德國虛擬電廠的商業(yè)模式

中德能源與能效合作伙伴項(xiàng)目22本報(bào)告介紹了德國虛擬電廠的發(fā)展及其在靈活性方面的優(yōu)勢，包括分析與虛擬電廠相關(guān)的主要電力市場和監(jiān)管框架，介紹德國虛擬電廠商業(yè)模式案例，總結(jié)德國促進(jìn)虛擬電廠發(fā)展的有利因素，并建議了進(jìn)一步推廣虛擬電廠的措施。報(bào)告在中德能源與能效合作伙伴項(xiàng)目框架下發(fā)布。項(xiàng)目受德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和能源部（BMWi）委托和資助，中國國家發(fā)展和改革委員會(huì)、國家能源局作為中方政府合作伙伴提供支持和指導(dǎo)。項(xiàng)目旨在圍繞能效提升和發(fā)展可再生能源，通過深入交流可持續(xù)能源系統(tǒng)發(fā)展相關(guān)的政策、最佳實(shí)踐和技術(shù)知識(shí)，推動(dòng)高級(jí)別政府對(duì)話，企業(yè)與政府交流以及技術(shù)和政策法規(guī)層面交流，從而促進(jìn)和推動(dòng)兩國能源轉(zhuǎn)型，助力實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)。受德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和能源部委托，德國國際合作機(jī)構(gòu)（GIZ）負(fù)責(zé)實(shí)施中德能源與能效合作伙伴項(xiàng)目。中德能源與能效合作伙伴受德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和能源部（BMWi）委托北京市朝陽區(qū)亮馬河南路14號(hào)塔園外交辦公樓1-15c/o德國國際合作機(jī)構(gòu)（GIZ）TorstenFritscheK?thenerStr.2柏林10963尹玉霞、王昊德國國際合作機(jī)構(gòu)（GIZ）夏純、費(fèi)利克斯·格羅伊-克魯爾、斯特凡·托馬斯德國伍鉑塔爾研究所（WuppertalInstitute）edelman.ergo(oncommissionofBMWi)BMWi/封面Shutterstock/M.Somchai(第5頁)Shutterstock/ConceptCafe(第15頁)Shutterstock/WildSquirrels(第17頁)邵明琪?2021年11月，北京本報(bào)告全文受版權(quán)保護(hù)。截至本研究報(bào)告發(fā)布前，德國國際合作機(jī)構(gòu)和相關(guān)作者對(duì)出版物中所涉及的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行了仔細(xì)研究與核對(duì)，但不對(duì)其中所涉及內(nèi)容及評(píng)論的正確性和完整性做任何形式的保證。本報(bào)告僅代表作者的觀點(diǎn)，而不代表項(xiàng)目合作伙伴的觀點(diǎn)，如有任何信息紕漏或錯(cuò)誤，報(bào)告作者負(fù)全責(zé)。本出版物中涉及到的外部網(wǎng)站發(fā)行方將對(duì)其網(wǎng)站相關(guān)內(nèi)容負(fù)責(zé)，德國國際合作機(jī)構(gòu)不對(duì)其內(nèi)容承擔(dān)任何責(zé)任。本文件中的觀點(diǎn)陳述代表委托方的意見。3 4 4 4 5 62支持德國虛擬電廠發(fā)展的電力系統(tǒng)、市 7 7 8 9 9 10 10 11 12 13 13 14 16 16 16 174德國提出2045年氣候中和的目標(biāo)，大力發(fā)展以風(fēng)電、光伏為主的可再生能源是實(shí)現(xiàn)這一宏偉目標(biāo)的重要支柱之一。由于風(fēng)電和光伏發(fā)電間歇的特性，電力系統(tǒng)中高比例的風(fēng)光發(fā)電將給電網(wǎng)運(yùn)營商和電力市場供需平衡帶來重大的挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，終端用能部門的碳減排會(huì)提高電氣化程度，因此，電力總需求和用電峰值會(huì)大幅增長。電力系統(tǒng)的靈活性是幫助德國解決這一問題并實(shí)現(xiàn)氣候中和的重要手段，而虛擬電廠（VPP）通過聚合并集中調(diào)度分布式能源成為提升電力系統(tǒng)靈活性的解決方案。參與虛擬電廠的分布式電源資源主要包括連接到配電網(wǎng)或終端用戶附近的中小型資源，涵蓋分布式發(fā)電機(jī)組、需求側(cè)資源和儲(chǔ)能。單獨(dú)的中小型能源資源雖具有靈活性潛力，但由于規(guī)模過小、分布分散，或者發(fā)電波動(dòng)過大，無法直接提供系統(tǒng)服務(wù)。虛擬電廠通過聚合商，把獨(dú)立的分布式能源資源作為單一資源捆綁到發(fā)電資產(chǎn)組合中，通過中央信息技術(shù)系統(tǒng)監(jiān)控、預(yù)測和優(yōu)化來調(diào)度它們的發(fā)電、儲(chǔ)能或釋放靈活的電力需求，使分布式資源能參與電力市場交易并向系統(tǒng)運(yùn)營商提供靈活性。本報(bào)告介紹了德國虛擬電廠的發(fā)展及其在靈活性方面的優(yōu)勢，分析了與虛擬電廠相關(guān)的主要電力市場和監(jiān)管框架，介紹了德國虛擬電廠商業(yè)模式案例，總結(jié)了德國促進(jìn)虛擬電廠發(fā)展的有利因素，并建議了進(jìn)一步推廣虛擬電廠的措施。●技術(shù)要求：虛擬電廠的運(yùn)行需要先進(jìn)的信息與通信技術(shù)（ICT）軟件平臺(tái)聚合虛擬電廠里大量的能源資源。以及要智能電表、遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)等對(duì)應(yīng)的硬件設(shè)備。●分布式能源資源：建立包括需求、供應(yīng)和儲(chǔ)能在內(nèi)的多樣化分布式能源資源池，并在不同的市場上探索商機(jī)是增加虛擬電廠收入的重要策略。生物質(zhì)/沼氣發(fā)電廠和水電因高靈活性是德國虛擬電廠中的優(yōu)質(zhì)資源。電池電動(dòng)汽車、熱泵、家用儲(chǔ)能設(shè)施、屋頂光伏等小規(guī)模分布式能源資源以及中壓能源資源電解制氫廠是虛擬電廠資源池中的后起之秀。德國的電力市場和政策框架為虛擬電廠提供靈活性服務(wù)創(chuàng)造了如下有利條件：●德國政府要求可再生能源電廠，特別是100kw以上中型可再生能源電廠參與市場交易。由于中型電廠單獨(dú)參與電力市場交易的邊際成本較高，虛擬電廠可以為此提供服務(wù)。此外，發(fā)電、輸電、配電、售電分開為虛擬電廠建立了積極的參與環(huán)●德國的日間電力市場允許接近實(shí)時(shí)的電力交易，訂單到交割之間的時(shí)間縮短產(chǎn)生了對(duì)在短時(shí)間內(nèi)可獲得的快速可控靈活性資源的更多需求，而這類需求可以由虛擬電廠通過其資源組合提供?！窀鶕?jù)平衡機(jī)制，輸電系統(tǒng)運(yùn)營商需要從平衡市場購買平衡能量，虛擬電廠可以通過其聚合的資源為平衡市場提供靈活性。此外，統(tǒng)一的平衡市場讓包括虛擬電廠在內(nèi)的平衡服務(wù)供應(yīng)商，可以向所有輸電系統(tǒng)運(yùn)營商提供平衡服務(wù)，增加了虛擬電廠的商機(jī)。●德國能源相關(guān)法律從法律上規(guī)定了聚合商的市場角色、機(jī)會(huì)和義務(wù)。為虛擬電廠聚合能源資源提供了法律保障。●歐洲和德國的法規(guī)都確保虛擬電廠能夠進(jìn)入批發(fā)和平衡市場并進(jìn)行交易。投標(biāo)的最小單位或進(jìn)入市場的資格條件對(duì)虛擬電廠的發(fā)展前景具有決定性作用。如果對(duì)進(jìn)入市場的規(guī)模要求過高或資格預(yù)審要求過嚴(yán)，或?qū)⒛愁惙植际侥茉促Y源排除在外，將限制虛擬電廠參與市場交易的可能性。在德國，輸電系統(tǒng)運(yùn)營商認(rèn)可以分布式能源資源聚合的形式提供平衡服務(wù)；虛擬電廠有足夠的自由確定其資源組合，包括分布式能源資源的數(shù)量和類型（由間歇性可再生能源發(fā)電機(jī)組提供的平衡服務(wù)，如光伏和風(fēng)力發(fā)電，仍處于測試階段）；最小投標(biāo)單位為1MW，并會(huì)進(jìn)一步減小。5●間歇性可再生能源（由于間歇性可再生能源特別是太陽能和風(fēng)能的波動(dòng)性和不可預(yù)測性，目前在資源聚合池中占比很少），和其它小規(guī)模能源資源（例如，電池電動(dòng)汽車、熱泵等）應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大在平衡市場中的參與?！襻槍?duì)小規(guī)模的能源資源（如電池電動(dòng)汽車、熱泵等）為電網(wǎng)運(yùn)營商提供靈活性，設(shè)計(jì)額外的市場機(jī)制。目前，配電系統(tǒng)運(yùn)營商或輸電系統(tǒng)運(yùn)營商與小規(guī)模能源資源的所有者之間互不了解，建立小范圍區(qū)域靈活性市場，使之成為小規(guī)模能源資源和配電系統(tǒng)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的獨(dú)立交易平臺(tái)，為虛擬電廠運(yùn)營商提供新的發(fā)展機(jī)會(huì)，在這個(gè)市場中捆綁小規(guī)模資源進(jìn)行投標(biāo)，而不僅僅是要求配電系統(tǒng)運(yùn)營商給提供靈活性的消費(fèi)者降低資費(fèi)（目前討論的另一方案）。●免除家用儲(chǔ)能提供靈活性的稅費(fèi)和過網(wǎng)費(fèi)等雙重經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)?！裨讵?dú)立的聚合商、平衡責(zé)任方和電力用戶之間制定標(biāo)準(zhǔn)化的程序，以解決補(bǔ)償機(jī)制、測量和核證基準(zhǔn)方法、數(shù)據(jù)交換和各自角色、責(zé)任、權(quán)利等6德國提出到2045年實(shí)現(xiàn)氣候中和的目標(biāo)。加速可再生能源發(fā)展是實(shí)現(xiàn)這一宏偉目標(biāo)的關(guān)鍵。2020年，可再生能源占德國發(fā)電量的50.9%（248.82TWh），其中風(fēng)能和光伏發(fā)電量占37.2%（或183.27TWh）1。預(yù)計(jì)2045年可再生能源發(fā)電量將增至899TWh，其中風(fēng)能和光伏將占主導(dǎo)地位2。由于風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電具有間歇性的特點(diǎn)，電力系統(tǒng)中高比例的風(fēng)電和光伏，會(huì)給電網(wǎng)運(yùn)營商和電力市場平衡供需帶來重大挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，所有終端用能部門的脫碳會(huì)引發(fā)電氣化比例的提高，這將使得德國的電力總需求從2018年的595TWh大幅增長至2045年的1017TWh3，并且造成用電高峰增加。因此，提高電力系統(tǒng)的靈活性是德國實(shí)現(xiàn)氣候中和的關(guān)鍵4。本研究旨在通過對(duì)不同類型虛擬電廠的商業(yè)模式進(jìn)行案例研究，分析虛擬電廠所需的關(guān)鍵市場政策框架，展示虛擬電廠在德國的發(fā)展及其對(duì)電力系統(tǒng)靈活性的貢獻(xiàn)，總結(jié)有利于虛擬電廠在德國發(fā)展，特別是在提供靈活性方面的關(guān)鍵因素。虛擬電廠（VPP）將分布式能源資源聚合在一起，并進(jìn)行集中調(diào)度，通過為電網(wǎng)和電力市場提供靈活性服務(wù)，成為很有前景的提高靈活性解決方案。據(jù)法國電力公司估計(jì)，德國的能源聚合市場和靈活性市場規(guī)模為75GW，這一數(shù)字預(yù)計(jì)到2030年將翻一番5。分布式能源資源以中小型為主，可分為：1）分布式發(fā)電機(jī)組，即可調(diào)度資源，如熱電聯(lián)產(chǎn)廠或沼氣廠，以及間歇性可再生能源，如風(fēng)能和光伏；2）需求側(cè)資源，即來自靈活能源用戶的需求響應(yīng)；以及3）儲(chǔ)能，如電池、飛輪、電轉(zhuǎn)X，主要接入配電網(wǎng)或位于終端用戶附近6。盡管分布式能源資源具有靈活性潛力，但通常由于其規(guī)模太小、分布分散，或者發(fā)電量波動(dòng)大等原因，無法直接提供系統(tǒng)服務(wù)。虛擬電廠作為聚合商，可以將這些分布式能源資源捆綁成一個(gè)規(guī)模較大的組合。通過中央IT系統(tǒng)監(jiān)測、預(yù)測、優(yōu)化和調(diào)度發(fā)電、儲(chǔ)電/放電或靈活消費(fèi)，使這些資源能夠參與電力市場并向系統(tǒng)運(yùn)營商提供靈活性服務(wù)。tostromerzeugunginDeutschlandin2020.https://energy-/charts/energy_pie/chart.htm?l=de&c=DE&intval=year&year=2020.2Prognos,?ko-Institut,Wuppertalschonvor2050erreichenkannZusammenfvonStiftungKlimaneutralit?t,AgoraEnergiew3Prognos,?ko-Institut,Wuppertal-Institut（2024AEE（AgenturfürErneuerbareEnergien2016）.Me-taanalyse.Flexibilit?tdurchKopplungkehr;Prognos,?ko-Institut,Wuppertal-Insti5/206SWECO（2015）.Studyontheeffective7在德國，與虛擬電廠運(yùn)行最相關(guān)的框架條件涉及電力市場運(yùn)行、可中斷負(fù)荷管理、電網(wǎng)阻塞管理、可再生能源管理、聚合商法規(guī)、以及住宅分布式能源資源提供靈活性的法規(guī)。本節(jié)簡要介紹這些框架條件，以及它們?yōu)樘摂M電廠商業(yè)模式帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。拆分傳統(tǒng)的垂直一體化供電系統(tǒng)，將發(fā)電、輸電、配電和售電分開，對(duì)虛擬電廠發(fā)展至關(guān)重要，這樣的模式為新的市場參與者提供了公平的環(huán)境。德國的《能源經(jīng)濟(jì)法》（Energiewirtschaftsgesetz,EnWG）提出了電力系統(tǒng)拆分的要求，《能源經(jīng)濟(jì)法》第七條規(guī)定，所有客戶超過100,000家的能源公司必須依法將其電網(wǎng)運(yùn)營業(yè)務(wù)從競爭性的發(fā)電或供電業(yè)務(wù)中剝離。這意味著，輸電系統(tǒng)運(yùn)營商（TSO）7和規(guī)模較大的配電系統(tǒng)運(yùn)營商（DSO）將獨(dú)立于發(fā)電公司、交易商、供應(yīng)商等其他電力市場參與者運(yùn)行。規(guī)模較小的公司必須為發(fā)售電和輸電業(yè)務(wù)分別設(shè)立完全獨(dú)立的賬戶。這樣的規(guī)定讓德國的大部分電力得以在電力批發(fā)市場進(jìn)行交易。電力系統(tǒng)的首要目標(biāo)是確?？偘l(fā)電量和電力負(fù)荷之間隨時(shí)保持平衡。在德國，每個(gè)發(fā)電廠和電力消費(fèi)者會(huì)被分配到平衡區(qū)，由平衡責(zé)任方（BRP，通常是能源供應(yīng)商或聚合商）確保平衡區(qū)內(nèi)的總發(fā)電量加總外購電量與用電量相匹配。平衡責(zé)任方必須以15分鐘為單位，為第二天做出準(zhǔn)確的電網(wǎng)供需預(yù)測，并向負(fù)責(zé)的輸電系統(tǒng)運(yùn)營商提交相應(yīng)的平衡計(jì)劃。輸電系統(tǒng)運(yùn)營商負(fù)責(zé)保障區(qū)內(nèi)電力供應(yīng)和負(fù)荷之間的平衡，并在每15分鐘為每個(gè)平衡區(qū)進(jìn)行一次清算。輸電系統(tǒng)運(yùn)營商監(jiān)控每個(gè)平衡區(qū)的預(yù)測與實(shí)際情況之間的偏差，并利用平衡市場上的平衡服務(wù)解決預(yù)測偏差問題。若出現(xiàn)預(yù)測偏差，平衡責(zé)任方需承擔(dān)平衡服務(wù)的費(fèi)用，即負(fù)擔(dān)平衡電量價(jià)格8。平衡責(zé)任方也可在日間電力市場購電或售電以減少偏差，降低平衡服務(wù)的成本9。在德國，電廠根據(jù)成本和電力市場上的預(yù)期價(jià)格，以成本最優(yōu)的方式確定其發(fā)電計(jì)劃。根據(jù)電力市場競價(jià)上網(wǎng)優(yōu)先順序規(guī)則，即按不同機(jī)組的發(fā)電邊際成本優(yōu)先排序，風(fēng)電場和太陽能電廠等可再生能源發(fā)電的邊際成本最低，所以總是可以在市場上先出售。電力交易完成后，各參與方向輸電系統(tǒng)運(yùn)營商提交發(fā)用電計(jì)劃。交易結(jié)果決定了電力系統(tǒng)中供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)的資源配置。在電力交易結(jié)束后，輸電系統(tǒng)運(yùn)營商使用平衡市場來解決實(shí)時(shí)不平衡問題（見2.2節(jié)）。在電網(wǎng)發(fā)生阻塞的情況下，系統(tǒng)運(yùn)營商可采取再調(diào)度，調(diào)整常規(guī)發(fā)電廠和可再生能源發(fā)https://www.smard.de/page/en/wiki-articlchain.StudyfortheGJETC8根據(jù)從購買到實(shí)際交付之間的時(shí)間不同，德國電力市場交易所有期貨（即長期交易）、日前現(xiàn)貨和日間現(xiàn)貨三種產(chǎn)品。長期交易發(fā)生在期貨市場，根據(jù)對(duì)未來的預(yù)測和估計(jì)，長期交易可以發(fā)生在實(shí)際交割前幾年。期貨可用來對(duì)沖價(jià)格上漲的風(fēng)險(xiǎn)。大多數(shù)電力交易是短期交易，在歐洲電力交易所（EPEX）的現(xiàn)貨市場進(jìn)行。短期交易包括日前市場和日間市場，短期交易首先發(fā)生在日前市場，在日前市場中，對(duì)次日給定的某一小時(shí)電量報(bào)價(jià)在中午12:00前出價(jià)，日前市場比期貨更能準(zhǔn)確地預(yù)測發(fā)電和消費(fèi)量。一旦出價(jià)被接受，發(fā)電商就計(jì)劃啟動(dòng)電廠，并在前一天14:30前將發(fā)電計(jì)劃提交給對(duì)應(yīng)的輸電系統(tǒng)運(yùn)營商。日前預(yù)測的偏差將通過日間市場彌補(bǔ)，15分鐘產(chǎn)品和1小時(shí)產(chǎn)品可以交易到交割前5分鐘（以前是可以交易到在交割前45分鐘）。日間交易采用連續(xù)報(bào)價(jià)模式，由交易系統(tǒng)自動(dòng)匹配買家和賣家進(jìn)行交易。跨境日間交易（XBID）的概念于2018年推出，旨在歐洲范圍內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)一的泛歐洲跨區(qū)域日間市場?？缇橙臻g交易解決方案以公共IT系統(tǒng)為基礎(chǔ)，具有共享訂單簿（SOB）、容量管理模塊（CMM）和交割模塊（SM）10。 隨著間歇性可再生能源的比例日益增加，日間市場越來越重要，它可以對(duì)平衡責(zé)任方不斷變化的負(fù)荷和可再生能源發(fā)電量預(yù)測偏差做出及時(shí)響應(yīng)11。在德國，虛擬電廠活躍在日前市場和日間市場。此外，日間市場的交割期較短，對(duì)可在短時(shí)間內(nèi)迅速作出反應(yīng)的靈活性產(chǎn)品具有額外需求，虛擬電廠的靈活性資源池正好可以提供這項(xiàng)服務(wù)。在日間市場交易結(jié)束后，輸電系統(tǒng)運(yùn)營商在平衡電力市場購買平衡服務(wù)，以解決系統(tǒng)實(shí)時(shí)供需失衡及其導(dǎo)致的頻率偏差。2010年德國建立了統(tǒng)一的電力平衡市場，由平衡服務(wù)提供商為輸電系統(tǒng)運(yùn)營商提供靈活性服務(wù)12。電力系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定可以通過頻率控制備用（FCR，也稱為一次控制備用）以及自動(dòng)和手動(dòng)激活的頻率恢復(fù)備用（aFRR，也稱為二次控制備用），和手動(dòng)控制，啟動(dòng)時(shí)間較長，補(bǔ)充二次控制備用的mFRR，（也稱為三次控制備用）來維持。這三類控制備用的激活時(shí)間從30秒到15分鐘不等。一次備用的最低投標(biāo)單位為1MW，且投標(biāo)必須是對(duì)稱的，即在正負(fù)兩個(gè)方向上提供相同的容量13。一次控制備用產(chǎn)品的供應(yīng)商只獲得容量價(jià)格的收益（因?yàn)槠溆幸庠冈谝欢〞r(shí)間內(nèi)保留平衡容量）。相反，二次控制備用和三次控制備用對(duì)正負(fù)備用分別詢價(jià)，最低投標(biāo)單位分別為5MW。提供二次控制備用和三控制次備用的供應(yīng)商通過容量價(jià)格和平衡能量價(jià)格獲得收益（對(duì)實(shí)際使用的平衡能量進(jìn)行計(jì)費(fèi)，并將成本轉(zhuǎn)嫁給導(dǎo)致啟動(dòng)備用的平衡責(zé)任方）。表1：三種控制備用產(chǎn)品的特點(diǎn)一次控制備用二次控制備用三次控制備用激活時(shí)間30秒5分鐘最小投標(biāo)單位（正備用或負(fù)備用）5MW*（正備用或負(fù)備用）5MW*（正備用或負(fù)備用）收益容量價(jià)格容量價(jià)格+能量價(jià)格容量價(jià)格+能量價(jià)格*如果每個(gè)輸電系統(tǒng)運(yùn)營商控制區(qū)每個(gè)產(chǎn)品只提交一個(gè)投標(biāo)，也可以將單位縮小到1MW10/Energy-Market/Congestion-Manage-ment/Multi-Regional-Coupling-（MRC）-and-Cross-Border-（2020）.WindNODE-summaryreport:flexibil-13正平衡服務(wù)是通過增加發(fā)電量或減少用電量提供的，9由于德國的輸電系統(tǒng)運(yùn)營商接受聚合資源參與平衡市場的資格，虛擬電廠可用其資源池中聚合的各種分布式能源資源，參與平衡市場，提供備用服務(wù)，特別是二次備用和三次備用服務(wù)。以前，若想提供平衡服務(wù)，平衡服務(wù)提供商必須同時(shí)參與容量拍賣，而以靈活性負(fù)荷進(jìn)行聚合的虛擬電廠由于預(yù)測準(zhǔn)確性的問題不能參與其中14。2020年11月以后，任何通過資格預(yù)審的平衡提供商，無論是否參與了容量拍賣，都可以提供平衡服務(wù)15?！犊芍袛嘭?fù)荷協(xié)議條例》（AbLaV）于2013年生效，并于2016年修訂，它允許輸電系統(tǒng)運(yùn)營商對(duì)可中斷負(fù)荷的需求進(jìn)行招標(biāo)。該條例的引入旨在緩解平衡市場上可用的可中斷負(fù)荷量不足的問題，激勵(lì)各行業(yè)提供靈活性。根據(jù)《可中斷負(fù)荷協(xié)議條例》，可中斷負(fù)荷既可以參與電力平衡市場，也可以參與輸電系統(tǒng)運(yùn)營商的招標(biāo)?！犊芍袛嘭?fù)荷協(xié)議條例》修訂前只涉及能源密集型行業(yè)，簽訂的協(xié)議不超過7份16。2016年修訂后的《可中斷負(fù)荷協(xié)議條例》試圖放寬投標(biāo)參與條件，增加供應(yīng)商的數(shù)量和競爭。例如，投標(biāo)門檻從50MW減少到5MW。此外，由之前的只能接入高壓大型工業(yè)調(diào)整為允許接入6kV-60kV中壓電網(wǎng)的分布式能源資源以及聚合的小負(fù)荷參與?！犊芍袛嘭?fù)荷協(xié)議條例》規(guī)定，輸電系統(tǒng)運(yùn)營商每周通過輸電系統(tǒng)運(yùn)營商的聯(lián)合招標(biāo)平臺(tái)發(fā)布750MW的立即可中斷負(fù)荷（SOL）和快速可中斷負(fù)荷（SNL）招標(biāo)17。提供可中斷負(fù)荷的用戶根據(jù)其所提供的容量和能量得到補(bǔ)償。容量補(bǔ)償基于競爭性拍賣的結(jié)果，每周最多500歐元/MW，能量補(bǔ)償最多400歐元/MWh（《可中斷負(fù)荷協(xié)議條例》第4條）。在提供可中斷負(fù)荷服務(wù)期間，負(fù)荷中斷信號(hào)由輸電系統(tǒng)運(yùn)營商直接或通過虛擬電廠發(fā)送給可提供中斷負(fù)荷的用戶。修訂后的《可中斷負(fù)荷協(xié)議條例》sourcesandtheorganizedbalancingmarket:Ashttps://www.bundesnetzagentur.de/SharedDocs/Pressemgen/DE/2019/20191008_Regelenergiemarkt.h16WohlfarthK.andKlobasa,M.（2019）.Settingc17/ext/static/abla?lang=en即可中斷加為規(guī)模較小的電力用戶，特別是服務(wù)部門的用戶創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，也為虛擬電廠服務(wù)其可中斷負(fù)荷用戶提供了商機(jī)。德國電力市場設(shè)計(jì)“電力市場2.0方案”的核心思想之一是電力市場與電網(wǎng)阻塞管理的分離。電力批發(fā)市場產(chǎn)生價(jià)格信號(hào)，但是并沒有充分考慮電網(wǎng)的物理輸送能力。因此，德國電網(wǎng)阻塞的管理在市場之外進(jìn)行18。根據(jù)德 國的《能源經(jīng)濟(jì)法》和《可再生能源法》，輸電系統(tǒng)運(yùn)營商可以采取如下措施，消除電網(wǎng)阻塞：●輸電系統(tǒng)運(yùn)營商根據(jù)平衡責(zé)任方提交的計(jì)劃對(duì)下一日的用電負(fù)荷趨勢做出分析，預(yù)測市場交易是否會(huì)導(dǎo)致阻塞及影響程度。根據(jù)《能源經(jīng)濟(jì)法》第13條第1段，在電網(wǎng)發(fā)生阻塞時(shí)，輸電系統(tǒng)運(yùn)營商可以要求進(jìn)行再調(diào)度，即下調(diào)一地的發(fā)電商交易協(xié)定的并網(wǎng)電量，同時(shí)上調(diào)另一地的發(fā)電商并網(wǎng)電量19。因此，再調(diào)度是為了解決電力批發(fā)市場上，電力交易與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施所面臨的物理輸送之間的不一致廠有法定義務(wù)參與再調(diào)度，電廠也會(huì)因參與再調(diào)度獲得相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，以抵消他們?yōu)榇烁冻龅某杀?。●如果傳統(tǒng)電廠的再調(diào)度不能滿足系統(tǒng)需求，輸電系統(tǒng)運(yùn)營商可以采取限制上網(wǎng)措施，減少可再生能源并網(wǎng)，進(jìn)一步調(diào)整電力供應(yīng)。自2021年10月1日起，經(jīng)修訂的《電網(wǎng)加速擴(kuò)建法》（NABEG）生效，該法案改革了對(duì)電網(wǎng)阻塞管理的措施，包括實(shí)施更新后的再調(diào)度方案——“再調(diào)度2.0”。修訂后的《電網(wǎng)加速擴(kuò)建法》要求，100kW以上規(guī)模的電廠和所有配電系統(tǒng)運(yùn)營商也都有義務(wù)參與再調(diào)度。這意味著有更多的容量可以參與再調(diào)度21。修訂后的《電網(wǎng)加速擴(kuò)建法》改進(jìn)之處體現(xiàn)在以下兩方面。首先，它降低了參與再調(diào)度的最低門檻，即從10MW降低到100kW。由于門檻降低，也引入了“調(diào)度管理商”這一新的市場角色。可控電廠可將自己手中與再調(diào)度相關(guān)的職責(zé)交給調(diào)度管理商，由其負(fù)責(zé)可控資源的部署22。根據(jù)德國聯(lián)https://www.bmwi.de/Redaktion/EN/Dossier/electricity-m（2020）.BerichtdesBundesminist（2021）.RollenmodellfürdieMarktkommunika-tionimdeutschenEnergiemarkt.Arbeitsgrundlagen10邦網(wǎng)絡(luò)管理局AZ.BK6-20-059文件，每個(gè)可控資源對(duì)應(yīng)一個(gè)調(diào)度管理商。其次，它允許輸電系統(tǒng)運(yùn)營商和配電系統(tǒng)運(yùn)營商在對(duì)傳統(tǒng)電廠再調(diào)度之后，也可以對(duì)可再生能源和熱電聯(lián)產(chǎn)廠進(jìn)行再調(diào)度。但是，修訂后的《電網(wǎng)加速擴(kuò)建法》并沒有挖掘中小型負(fù)荷的靈活性潛力。“再調(diào)度2.0”包括兩個(gè)補(bǔ)償模型：a）預(yù)測模型。電網(wǎng)運(yùn)營商無需發(fā)電商的特定信息即可預(yù)測電廠運(yùn)行。根據(jù)預(yù)測計(jì)算因并網(wǎng)電量減少而需要進(jìn)行的補(bǔ)償量；b）計(jì)劃價(jià)值模型，發(fā)電商或調(diào)度管理商需要傳輸發(fā)電計(jì)劃數(shù)據(jù)，做為補(bǔ)償量計(jì)算的基礎(chǔ)。在這兩種情況下，為了計(jì)算補(bǔ)償量，風(fēng)能和光伏發(fā)電商必須向電網(wǎng)運(yùn)營商傳輸氣象數(shù)據(jù)23?？稍偕茉措姀S可以參與再調(diào)度、“調(diào)度管理商”角色的引入以及“再調(diào)度2.0”中的數(shù)據(jù)傳輸要求，為虛擬電廠運(yùn)營商創(chuàng)造了新的商機(jī)。2012年修訂的《可再生能源法》（EEG）引入了可再生能源電力“直接銷售”的做法，作為固定上網(wǎng)電價(jià)（FiT）的可選替代方案。根據(jù)該法的規(guī)定，“直接銷售”意味著，可再生能源發(fā)電機(jī)組可以在批發(fā)市場直接售電?？稍偕茉措姀S可獲得市場上的售價(jià)以及“市場溢價(jià)”，即所謂的“應(yīng)用價(jià)值”24與每月日前市場平均價(jià)格之間的差價(jià)。2014年的《可再生能源法》修正案規(guī)定，所有100kW以上的新增可再生能源機(jī)組都必須進(jìn)行直接銷售。此外，還增加了沼氣發(fā)電享有容量靈活性補(bǔ)貼的條款，例如，新增的靈活性沼氣發(fā)電容量每年可獲得高達(dá)65歐元/kW的靈活性補(bǔ)貼（2021《可再生能源法》第50a條）。直接銷售以及靈活性補(bǔ)貼鼓勵(lì)了100kW以上的中型可再生能源發(fā)電機(jī)組接入到虛擬電廠，在批發(fā)市場上售電。因此，接入虛擬電廠的可再生能源發(fā)電商數(shù)量增加，極大地改善了德國虛擬電廠的狀況，也使虛擬電廠能夠發(fā)揮關(guān)鍵的作用。werke.de/virtuelles-kraftwerk/redispatch-2-025Antoni,J.,etal.（202tutionen?konomische26Poplavskayaa,K.andVries,L.（2020）隨著可再生能源在電力系統(tǒng)中的比例不斷提高，歐洲和德國都制定了鼓勵(lì)虛擬電廠發(fā)展的法規(guī)。雖然虛擬電廠的概念尚未得到法律界定，但它與“聚合商”的法律定義大同小異25。在歐盟層面，“聚合商”一詞于2012年首次在法律上定義為負(fù)荷管理服務(wù)提供商（2012/27/EU，第2條第45款）。2019年《全歐人人享有清潔能源一攬子計(jì)劃》對(duì)聚合商發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用26。涉及歐洲內(nèi)部電力市場共同規(guī)則的歐盟法規(guī)（EU/2019/943）和指令（EU/2019/944）更準(zhǔn)確地定義了聚合一詞的概念27，并闡明了聚合商參與能源市場的不同機(jī)會(huì)。聚合商可以參與所有平衡市場，并提供相應(yīng)的服務(wù)（2019/943，第6和7條）。指令第17條（2019/944）還要求成員國確保輸電系統(tǒng)運(yùn)營商和配電系統(tǒng)運(yùn)營商在采購輔助服務(wù)時(shí)，對(duì)待需求響應(yīng)的聚合商不得進(jìn)行歧視。德國目前的聚合商法規(guī)為虛擬電廠提供了充分的自由，虛擬電廠可以根據(jù)機(jī)組的數(shù)量和類型（可再生能源電廠28、靈活性負(fù)荷、儲(chǔ)能等）確定其資源池中的分布式能源資源，從而提供各種平衡服務(wù)。在德國，聚合商有權(quán)將來自多個(gè)平衡區(qū)的資源捆綁在一個(gè)聚合池中29。這使得聚合商能夠在降低交易成本的同時(shí)，大幅度地?cái)U(kuò)大聚合池的規(guī)模并且提高盈利水平。此外，聚合商還可以活躍在電力批發(fā)市場和平衡市場中。然而，非公用事業(yè)公司的獨(dú)立虛擬電廠30，有義務(wù)將其聚合池內(nèi)供用電情況及時(shí)通知平衡責(zé)任方，并獲得平衡責(zé)任方的明確批準(zhǔn)，這對(duì)于獨(dú)立虛擬電廠發(fā)展是個(gè)障礙，因?yàn)椋篴）因?yàn)榫酆仙淘诰酆掀胶庳?zé)任方管轄區(qū)內(nèi)的分布式能源資源時(shí)會(huì)導(dǎo)致其平衡計(jì)劃發(fā)生偏離，從而增加責(zé)任方調(diào)整不平衡的成本31；b）平衡責(zé)任方（通常是電力公司）可能也發(fā)展虛擬電廠，是聚合商的潛在競爭對(duì)手。獨(dú)立聚合商發(fā)展另一個(gè)障礙是獨(dú)立聚合商、平衡責(zé)任方和消費(fèi)者/生產(chǎn)者之間總體上缺乏標(biāo)準(zhǔn)化程序，比如補(bǔ)償機(jī)制、測量以便在任何電力市場上出售、購買或拍賣的功能”28可再生能源機(jī)組主要是生物質(zhì)，因?yàn)殚g歇性可再生能源（如光伏和和核證基準(zhǔn)方法、數(shù)據(jù)交換等，這導(dǎo)致了交易成本較高。2016年，德國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)局（BNetzA）提出了一個(gè)“聚合商模式”，并啟動(dòng)了一個(gè)利益攸關(guān)方進(jìn)程，與相關(guān)市場主體共同對(duì)這個(gè)模式進(jìn)行討論。這一過程促使一項(xiàng)行業(yè)指導(dǎo)方針（BNetzAAZ.BK6-17-046）的出臺(tái)，其中包括將“聚合商”定義為市場參與者的角色。此外，2021年7月，德國政府對(duì)聚合商的角色、市場機(jī)會(huì)和義務(wù)進(jìn)行了法律界定33。在德國，《能源經(jīng)濟(jì)法》將家庭（及其靈活性資源）歸類為終端用戶，因此，在從電網(wǎng)中購電和儲(chǔ)電以及向電網(wǎng)供電時(shí)，家庭有義務(wù)支付不同的費(fèi)用：從電網(wǎng)購電和儲(chǔ)電時(shí)，居民需支付稅費(fèi)34；而向電網(wǎng)供電則需支付特許費(fèi)、電網(wǎng)使用費(fèi)和電力稅。專門用于儲(chǔ)電并向電網(wǎng)供電的儲(chǔ)能設(shè)備可免稅和電網(wǎng)使用費(fèi)35。由于家用儲(chǔ)能系統(tǒng)通常用于優(yōu)化用電，大多沒有資格獲得這一減免36。目前，家用儲(chǔ)能在儲(chǔ)電和放電時(shí)都要付費(fèi)的雙重負(fù)擔(dān)使得德國家庭即便在安裝了智能電表的情況下，也無法讓其家用儲(chǔ)能設(shè)施或電池電動(dòng)車通過提供靈活性合理獲利。智能電表能夠在消費(fèi)者、生產(chǎn)者、產(chǎn)消者、供應(yīng)商和智能電網(wǎng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)供電和網(wǎng)絡(luò)的智能管理和自動(dòng)化。因此，智能電表是挖掘家庭靈活性潛力的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。在德國，輸電系統(tǒng)運(yùn)營商有義務(wù)為用電量在6000至10萬kWh/年之間的終端用戶安裝智能電表（德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)與能源部，2020年）。由于德國有嚴(yán)格的數(shù)據(jù)保護(hù)法規(guī)，并且使用智能電表需要開發(fā)安全的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，因此該政策從2020年初才啟動(dòng)，并計(jì)劃在2032年完成目標(biāo)?！犊稍偕茉捶ā?021年修訂版要求，容量超過7kW的光伏機(jī)組安裝智能電表以計(jì)量其向電網(wǎng)的輸電量，及超過25kW的光伏機(jī)組必須能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制。這些新規(guī)定預(yù)計(jì)將加速智能電表在德國的推廣。35根據(jù)《能源經(jīng)濟(jì)法》和《電力稅法》（在德國，虛擬電廠已經(jīng)完全商業(yè)化。由于《可再生能源法》引入了可再生能源發(fā)電直接銷售的要求，德國虛擬電廠運(yùn)營商的一項(xiàng)主要業(yè)務(wù)是在批發(fā)市場銷售100kW以上中型可再生能源電廠生產(chǎn)的電量，在日前市場優(yōu)化其售電，使這些電廠成為虛擬電廠資源。此外，虛擬電廠還有利于如生物質(zhì)發(fā)電和水電這些靈活性較高的機(jī)組從日間市場和平衡市場中獲利。除了可再生能源電廠外，燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)、電池儲(chǔ)能、應(yīng)急發(fā)電機(jī)和需求響應(yīng)等都可以作為虛擬電廠資源37。根據(jù)運(yùn)營商不同，德國的虛擬電廠大致可分為三種類型：.獨(dú)立虛擬電廠運(yùn)營商，這類運(yùn)營商不隸屬于傳統(tǒng)客戶的電力供應(yīng)商。他們也可以作為電力供應(yīng)商（目前主要是裝機(jī)在100kW以上的大客戶）成為平衡責(zé)任方。.大型電力公司（跨國、地區(qū)和市級(jí)企業(yè)）將自己的發(fā)電資源以及可能的負(fù)荷用戶和發(fā)電機(jī)組聚合到虛擬電廠當(dāng)中。作為電力公司，它們也是平衡責(zé)任方；表2：德國虛擬電廠案例.新型市場參與者，特別是小規(guī)模分布式能源資源的制造商，它們主要將其用戶的資源聚合到虛擬電廠當(dāng)中。表2列舉了以上三類虛擬電廠的組成特征及業(yè)務(wù)類型。由于二級(jí)備用和三級(jí)備用服務(wù)的價(jià)格近年來有所下降，因此虛擬電廠中主要由熱電聯(lián)產(chǎn)（天然氣和沼氣/生物質(zhì)）、非熱電聯(lián)產(chǎn)沼氣/生物質(zhì)以及儲(chǔ)能等38可以輕松提供這些服務(wù)的設(shè)施承擔(dān)二級(jí)備用和三級(jí)備用。NextKraft-werkeEnteliosGETECEner-MVVEnergieBayWa.re√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√來源：根據(jù)德國能源經(jīng)濟(jì)研究中心2019數(shù)據(jù)39[1]，Poplavskaya和deVries（2020）編譯獨(dú)立虛擬電廠電力公司虛擬電廠新型市場參與者虛擬電廠（ForschungsgesellschaftfürEnergiewirtschaftmbNextKraftwerke（NEXT）成立于2009年，是歐洲建立最早、規(guī)模最大的虛擬電廠之一，總共聚合11049臺(tái)機(jī)組，聯(lián)網(wǎng)容量為9016MW40。其中包括沼氣電廠、熱電聯(lián)產(chǎn)廠、水電、光伏、電池儲(chǔ)能、電轉(zhuǎn)氣、電動(dòng)汽車、參與需求側(cè)響應(yīng)的工業(yè)負(fù)荷。Next公司的聚合服務(wù)由他們的控制系統(tǒng)完成，使用基于大數(shù)據(jù)（例如電廠運(yùn)行情況、天氣數(shù)據(jù)、市場價(jià)格信號(hào)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)）的智能算法，使可再生能源發(fā)電機(jī)組和工業(yè)用戶更加靈活，對(duì)價(jià)格信號(hào)的響應(yīng)更快。該系統(tǒng)既可以允許NEXT公司、單個(gè)資源、輸電系統(tǒng)運(yùn)營商和電力交易所之間進(jìn)行通信；又能為單獨(dú)資源定制計(jì)劃并自動(dòng)調(diào)整。NEXT與靈活性有關(guān)的主要活動(dòng)包括：●根據(jù)日間市場信號(hào)進(jìn)行調(diào)整日間市場是保持整體電力系統(tǒng)平衡必不可少的工具。NEXT公司根據(jù)電力市場波動(dòng)調(diào)整其資源池中的可調(diào)度能源發(fā)電機(jī)組（例如沼氣廠）和負(fù)荷的出力和需求，為這些客戶帶來收入，同時(shí)為系統(tǒng)平衡做出貢獻(xiàn)。以接入NEXT公司的沼氣電廠為例，NEXTBox系統(tǒng)（將電廠和遠(yuǎn)程控制中心連接起來的無線雙向遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)）對(duì)其發(fā)電量按照15分鐘的間隔進(jìn)行調(diào)控，根據(jù)電力批發(fā)市場的價(jià)格波動(dòng)每天上下調(diào)整20次，以優(yōu)化發(fā)電收入41。為鼓勵(lì)工商業(yè)客戶轉(zhuǎn)移負(fù)荷，NEXT公司按照日間市場電價(jià)的變化，向工商業(yè)客戶提供不同類型的電價(jià)（電價(jià)構(gòu)成取決于使用時(shí)間、用戶調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃的靈活性等）信息。客戶可以根據(jù)NEXT公司發(fā)出的價(jià)格信號(hào)自行決定執(zhí)行計(jì)劃，也可以完全由NEXT公司進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)控42?！窭镁酆系哪茉促Y源提供平衡服務(wù)NEXT公司活躍在所有三個(gè)平衡市場。截至2021年中，NEXT公司已累計(jì)擁有2780MW的虛擬電廠資源來提供平衡服務(wù)（75MW一級(jí)備用、983MW二級(jí)備用、1762MW三級(jí)備用）43。其客戶通過參與平衡市場獲得收入。NEXT公司從收入中獲得提成?！裰С挚芍袛嘭?fù)荷的銷售NEXT公司還通過提供代售服務(wù)和資格預(yù)審服務(wù)，支持具有連續(xù)性負(fù)荷的工業(yè)和服務(wù)部門用戶銷售其可中斷負(fù)荷。●幫助平衡責(zé)任方降低平衡區(qū)內(nèi)發(fā)生偏差的風(fēng)險(xiǎn)，并避免由此產(chǎn)生的相關(guān)費(fèi)用。o支持平衡責(zé)任方對(duì)平衡區(qū)進(jìn)行管理，如季度平衡區(qū)管理、能源數(shù)據(jù)管理、與輸電系40/company41Lehmbruck,L.etal.（2020）.Aggregationoffront-ahindandBeyondtheMeterDigitaliza統(tǒng)運(yùn)營商之間的通信。NEXT公司可以進(jìn)行完全平衡管理或部分平衡管理。o支持平衡責(zé)任方進(jìn)行能源資源管理，通過優(yōu)化發(fā)電量和用電量預(yù)測，繼而參與日間市場的電力交易，最終解決預(yù)測和次日實(shí)際計(jì)劃之間的偏差。o支持電廠運(yùn)營商在“再調(diào)度2.0”模式下提供靈活性在“再調(diào)度2.0”模式下，各種數(shù)據(jù)需要傳輸給電網(wǎng)運(yùn)營商，用于預(yù)測和補(bǔ)償計(jì)算。NEXT公司作為電廠運(yùn)營商的調(diào)度管理商，與電廠運(yùn)營商簽訂直接銷售合同，并將所需數(shù)據(jù)傳送給系統(tǒng)運(yùn)營商。●通過網(wǎng)絡(luò)提供軟件服務(wù)除了運(yùn)行虛擬電廠，NEXT公司還提供可定制虛擬電廠（NEMOCS）服務(wù)，為能源公司建立自己的虛擬電廠提供軟件解決方案。此外，NEXT公司還提供電力系統(tǒng)平衡區(qū)管理軟件（NEXTRA）。另外，電動(dòng)汽車（EV）的快速增長為虛擬電廠創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì)。NEXT公司最近加入了旨在使?jié)h堡港電動(dòng)自動(dòng)導(dǎo)引車（AGV）能夠利用其電池提供平衡服務(wù)的項(xiàng)目。NEXT公司開發(fā)了電動(dòng)自動(dòng)導(dǎo)引車隊(duì)平衡服務(wù)資格預(yù)審的概念，使其充電系統(tǒng)可以交易控制備用電力。此外，該項(xiàng)目還開發(fā)了預(yù)測算法，使電動(dòng)自動(dòng)導(dǎo)引車在提供控平衡服務(wù)的同時(shí)確保完成物流作業(yè)44。德國有五家主要的能源電力公司，號(hào)稱“五大”（E.onSE、Uniper、EnBWAG、RWEAG、VattenfallGmbH這五家公司多屬于在發(fā)電方面占據(jù)主導(dǎo)地位的跨國公司，旗下?lián)碛卸嗉覅^(qū)域性配電系統(tǒng)運(yùn)營商和供電子公司。此外，德國還有約900家中小型由市政所有的市級(jí)電力公司（所謂的Stadtwerke），提供包括供能在內(nèi)的當(dāng)?shù)鼗竟卜?wù)。上文介紹的獨(dú)立聚合商模式的虛擬電廠往往擁有信息和通信技術(shù)知識(shí)或能源管理技術(shù)，但沒有自己的分布式能源資源。相比之下，電力公司模式的虛擬電廠擁有自己的發(fā)電資源。42https://www.next-kraftwerke.de/virtuelles-kraftwerk/stromver-werke44Lehmbruck,etal.（2020）.14以熱電聯(lián)產(chǎn)廠提供靈活性為例。電力公司給熱電聯(lián)產(chǎn)廠安裝蓄熱罐，并且與大型電鍋爐聯(lián)合使用，當(dāng)市場電價(jià)低迷或出現(xiàn)負(fù)電價(jià)時(shí)，啟動(dòng)電鍋爐，實(shí)現(xiàn)熱電解耦，不以熱定電，進(jìn)一步提高其靈活性。該技術(shù)方案使熱電聯(lián)產(chǎn)廠可以在日前市場上實(shí)現(xiàn)最大收益，優(yōu)化其日間交易，并在平衡市場上提供服務(wù)。此外，作為平衡責(zé)任方，電力公司可以利用熱電聯(lián)產(chǎn)廠的靈活性優(yōu)化平衡區(qū)。儲(chǔ)熱實(shí)現(xiàn)熱電解耦，提高了電源側(cè)的靈活性以滿足用電客戶需求，因此，電力公司無需在日間市場購電或售電，或?yàn)槠胶怆娏Ω顿M(fèi)45。作為德國“五大”電力集團(tuán)之一，E.ON在德國和英國開發(fā)的虛擬電廠業(yè)務(wù)涉及出售150家電廠（600MW）的電力和靈活性46。E.ON為其所擁有的包括發(fā)電機(jī)組（熱電聯(lián)產(chǎn)、燃?xì)夂驼羝麥u輪機(jī)、應(yīng)急發(fā)電機(jī)、風(fēng)力電廠）、能源用戶（工業(yè)負(fù)荷、水泵、熱電聯(lián)產(chǎn)）和儲(chǔ)能設(shè)施（如電池）資源等客戶提供信息通信技術(shù)設(shè)備，以便遠(yuǎn)程管理電廠，優(yōu)化電廠的收入，并在不對(duì)其核心業(yè)務(wù)產(chǎn)生負(fù)面影響的情況下參與平衡市場47。除發(fā)電側(cè)資源外，德國的電力公司開始探索需求側(cè)負(fù)荷通過虛擬電廠發(fā)揮其靈活性的潛力。E.ON與德國最大的扁鋼生產(chǎn)商蒂森克虜伯公司合作，將蒂森克虜伯公司一個(gè)用于綠氫生產(chǎn)的電解水工廠納入其虛擬電廠，該廠可快速調(diào)節(jié)綠氫產(chǎn)能，以提供靈活性。該廠作為E.ON的虛擬電廠資源在平衡市場上提供一級(jí)備用（FCR）48。大型電解水工廠可以利用富余的可再生能源生產(chǎn)綠氫，綠氫能支持能源密集型產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程的脫碳，并在未來提供季節(jié)性平衡服務(wù)49。這樣，綠氫以為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定做出貢獻(xiàn)。同時(shí)，綠氫生產(chǎn)廠也通過參與平衡市場獲得了額外的收入，提高了綠氫廠的經(jīng)濟(jì)可行性。德國伍珀塔爾市政電力公司（WSW）的虛擬電廠項(xiàng)目50側(cè) 重居民家庭的靈活性。WSW為500戶家庭安裝了智能電表，記錄每分鐘的用電概況。WSW鼓勵(lì)參與項(xiàng)目的家庭在可再生能源發(fā)電較多的時(shí)段用電。根據(jù)日前市場、當(dāng)?shù)啬茉垂?yīng)情況和電網(wǎng)穩(wěn)定性這三個(gè)因素，系統(tǒng)會(huì)對(duì)家庭用電做出評(píng)估和用電建議，這些家庭每兩小時(shí)會(huì)收到一次用電情況的提示，他們可以以此為依據(jù)做出響應(yīng)51。參與項(xiàng)目的5個(gè)“最佳”即響應(yīng)次數(shù)最多的消費(fèi)者會(huì)獲tionontheelectricitymarket./en/about-us/me-dia/press-release/2020/2020-06-30-e-on-and-thyssenkrupphydrogen-production-on-the-electricity-market.（2021）.VirtuelleKraftwerke.https://www.eon.de/de/gk/energieloesungen/enertuelle-kraftwerke.html.（2020）.得一年免費(fèi)用電的獎(jiǎng)勵(lì)。WSW還與當(dāng)?shù)卮髮W(xué)合作，評(píng)估了此示范項(xiàng)目對(duì)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的影響。結(jié)果顯示，三分之一項(xiàng)目參與者在一定程度上根據(jù)提示做出了需求 用相對(duì)簡單的技術(shù)手段和激勵(lì)機(jī)制，可以改善局部電網(wǎng)平衡狀況。由于分布式能源資源在提供靈活性方面的潛力，家庭電池儲(chǔ)能設(shè)施、熱泵、電池電動(dòng)汽車（BEV）等分布式能源供應(yīng)商通過聚合其客戶的分布式能源資源，推出虛擬電廠服務(wù)。Sonnen是德國家用電池供應(yīng)商。Sonnen為使用光伏系統(tǒng)和電池的業(yè)主建群，形成虛擬能源池，分享自發(fā)電力的情況。群成員間通過基于區(qū)塊鏈的集中式軟件平臺(tái)和智能電表實(shí)現(xiàn)虛擬、智能連接，把多余的電力輸送入能源池，或從能源池中獲需要的電力。Sonnen的業(yè)主群就屬于新型市場參與者模式的虛擬電廠，用Sonnen電池提供平衡服務(wù)的成員，均可根據(jù)合同獲得一定量的免費(fèi)電量。2018年，規(guī)模為1MW的Sonnen虛擬電廠通過德國最大輸電系統(tǒng)運(yùn)營商TenneT的資格預(yù)審，參與平衡市場交易。Sonnen的目標(biāo)是在不久的將來將其參與平衡市場的規(guī)模擴(kuò)大到100MW53。此外，在與TenneT合作中，在風(fēng)能供 應(yīng)過剩時(shí)，Sonnen通過儲(chǔ)能服務(wù)，成功地實(shí)現(xiàn)德國范圍內(nèi)的再調(diào)度。熱泵也是一種靈活性資源，可以成為新型市場參與模式的虛擬電廠。因其高效率和碳減排潛力，熱泵在德國2045年實(shí)現(xiàn)氣候中和目標(biāo)的大背景下，將會(huì)大幅增長。Prognosetal.（2021）分析估計(jì)，德國在2030年和2045年分別需要安裝600萬臺(tái)和1400萬臺(tái)熱泵54。由于熱泵可以在不影響舒適度的情況下將單個(gè)家庭的需求峰值降低50%，而具有顯著的負(fù)荷轉(zhuǎn)移潛力。德國領(lǐng)先的供暖和制冷解決方案提供商Viessmann和TenneT最近啟動(dòng)了ViFlex試點(diǎn)項(xiàng)目，測試通過利用熱泵的潛在靈活50WSW（2021）.VPPForschungsprojekt“WSW:Watt”.https://www.wsw-online.de/wuppertalspartwatt/.51Hobert,A.,eta52Hobert,A.,etal.（2021）.53Enkhardt,S.（2018）.SonnentpowertoGermangridfromhttps://www.pv-magazimary-balancing-power-to-german-grid-from-networked-home-s54Prognos,?ko-Institut,Wuppertal-Institut（20性，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)阻塞管理，形成由熱泵及其儲(chǔ)熱罐和儲(chǔ)電在將用戶側(cè)的熱泵與Tennet的電網(wǎng)管理要求同步的同時(shí)，裝置組成的虛擬電廠。Viessmann通過他們的應(yīng)用程序，最大限度提高客戶的舒適度和供熱效率。16在德國，虛擬電廠通過聚合分布式能源資源，根據(jù)電價(jià)波動(dòng)調(diào)節(jié)其出力和需求，并在平衡市場為輸電系統(tǒng)運(yùn)營商提供平衡服務(wù)，為電力系統(tǒng)的靈活性提升做出了貢獻(xiàn)。在“再調(diào)度2.0”背景下，虛擬電廠運(yùn)營商也會(huì)作為調(diào)度管理商支持可再生電廠發(fā)電提供靈活性，解決電網(wǎng)阻塞的問題。隨著德國可再生能源接入電網(wǎng)比例逐步提高，為了確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定，德國優(yōu)化中低壓電網(wǎng)供需的以小規(guī)模資源為主聚合而成的虛擬電廠試點(diǎn)也已經(jīng)啟動(dòng)。虛擬電廠還為德國可再生能源在電力市場的直接銷售提供了服務(wù)，這也是德國虛擬電廠的主要業(yè)務(wù)。通過提供靈活性服務(wù)，虛