰绕，AEMO發(fā)布了分布式資源調頻輔助服務臨時條款，允許一般的用電負荷并網點提供發(fā)/用電雙向調頻輔助服務在轮。

為了提高虛擬電廠運行透明度牺幻，試點運行要求虛擬電廠實時上傳其運行計劃、可用容量铣碴、實際運行及常備數(shù)據(jù)秋豌。發(fā)用電量預測是5分鐘顆粒度，每5分鐘更新一次悼锻。實際發(fā)用電量數(shù)據(jù)顆粒度也是5分鐘劲旗，每5分鐘更新一次，要在5分鐘時段結束后的5分鐘內上傳完畢透辜。在發(fā)生應急事件常孕、出現(xiàn)頻率偏移后，AEMO會依據(jù)虛擬電廠提供的一系列運行數(shù)據(jù)使萨，包括頻率逐会、有功功率、有多少分布式電源可提供調頻輔助服務等锰扶，來確認其出力/負荷對頻率變化響應的執(zhí)行情況献酗。

在試點運行結束后，相關文件不再生效，技術支持平臺終止運行罕偎。

試點運行情況

在試點運行的兩年間很澄，共有7家虛擬電廠市場主體注冊參加，其中一家有兩個虛擬電廠颜及。在運行的第一年甩苛，因新冠肺炎疫情暴發(fā)，各項工作都受到很大影響俏站，只有特斯拉(2019年9月)和 AGL VPP(2020年2月)兩家虛擬電廠市場主體注冊參與試點運行讯蒲。在延續(xù)的一年中，又先后有五家虛擬電廠市場主體注冊參與了試點運行肄扎。參與試點運行的虛擬電廠的技術設備都是“光伏+儲能電池”墨林，總容量合計為31兆瓦，其中絕大部分(27兆瓦)在南澳大利亞犯祠。約7150用戶簽約參與試點虛擬電廠項目旭等，幾乎占安裝儲能電池用戶的1/4。

試點運行期間出現(xiàn)了幾次突發(fā)事件峡哥，對于應急恢復頻率需求庭走，多數(shù)虛擬電廠都能提供調頻輔助服務蕴脯。但也出現(xiàn)過公共互聯(lián)網造成與虛擬電廠通訊暫時中斷時烙昼、虛擬電廠項目未能提供調頻輔助服務的現(xiàn)象。事實上曼沐，AEMO平均能接收到66%～97% 的虛擬電廠通過遙測技術上傳的數(shù)據(jù)泛红。

從電能量市場看，參與交易的虛擬電廠表現(xiàn)出大體相近的充放電行為搏贤，其市場策略在很大程度上是為了優(yōu)化用戶的用電量麻镶，而不是通過博弈實時市場價格獲利。特別是虛擬電廠的行為在正常電價范圍(0～300澳元/兆瓦時)沒有明顯的改變匿胎。市場分析顯示端葵，即使在實時價格高于10000澳元/兆瓦時、低于負500澳元/兆瓦時這樣的極端情況下公垒，虛擬電廠的反應并不存在趨同行為新框。在實時價格極高時，只有三家虛擬電廠在39%的時間內做出相應反應队魏。在很多的負數(shù)實時價格出現(xiàn)時公般，確實觀察到虛擬電廠在充電，但是這些時段基本上與虛擬電廠每天中午充電時間重合胡桨。在其他負價格時間官帘，虛擬電廠充電是非常有限的。后續(xù)跟進調研了解到受用戶協(xié)議約束，虛擬電廠不太可能在設定充電時間外的負電價情況下再充電刽虹。所以說酗捌，觀察到的市場行為與電價信號弱關聯(lián)，反映出的是虛擬電廠的發(fā)用電決策在很大程度上取決于用戶協(xié)議状婶、事先設計的充放電控制算法等非價格因素意敛。分析還發(fā)現(xiàn)儲能電池充放電模式與用戶類型、電池規(guī)模有很大關系膛虫。

雖然虛擬電廠可以提供其發(fā)用電的預測草姻，但是其精準度還存在提高的空間。試點運行還出現(xiàn)了一個令人困惑的現(xiàn)象稍刀，虛擬電廠預測出力/負荷的精準度似乎并不隨著預測提前的時間縮短而提高撩独。如表所示，從提前一天到提前5分鐘赔绒，虛擬電廠的平均預測精準度沒有什么改進匠凤。作為對比，集中式光伏的輸出功率預測精準度隨著時間減少有了顯著的提高衡孽，平均提前5分鐘的預測誤差是提前一小時預測誤差的一半(見下表)厂跋。

AEMO還在試點運行期間聘用第三方機構進行了客戶體驗調查，結果顯示希望節(jié)省電費是用戶加入虛擬電廠項目的最主要原因谨寂。用戶意識到虛擬電廠會在一定程度上控制他們的電力設備使用方式猫降，因此保障其經濟上的利益對提高他們參與虛擬電廠項目意愿是非常重要的。

經驗總結

虛擬電廠技術特性與集中式電源相比存在極大差別脆携，其分散性意味著指令性的精準控制方式不再適用淫沧，這對電力系統(tǒng)調度運行提出了新挑戰(zhàn)。如何調動虛擬電廠市場主體的積極性瞭核，充分發(fā)揮其作用是能夠將虛擬電廠與電力系統(tǒng)運行有效整合的關鍵院抛。澳大利亞虛擬電廠試點運行準備過程的規(guī)范性、公開性及在注重市場主體參與等方面的經驗都非常值得借鑒绎蒙。

虛擬電廠是使用公共互聯(lián)網聚集用戶設備來運行數(shù)據(jù)的染突，其可靠性是無法與高質量、高標準電力系統(tǒng)運行專用的通訊網絡相比擬的辈灼，也必然存在網絡安全隱患份企。發(fā)用電設備運行數(shù)據(jù)采集、傳遞是保證虛擬電廠有效發(fā)揮作用的核心技術茵休，而發(fā)用電量預測則是虛擬電廠算法的重中之重薪棒。

此次試點運行非常重視虛擬電廠設備運行數(shù)據(jù)的采集和上傳，獲得了大量第一手數(shù)據(jù)榕莺。在試點運行期間俐芯，虛擬電廠運營商向AEMO實時上傳運行數(shù)據(jù)棵介，不僅有助于試點運行平穩(wěn)進行，而且為開展試點運行復盤分析提供了翔實的數(shù)據(jù)基礎吧史。AEMO每半年都會發(fā)布一次運行情況報告邮辽，共享其分析結果和發(fā)現(xiàn)。虛擬電廠對于市場主體來說是新生事物贸营，市場主體可以通過披露信息吨述，把握分析市場運行情況，結合自己在試點運行中所積累的經驗尋求虛擬電廠的市場價值钞脂。這將有益于增強虛擬電廠市場主體的信心阅王，提高其參與電力市場的積極性，也有助于培育資源聚合商這一新興市場業(yè)態(tài)狡煎。