虚拟电厂如何参与电力市场？
虚拟电厂等由各类源网荷储分布式资源组成的新型主体如何有效参与市场，是构建新型电力系统背景下市场机制建设的关键环节。
2024年9月13日，国家能源局印发《电力市场注册基本规则》，在全国范围内对电力市场经营主体的注册基本条件、注册申请、信息变更、市场注销、异议处理、监督管理等做出统一规定，还特别明确了新型储能企业、虚拟电厂、分布式电源、智能微电网和电动汽车充电设施等五类新型主体进入电力市场的基本条件和注册流程，对建立全国统一电力市场注册制度有重要意义。为促进新型主体有效参与市场的各类交易品种，在《电力市场注册基本规则》规定新型主体入市基本条件的基础上，还需要进一步明确新型主体如何参与市场，明确其具体框架和思路。
目前，各类新型主体参与市场的意愿强烈，对于完善市场机制的需求也很迫切。但新型主体如何参与市场以及未来的发展方向，尚缺乏清晰统一的框架。一方面，已投建的储能电站、虚拟电厂等多处于试点探索阶段，依靠市场创新设计、政策补贴、容量租赁等机制运营；另一方面，部分省区的新型主体主要参与的是电能量市场，难以发挥其系统调节作用。
本文将以虚拟电厂（聚合商）为主要分析对象，探讨其参与市场的基本问题，梳理国内典型省份虚拟电厂参与市场的机制，结合对美国纽约州分布式资源聚合参与市场的研究，提出虚拟电厂（分布式资源）聚合参与市场的框架思路，为读者提供参考。
具体包括两个方面：一是虚拟电厂（分布式资源）如何参与市场。分布式电源、用户侧储能、可调节负荷等资源应聚合起来参与批发市场，还是开展就近平衡交易？如果聚合参与市场，应聚合成什么样的基本单元，经过什么样的流程？二是虚拟电厂（聚合商）参与什么市场，交易什么品种。是参与具有地方特色的创新性市场交易，如辅助服务调峰、负备用、需求侧管理等，还是参与基于现货市场的标准市场，如电能量、辅助服务、容量市场等？是否需要针对某些新型主体设计特定的创新交易品种？对于参与市场应满足的技术要求，是专门针对某一类主体设置，还是以市场交易品种为准，对新老主体一视同仁？
建立清晰的虚拟电厂（聚合商）参与市场的基本框架，有利于统一各方思想、明确发展方向，引导各类新型主体有序发展，减少目前新型主体参与市场的阻碍，避免矛盾积聚和各地乱象，支持新型主体管控风险，通过市场机制充分发挥新型主体的作用，促进新型主体的发展和新型电力系统建设。
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各地虚拟电厂参与市场现状
目前，国内各地特别是现货市场试点省区正在加快探索虚拟电厂参与市场的机制。为便于起步，多数省区将虚拟电厂参照售电公司管理。9月13日，国家能源局印发的《电力市场注册基本规则》也规定，初期虚拟电厂（含负荷聚合商）注册参照《售电公司管理办法》执行。同时，多地仅通过交易产品创新支持虚拟电厂等参与现货电能量市场，难以充分发挥新型主体的调频、备用等系统调节作用。对于参与市场的方式和分布式资源的管理，尚未形成清晰思路。以下简要介绍几个典型省份的虚拟电厂参与市场的情况。
山东
虚拟电厂（聚合商）按照售电公司管理。虚拟电厂机组分为发电储能类机组（聚合分布式光伏、分散式风电等发电类机组或分布式储能）和负荷类机组，负荷类机组细分为全电量负荷类和调节量负荷类。虚拟电厂机组主要参与电能量现货（日前）市场。对负荷类机组，用户参与电能量交易时，其签约的售电公司和虚拟电厂运营商应属于同一法人，即对于全电量负荷类机组，售电公司和虚拟电厂必须是同一家主体；对于调节量负荷类机组，电能量从可从电网企业代理购电购买，而调节量可通过虚拟电厂运营商参与。
山西
虚拟电厂（聚合商）为售电公司或者批发用户，目前参与的虚拟电厂皆为售电公司。虚拟电厂运营商在交易平台建立虚拟电厂交易单元，聚合具有调节能力的用电企业。虚拟电厂交易单元以“报量报价”方式参与现货电能量（日前）市场，通过“负发电”模式参与现货市场出清。
宁夏
虚拟电厂（聚合商）要求为独立法人，满足售电公司注册和保函要求，以及符合其他技术要求。虚拟电厂在交易平台建立发电单元和用电单元，发电单元聚合电源资源（分布式光伏、独立储能等）；用电单元聚合市场化用户。虚拟电厂参与中长期电能量市场，购电通过用电单元交易，发电通过发电单元交易。
浙江
虚拟电厂（聚合商）要求为独立法人，聚合商通过聚合用户户号参与，具备至少5兆瓦的调节能力。2023年常态化开展了填谷调峰和削峰调峰辅助服务，累计开展了70余场。对于同一电力用户，可通过售电公司参与电能量交易，并通过虚拟电厂（聚合商）参与调峰辅助服务。
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虚拟电厂参与市场
需解决的几个关键问题
关键问题一：虚拟电厂（聚合商）是什么样的主体？
根据目前的《电力市场注册基本规则》，虚拟电厂是类似于发电企业和售电公司的市场主体。严格来说，“虚拟电厂”是聚合各类资源实现调节功能的技术手段的总称，使用“聚合商”作为名称更为合适。聚合商可以采用虚拟电厂的技术，也可以使用其他技术手段，达到聚合调节资源的目的。
关键问题二：虚拟电厂（聚合商）和售电公司是什么关系？
市场起步阶段，根据《电力市场注册基本规则》规定，同一经营主体仅能被一家售电公司或聚合商代理参与市场，即不允许同一经营主体被一家售电公司代理参与电能量市场，同时被另一家聚合商代理参与辅助服务等调节市场。为促进市场竞争，培育和发展新型主体，建议未来允许新型主体更加灵活地参与不同市场的各类交易品种。
关键问题三：市场运营机构应该如何聚合管理分布式资源？
分布式资源应先聚合成一个虚拟的机组（即聚合单元），并以聚合单元作为参与市场交易的界面，是以用户户号为基本单位进行聚合，还是直接聚合到用户表后的下一级资源（资产）？分布式资源（户号）下的具体资产是否需要在交易平台登记，需建立怎样的登记流程？
关键问题四：聚合商参与什么市场和哪些品种？
聚合商代理分布式资源是参与市场的标准交易产品，还是需要针对其专门设计交易品种？对于不同的交易品种，聚合商（分布式资源）在通信、控制、计量等方面，应满足哪些要求，以保证其可观、可测、可控、可计量和可结算？
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国外分布式资源参与市场方式
（1）FERC2222法案推动分布式资源参与市场
为应对分布式资源（DER）参与市场的需求，推动电力市场的公平竞争和创新发展，美国联邦能源监管委员会（FERC）于2020年9月颁布了第2222号法案，主要内容包括：一是要求市场运营商（ISO）和区域传输组织（RTO）修改市场规则，消除分布式资源（DER）参与市场的技术和经济障碍；二是确保分布式资源（DER）在市场中享有与传统发电资源同等的市场准入待遇；三是要求制定和实施新的市场规则，允许分布式资源（DER）参加辅助服务、负荷削减等交易；四是强调建立市场运营商（ISO）与输配电系统运营商（RTO、DSO）之间的协调机制，确保分布式资源（DER）参与市场的管理和调度。
（2）分布式资源聚合管理方式
美国加州（CAISO）以及纽约州（NYISO）的市场规则率先于2022年6月获得FERC审批通过，待修订后实施。
以NYISO为例，分布式资源（DER）通过聚合方式参与批发市场交易，从上到下包括4个层级：聚合商（Aggregator）、聚合单元（Aggregation）、分布式资源（DER）以及组成分布式资源的资产（Asset）。其中聚合商是市场主体，聚合单元是市场申报和结算的基本单元，分布式资源是组成聚合单元的具体资源，且分布式资源由若干资产组成。
聚合商（Aggregator）应首先注册为NYISO的市场主体，参与批发市场交易。聚合商负责聚合单元的注册、分布式资源（资产）注册、申报、执行调度指令、提交计量数据以及相应的市场结算。一个聚合商可登记注册多个聚合单元。
聚合单元（Aggregation）是由分布式资源（DER）组合成的单一实体。聚合单元需要满足100千瓦的最小报量要求，以及满足至少1小时的100千瓦发电、用电和负荷削减要求。聚合单元有3种类型：一是单一资源类，只包含分布式光伏、分布式风电、储能等其中一种资源；二是混合类，可包括多种分布式资源；三是负荷资源类，仅包括负荷可调节资源。一个聚合单元只能包含位于同一输电网节点下的分布式资源（DER）。聚合单元应具备与NYISO之间的秒级遥测通信能力。
聚合单元是分布式资源参与市场机制的关键环节，是分布式资源与批发市场的接口和界面。对市场运营商来说，聚合单元大大简化了其整合分布式资源参与批发市场的复杂度。聚合单元和传统机组一样，还需要满足通信遥测、计量、控制、调度等要求。
若干个分布式资源（DER）组成聚合单元（Aggregation）。分布式资源设施（DER）以独立计量的用户户号为单位，包括其表后的分布式电源（光伏、风电）、小型发电机、储能、负荷侧可调节资源（资产）等。一个分布式资源（设施）必须位于一个独立的物理位置，且其所聚合的资产必须位于同一个电网接入点后。每个分布式资源必须具备独立的户号和计量设施。每个分布式资源（DER）的最大发电能力不超过20兆瓦。每个分布式资源应分别具备至少10千瓦的发电、用电和负荷削减能力，且每个分布式资源（DER）应具备发电、用电和负荷削减3个通道的计量能力。分布式资源（DER）3个通道的计量数据汇总成聚合单元的3个通道的计量数据，用作针对聚合单元的市场结算。
分布式资产（Asset）是组成分布式资源（DER）表后的具体设备。一个分布式资源可由一个或多个分布式资产组成，可以是同一分布式资源（DER）内的不同发用电设备，且位于同一分布式资源的户表和计量装置后。举例来说，一个工商业用户，在其用户表后既有生产用电设备，也可能有分布式光伏、用户侧储能等设备。该工商业用户是一个分布式资源（DER），其用电设备、光伏和储能是3个不同的分布式资产。
（3）分布式资源参与的交易品种
在NYISO，聚合商可参与现货电能量市场（日前和实时）、辅助服务市场和容量市场。电能量日前市场和实时市场中，聚合商作为市场主体参与报量报价，以聚合单元为基本单位进行市场申报和调度。辅助服务市场中，聚合商以聚合单元为基本单位提供调频和备用服务（包括旋转备用、10分钟非同步备用和30分钟备用）。除了电能量和辅助服务市场，聚合商也可以通过聚合单元参与容量市场，容量市场中聚合单元应至少具备100千瓦的最低能力，且满足NYISO的容量测试要求。
（4）通信和控制要求
聚合商（聚合单元）和NYISO之间需要具备双向通信和调度控制条件。一方面，聚合商收集每个分布式资源（DER）的实时遥测数据，汇集形成聚合单元的遥测数据，发给NYISO，实时遥测数据分为4个通道，包括发电、用电、负荷削减以及上述3个通道的汇总数据。另一方面，每个聚合单元应具备接收NYISO实时下发的6秒间隔出力指令的能力，且每个分布式资源（DER）应能协同响应聚合单元收到的出力指令。聚合单元在注册的过程中，应满足上述通信测试的各项要求。
（5）计量和结算
聚合单元是市场计量和结算的基本单位。NYISO根据聚合单元在每个市场的申报、出清和计量情况，以及相应交易产品的结算规则出具聚合单元的结算情况。交易产品包括电能量（日前和实时）、辅助服务、容量市场、负荷响应等。每个聚合单元的计量数据包括发电、用电、以及负荷削减3个通道的计量数据。聚合单元的计量数据由组成该聚合单元的每个分布式资源（DER）的3个通道（发电、用电和负荷削减）的计量数据汇集而成。
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启示和建议
建立虚拟电厂等新型主体参与市场方式的顶层设计，包括在国家层面出台虚拟电厂（聚合商）注册和交易管理细则，明确分布式资源聚合参与市场的基本架构，明确分布式资源参与市场的交易品种以及相应的通信计量要求等。具体如下：
出台虚拟电厂（聚合商）注册和交易管理细则。在《电力市场注册基本规则》明确新型经营主体参与市场注册基本要求的基础上，建议国家在虚拟电厂（聚合商）参与市场方面出台专门的注册和交易管理办法，从分布式资源聚合管理方式、参与市场基本单元、市场品种、调度控制、通信计量等方面进一步明确各类分布式资源聚合参与市场的规定，作为对《电力市场注册基本规则》的补充，促进全国统一电力市场和新型电力系统建设。
明确分布式资源参与市场的管理架构。建立由聚合商、聚合单元、分布式资源、分布式资产组成的4层级分布式资源管理架构，包括代理分布式资源参与市场的市场主体（聚合商）、市场申报和结算的基本单元（聚合单元）、资源聚合的基本单位（户号）以及分布式资源管理的最小颗粒度（户号下的若干资产）等。
明确聚合单元作为参与市场的基本单元。聚合单元是分布式资源聚合参与市场交易申报、调度、计量和结算的基本单元。聚合单元作为虚拟的机组，是分布式资源和市场之间的交界面，大大简化了对分布式资源参与市场全流程的管理。聚合单元是参与电能量、辅助服务和未来容量市场的基本单元。聚合单元应根据其资源情况细分为单一类、混合类和负荷类等不同类型。一个聚合单元应仅包含一个输电网节点下的分布式资源。
明确用户户号作为分布式资源聚合管理的基本单位。以具备独立计量的用户户号作为分布式资源参与聚合的基本单位，建立分布式资源聚合形成聚合单元的注册管理流程，包括多个用户户号聚合形成聚合单元的流程，以及同一户号下具体资产的注册登记要求。
明确虚拟电厂等新型主体参与的市场和品种。虚拟电厂（聚合商）应该通过聚合单元，作为虚拟的机组，与其他传统资源的机组一样，参与以现货市场为基础的标准市场交易品种，包括电能量中长期市场、现货日前和实时市场，辅助服务调频和备用市场，以及未来的容量市场和负荷侧响应等市场，并不需要针对虚拟电厂参与市场进行专门的创新交易产品设计，保证市场的整体性。
明确虚拟电厂等新型主体参与市场的计量和通信控制要求。在《电力市场注册基本规则》的基础上，进一步明确对虚拟电厂（聚合商）下设的聚合单元和组成聚合单元的用户户号（设施）的计量和通信控制要求，聚合单元和用户户号（设施）具备发电、用电和负荷削减3个通道的计量能力，聚合商（聚合单元）和市场运营机构之间应可实现秒级响应遥测和双向通信，具备实时接收和响应调度指令的能力。
（作者：浙江电力交易中心有限公司何阳）
来源 南方能源观察
