DQZHAN訊：虛擬電廠
日本至今仍然認為，應該在已有電網的基礎上，構筑分布式能源系統。但對于其業務模式和運營主體，目前尚無明確概念。而通過E-Energy可以獲得相關提示。因此，筆者此次著重對之加以分析。
遠方的設施作為1個主體參與市場交易
在德國北部沿海城市庫克斯港開展的eTelligence工程以550戶家庭為對象，進行著用電量的“可視化”及通過設定電價促進調節、削減需求的“動態定價”嘗試。但與之相比，還有一個課題更加需要驗證，那就是構筑在地區內調節發電和電力需求的系統。實現高效調節需要運用價格機制。而交易的擔保，則是活用德國的能源期貨交易所。
在《讓風力發電與冷藏倉庫結合成為“虛擬電廠”》一文中，筆者介紹了由整合了風力等可再生能源供電和冷藏倉庫電力需求的虛擬電廠(VPP)，和作為地區電源的熱電聯產系統構成的eTelligence工程的驗證結果(資料1)。

虛擬電廠通過信息通信技術(ICT)將相隔較遠的設施連接起來成為一個主體，在調節可再生能源發電變化的同時，還參與市場交易。無論是虛擬電廠，還是熱電聯產系統，目的都是通過在地區電力市場上進行交易，以優化發電和電力消費。這次，筆者將把焦點對準該地區電力市場(E-Energy市場)。這是E-Energy的關鍵，也是分布式系統成立的核心。
做市場的存在是關鍵
E-Energy市場是以虛擬電廠及熱電聯產系統等地區分布式能源資源(DER：Distributed Energy Resources)為構成主體的本地電力市場。利用當地配電公司的配電網，根據利用信息通信技術收集的信息，形成虛擬市場。分布式能源資源與地區市場通過分布式能源資源所設的網關(不同通信系統之間的樞紐)交換信息。
電力價格參考作為德國電力期貨交易所的歐洲能源交易所(EEX：European Energy Exchange)的現貨價格指數，根據歐洲能源交易所的動向和地區實際供需動向決定。
市場操作者是領導eTelligence工程的EWE公司。該公司是主要活躍在德國東北地區的配電企業及能源服務供應商(向供應和節能等能源需求提供綜合服務的企業)。并且還承擔著做市商(為激活市場交易而縮小買賣差值，報出買賣雙方價格的交易商)的作用。
EWE在觀察地區和歐洲能源交易所的供需動向的同時提出交易價格。虛擬電廠與各熱電聯產系統則根據EWE提出的價格，向EWE下買賣訂單。為使交易成立，EWE本身也參加交易。由于驗證市場小，交易不成立的情況也時有發生。eTelligence工程也在進行參與者更多的模擬。結果顯示，效果更勝一籌。
擁有冷藏倉庫這一可控需求手段的虛擬電廠在前**，根據預測的發電量和歐洲能源交易所的現貨價格指數推測需求，考慮因當天天氣情況等可能發生變化的歐洲能源交易所的價格動向，調整實際需求。熱電聯產系統也是根據歐洲能源交易所的現貨價格和地區內的熱需求等制定發電計劃，但會參考做市商提出的價格，調整發電量。
通過本地市場交易削減1成成本
接下來看看為期1年的現場測試的結果。做市商EWE向歐洲能源交易所購買的電量為88兆瓦時，銷售的電量為2067兆瓦時，供遠大于求。其遵循的方針估計是以可再生能源為主，*大限度利用分布式能源。

另一方面，EWE在地區市場上向溫泉設施(SPA)的熱電聯產系統購買了1462兆瓦時，向辦公樓的熱電聯產系統購買了12兆瓦時。向虛擬電廠購買的電量為593兆瓦時，銷售的電量為88兆瓦時。從各種分布式能源資源的交易量來看，溫泉設施熱電聯產系統以1462兆瓦時占據約7成，虛擬電廠以618兆瓦時占據約2成，辦公樓熱電聯產系統僅為12兆瓦時，占0.6%。
如上所述，作為發電方的熱電聯產系統是全量銷售，而作為生產消費者的虛擬電廠則是按照電量過剩或短缺而進行買賣。從熱電聯產系統來看，與根據熱需求運行的基本情況相比，在根據電力交易價格運行的情況下工作時間更長。虛擬電廠的電量會隨風力和太陽能所發電量的變化，出現過剩或是短缺。這可以認為是風力發電量超出預期，靈活調整冷熱需求的結果。為了確保電力穩定供應，*初設想的風量和需求的靈活性可能比較保守。
在《讓風力發電與冷藏倉庫結合成為“虛擬電廠”》一文中已經提到，通過利用與市場價格聯動的操作，虛擬電廠可以減少8～10%的成本，熱電聯產系統也較以熱利用為主導的運行方式利潤有所增加。
市場操作者是領導eTelligence工程的EWE公司。該公司是主要活躍在德國東北地區的配電企業及能源服務供應商(向供應和節能等能源需求提供綜合服務的企業)。并且還承擔著做市商(為激活市場交易而縮小買賣差值，報出買賣雙方價格的交易商)的作用。
EWE在觀察地區和歐洲能源交易所的供需動向的同時提出交易價格。虛擬電廠與各熱電聯產系統則根據EWE提出的價格，向EWE下買賣訂單。為使交易成立，EWE本身也參加交易。由于驗證市場小，交易不成立的情況也時有發生。eTelligence工程也在進行參與者更多的模擬。結果顯示，效果更勝一籌。
擁有冷藏倉庫這一可控需求手段的虛擬電廠在前**，根據預測的發電量和歐洲能源交易所的現貨價格指數推測需求，考慮因當天天氣情況等可能發生變化的歐洲能源交易所的價格動向，調整實際需求。熱電聯產系統也是根據歐洲能源交易所的現貨價格和地區內的熱需求等制定發電計劃，但會參考做市商提出的價格，調整發電量。
通過本地市場交易削減1成成本
接下來看看為期1年的現場測試的結果。做市商EWE向歐洲能源交易所購買的電量為88兆瓦時，銷售的電量為2067兆瓦時，供遠大于求。其遵循的方針估計是以可再生能源為主，*大限度利用分布式能源。
另一方面，EWE在地區市場上向溫泉設施(SPA)的熱電聯產系統購買了1462兆瓦時，向辦公樓的熱電聯產系統購買了12兆瓦時。向虛擬電廠購買的電量為593兆瓦時，銷售的電量為88兆瓦時。從各種分布式能源資源的交易量來看，溫泉設施熱電聯產系統以1462兆瓦時占據約7成，虛擬電廠以618兆瓦時占據約2成，辦公樓熱電聯產系統僅為12兆瓦時，占0.6%。
如上所述，作為發電方的熱電聯產系統是全量銷售，而作為生產消費者的虛擬電廠則是按照電量過剩或短缺而進行買賣。從熱電聯產系統來看，與根據熱需求運行的基本情況相比，在根據電力交易價格運行的情況下工作時間更長。虛擬電廠的電量會隨風力和太陽能所發電量的變化，出現過剩或是短缺。這可以認為是風力發電量超出預期，靈活調整冷熱需求的結果。為了確保電力穩定供應，*初設想的風量和需求的靈活性可能比較保守。
在《讓風力發電與冷藏倉庫結合成為“虛擬電廠”》一文中已經提到，通過利用與市場價格聯動的操作，虛擬電廠可以減少8～10%的成本，熱電聯產系統也較以熱利用為主導的運行方式利潤有所增加。
以地區為單位的需求響應
這些功能開辟了構筑地產地消系統的道路。一語概之，就是“能夠以地區為單位實現需求響應的系統”。為此，當地居民與企業理解需求響應的主旨很重要。
分布式能源系統面對的課題是，對于風力等不穩定電源的容納程度，以及能否克服因規模小而造成的無法盈利的局面。這就需要利用信息通信技術和市場交易加以解決。
監控本地市場電力物理流動的電網操作者(配電公司)*能夠詳細掌握電能的流動和信息的流動。他們承擔著供電的義務，起到在本地控制頻率和電壓以維持可靠性的作用。因此可以說，配電公司*合適承擔本地電力交易市場的運營。
各地區的配電公司成為關鍵
在德國，基本上每個地區都有配電公司，多數為地方政府運營(城市公共事業)。城市公共事業本身，或其關聯企業甚至會從事零售。德國擁有1000家電力公司，但多數是配電公司和地區的零售公司。不少零售公司都與配電公司擁有聯系。換言之，在這樣的環境下，德國的E-Energy計劃是具有現實性的措施。
因為零售是自由競爭，所以，運營市場的主體(操作者)或者令市場發揮作用的核心交易主體(做市商)加入進來，有助于提高配電部門信賴度及防止發生逆潮流。掌握著銷售和采購交易信息的零售企業也可運營地區市場。而且，規模大的企業和需要供應設備的企業還能直接與操作者進行交易。在eTelligence工程中，擁有本地配電公司的能源服務供應商EWE扮演了做市商的角色。
至此，筆者以兩篇文章介紹了eTelligence工程。德國的分布式模型的核心是名為“E-Energy市場”的地區交易市場。其目的是，調節可再生能源的不穩定性、在地區主體與廣域交易市場之間為分布式系統的業務性作出擔保等。
而E-Energy市場的運營者，正是地區能源企業。候選包括了能源服務供應商、電力零售企業等，但作為基礎設施企業的配電公司的積極參與發揮著決定性作用。
因為作為前提的系統在日本和德國之間存在相當大的差異，所以很難進行聯想，但對于理解電力系統改革，E-Energy市場是一個很好的事例。今后，筆者還將繼續梳理德國與日本的對比。

上一篇：科學家破解“碳黑洞”難題
下一篇：誰在制約中國海底光纜？

公司簡介

訂購指南

貨款支付

業務合作

物流配送