中国储能网讯：美国能源部预测，到 2030 年，美国需要多达 160 GW 的新能源才能满足电力需求。据咨询公司 Wood Mackenzie 的报告称，2023 年至 2027 年，美国将增加 262 GW 的分布式能源资源，这一数量几乎与同期所有新建的集中式发电容量相同。虚拟电厂将成为改变电力行业的主要场景，反映了快速增长的负荷和需要消纳更多分布式能源这两种主要因素。

虚拟电厂是一个软件平台，有助于将智能恒温器、太阳能电池板、储能和电动汽车等分布式能源聚合到可实时管理的强大网络。与传统的兴建新的基础设施方式不同，虚拟电厂的建成不需要数年而只是数月。据咨询公司 Brattle Group 的数据，在未来 10 年内，虚拟电厂可以为电力公用事业节省高达 350 亿美元的容量投资。同样，虚拟电厂为电力客户提供了新的利润增长或节能机会。

然而，实现这些好处取决于公用事业公司和监管机构是否能够采用稳健的市场发展模式。虚拟电厂市场的成功取决于公用事业公司的主动变革。事实上，当今最有效的虚拟电厂是那些嵌入公用事业运营系统的虚拟电厂，它们为公用事业公司提供了对其网络中分布式能源的直观洞察和控制。

本文概述了最有效的虚拟电厂开发模式，描述了公用事业和监管机构实施虚拟电厂的最佳实践，以及如何经济高效地提高电网可靠性和客户满意度。

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虚拟电厂模型概述

目前有两种虚拟电厂模式占主导地位：公用事业主导的虚拟电厂和第三方管理的虚拟电厂。

在公用事业主导的虚拟电厂中（集中式），公用事业公司通过竞标方式采购供应商软件来整合和管理分布式能源资产。在这种情况下，软件供应商作为公用事业公司的延伸，负责设计虚拟电厂程序、吸引客户（通过公用事业品牌营销）、调度资产、执行测量和验证以及支付参与者的收益。这种模式遵循了公用事业公司一贯的历史角色，它作为所有客户的单一电网运营商，其中分布式能源也成为公用事业公司管理的、宝贵的电网资产（就像变电站或变压器一样）。

相比之下，在第三方管理的虚拟电厂中，公用事业区域内的多个聚合商独立发展客户关系，并将聚合容量竞标到批发市场，响应标准公用事业费率，或在配电市场中竞争。在这里，聚合商除了要遵守与承购商（公用事业）签订的合同以及批发市场规则之外，其他方面则有更大的自由度来管理和调度分布式能源，争夺客户。这种模式更接近竞争性零售模式，其基于如下假设：消费者有动机比较处于竞争态势的虚拟电厂报价，而且竞争会最终导致成本的降低。

虽然两种模式都可以行得通，但公用事业主导的模式为电网和客户（尤其是住宅客户）带来了诸多关键好处。这种模式在马萨诸塞州、康涅狄格州、纽约州、新罕布什尔州和罗德岛州的联网解决方案项目、乔治亚电力公司的项目以及加利福尼亚州太平洋天然气和电力公司的项目中都取得了成功。

通过将虚拟电厂嵌入到公用事业的运营，集中式的虚拟电厂模式让电网运营商能够更深入地了解分布式能源资源对其网络的影响，并更好地控制这些资产。这对于管理配电网上的分布式能源资产尤为重要。同样引自 Brattle Group 的报告，虚拟电厂创造全部价值的三分之一将直接归属于配电网。

换句话说，既然配电公用事业公司要负责规划和运营系统以应对日益分散和灵活的未来电网，那么这些公司就需要控制这些分布式资产。因此，他们必须能够使用集中式软件系统来促进对分布式能源资产的分析、规划和管理。

事实上，除非住宅用户的电费非常高，否则住宅用户往往缺乏动力或经验来比较不同的虚拟电厂产品。由当地公用事业公司管理的单一虚拟电厂产品简单易用，可以减少客户的困惑，并减少虚假或误导的可能性，而虚假或误导性广告有时会困扰分布式能源资源市场。

考虑到这一点，以下探讨了监管机构和公用事业公司可以考虑的最佳实践，以开发公用事业主导的虚拟电厂，其中特别关注了针对住宅和小型商业领域的应用。

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虚拟电厂应与公用事业的运营需求保持一致

监管机构和公用事业公司的虚拟电厂计划，应该首先满足让公用事业公司能够实时了解分布式能源资源，并为配电网创造一定的灵活性，以适应不断变化的电网需求。

公用事业公司负责规划和运营电网，为客户提供可靠且定价合理的电力。因此，公用事业公司需要数据、工具和深刻的理解等一系列能力来分析和管理分布式能源资源的影响。被动的分布式能源资源管理是不够的。

对虚拟电厂来说，投资于其强相关的“边缘分布式能源资源管理系统”（Edge Distributed Energy Resources Management System, Edge DERMS）至关重要。边缘分布式能源管理系统有助于分布式能源资源参与者的参与、注册和绩效跟踪。它将客户和设备数据流进行标准化，提供了对实时虚拟电厂容量的可视性，并集中了公用事业的调度和控制。对于电力公用事业的企业应用程序，分布式能源资源管理系统弥补了面向客户的服务程序和电网运营程序之间的差距（是打通二者相互隔离的数据之间的桥梁）。

公用事业公司还可以寻求边缘分布式能源资源管理系统与后端电网系统之间的集成，包括电网分布式能源资源管理系统、客户信息系统（CIS）和电表数据管理系统（MDM），等等。这通常是充分释放虚拟电厂完整价值堆栈所必需的。

简而言之，集中式虚拟电厂可以提供更好的配电网约束管理软件（例如承载力分析 HCA）。它们还可以帮助公用事业公司动态管理输电网和配电网中的资产。集中式虚拟电厂可以为公用事业公司投资提供保障，并调和分布式能源资源对大电网或本地配网的影响。

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监管机构应该支持集中式虚拟电厂建设

监管机构应考虑向公用事业公司提供扩大边缘分布式能源资源管理系统投资所需的资金支持。

为了实现规模化，监管机构必须建立一种机制，将公用事业公司的财务利益与虚拟电厂的实施结合起来。实现这种结合的一种方法是采用基于绩效的电价制定法 (PBR)，该法案允许公用事业公司通过实现某些绩效目标（例如，达到虚拟电厂的容量目标）来获取额外收益。加利福尼亚州、夏威夷州、伊利诺伊州、明尼苏达州、马萨诸塞州和纽约州等州通过 PBR 激励电力公用事业公司。

另一种方法是允许将虚拟电厂软件和相关实施成本资本化。允许将虚拟电厂的无形软件资产资本化，可以加速采用电网管理工具并分摊成本，从而使公用事业公司和纳税人都受益。多年来，会计规则的更新使得公用事业公司在软件方面的资本投资被接纳，纽约、宾夕法尼亚和阿肯色等州允许将某些软件资产资本化。

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虚拟电厂应提供综合价值

释放发电、输电和配电领域的虚拟电厂价值流应成为监管机构和公用事业公司的首要任务。

如今，大多数项目并未充分重视分布式能源资源的优势。随着虚拟电厂的扩展和多种分布式能源资源的整合，使得配电系统的负荷峰值开始与输电系统不同，估值框架也必须不断发展。估值框架应涵盖虚拟电厂为配电和输电系统提供的全部价值。配电公用事业在确定这一价值方面发挥着核心作用。

此外，为了有效实施联邦能源管理委员会 FERC 第 2222 号令也需要虚拟电厂，虚拟电厂可为电力批发市场和配电系统提供价值，进一步强调了公用事业在协调分布式能源资源方面的作用。将大电网独立系统运营商 ISO 的需求与配电公用事业的需求结合起来，在正确的时间提供正确的市场信号并非易事，但对于公用事业管理的资源来说却容易得多。更好的可视性和与批发市场运营商的协调对于公用事业部署分布式能源资源和有效补偿虚拟电厂至关重要。

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虚拟电厂应该对客户来说简单易用

监管机构和公用事业公司应确保公用事业公司及其合作伙伴制定统一的营销方法，以简化客户注册流程。

为了最大限度地提高知名度和参与度，让客户获得一致且可靠的信息至关重要。这反过来又需要公用事业公司、边缘分布式能源资源管理系统软件提供商和原始设备制造商在计划营销方面密切合作。公用事业公司在计划营销方面的领导地位得益于客户和电表数据、电力公司与客户的资产衔接点、品牌知名度和营销专业知识，可带来巨大好处。与其他替代方案相比，公用事业公司主导的虚拟电厂项目可以提高注册率，更快地建立虚拟电厂容量并减少摩擦。

此外，公用事业公司主导的“自带设备计划”（Bring Your Own Device Programs）最大限度地扩大了客户的选择。电网会受益于“允许客户无缝地将他们已经购买的分布式能源资源设备注册到虚拟电厂”。边缘分布式能源资源管理系统软件提供商通过提供合格设备合作伙伴的“交钥匙网络”来促进“自带设备计划”，这允许客户注册他们选择的设备以换取补偿。

通过上述最佳实践，公用事业公司和监管机构可以最大限度地提高可视性、洞察力和控制力，以实现可靠运营，提高客户满意度。与传统基础设施投资相比，它们还可以以更快的速度和更低的成本满足负荷需求增长。能源的未来需要更高的灵活性，而公用事业主导的虚拟电厂是一种行之有效的方法，可以释放电网边缘分布式能源资源的力量。