通信运营商基站储能 如何参与虚拟电厂

通信运营商正在从能源消费者走向消费者+生产者。

在全球降碳的过程中，ICT基础设施作为千行百业的数字底座，正扮演着越来越重要的角色。做为ICT设施的重要拥有者运营商，一方面是自身节能降碳;另一方面，运营商自身也可以利用自身的能源设施和ICT技术，帮助全社会节能降碳。

以往，运营商都是做为一个能源的消费者的形态出现，即给通信设备供电(Power for ICT);在新趋势驱动下，其也可以利用自身的优势参与到电力系统如虚拟电厂的建设中，实现站点用电与电网联动，从能源消费者升级到能源生产者、使能者(ICT for Power)。

虚拟电厂与电力市场

VPP是一套能源协同管理系统，它整合如发电侧的光伏等发电资源、负荷侧的分布式储能可调节资源，让这些形成可调控交易的单元，参与到电网调度与电力市场交易中。

虚拟电厂打破空间束缚，将能源的生产者和消费者联动、协同起来，使得能量由传统的单向流动模式逐步转为互动协同模式，最终实现能量馈网与双向流动。

从虚拟电厂的资源分类来看。

上游：主要指负载侧的可调负荷、分布式发电资源、储能等。可调负荷如通信机房用电、数据中心机房用电、充电场站、工业用电等;分布式发电资源指用户就近部署的规模的发电设备，如屋顶光伏、风电、氢能等发电设备;储能是指在此侧部署的储能设备如基站、机房备电电池等。

中游：主要是资源聚合商。他们利用互联网、大数据等技术聚合各方面资源并对其进行优化、调度，参与电力市场。他们提供给是一种协调控制能力。

下游：电力需求方，主要是电网公司或售电公司，根据区域不同，他们是电力市场中电力需求的提出者和够买方。

虚拟电厂产业各方

虚拟电厂可参加多种电力市场业务。

电力市场交易相对成熟且快速发展，比如在英国，具有期货市场、现货市场、容量市场，辅助调频市场多种市场模式。比如在德国，辅助调频市场具有FCR、aFRR、mFRR等多个调频市场。

欧洲市场空间巨大，价格好，回报率高，目前正在积极构建覆盖全欧的市场体系。以某国为例，其调频的平均价格为~20 欧元 /MW/小时，调频aFFR平均价格为~30 欧元 /MW/小时，补贴价格优异。如果以通信站点储能参与其调频调度看，ROI短，收益良好。

虚拟电厂聚合资源参与电力交易，可以参加多种业务类型，主要包括电能量市场、电力辅助市场、容量市场等部分。

电能量市场

以电能量(单位kWh)为交易标的物。根据时间可分为现货市场(如日前、日内、实时交易)和中长期市场(如月度、年度交易)。电能量市场反应的是售电的市场，比如峰谷套利，可以利用峰谷电价买卖电来实现降低电费;比如电力期货，可以购买合适价格的电力。

电力辅助服务市场

是指由参与电力市场化交易的用户(如通信站点储能，数据中心)、聚合商等第三方提供服务，并可以通过提供服务获取相应的经济形式的补偿的形式，主要业务包括调频(如一次调频、二次调频等)、 调峰、备用、黑启动等。

容量市场

是一种资源预留的交易方式，通过市场竞争方式形成容量价格，获取容量补偿，保障电力供应容量充足。

运营商积极推动碳中和建设

运营商拥有海量通信站点，能耗巨大，碳排大，同时面临增收难的困境。根据测算，在中国，到2030年，运营商将占社会用电总量的3%，碳排放将达到6000万吨。

在碳中和的大背景下，运营商自身积极实践节能降碳。

在建设侧，通过房到柜、柜到杆的极简建设，降低建设成本和能耗;通过建设绿电，降低电费，降低碳排放;通过锂代铅酸电池、部署能源管理系统等，提高站点能效与可管理性。

在自身降碳的同时，运营商积极利用自身ICT的资源和技术参与到千行百业降碳。

随着负荷侧新能源的快速部署以及虚拟电厂商业模式的成熟，中小型负荷参与电力市场调度逐渐成熟。在此背景下，运营商思考和实践利用海量分布式基站资源，通过虚拟电厂进行聚合，参与到电力市场的建设中，在降低自身电费的同时，帮助社会节能降碳。

在2023年，欧洲某运营商利用自身基站资源，参与到本国的电力辅助市场，通过参与峰谷套利和调频服务，帮助电网增加稳定性，同时也能获取十分可观的收益补贴。根据公开数据，其收益补贴可以达到自身电费的50%，帮助社会降碳百万吨。

在2023年，中国某大型塔商也在利用通信站点参与电力辅助服务。根据公开数据，截至2023年6月，已经4000站点接入VPP参与电力市场，2023年底，部署1万站VPP站点。同样在2023年，拉美某大型电网公司，也积极推动运营商参与电力市场交易。通过虚拟电厂聚合海量通信站点参与电力市场调度，已经成为一个大势。

运营商分布式储能参与电力市场的模式与业务类型

运营商参与虚拟电厂聚合可以有多种模式。

资源被聚合

运营商将自身海量的站点做为资源方，提供给VPP聚合商，经其聚合后参与电力市场业务。在这种模式中，运营商提供资源能力，如以站点储能硬件为主的可调度资源。

其优点在于模式简单，只需要硬件以及少量软件投资，运营方面风险较低。缺点在于受限于聚合商的调度能力，属于被动调度，在收益方面也受到限制。

做为虚拟电厂聚合商参与运营

除了自身硬件资源，运营商可以建设、运营聚合平台。除自身通信站点资源，还可聚合多种其它资源如工商业储能、楼宇空调等，将能力延申到电力运营领域。

其优点在于运营商可以运营虚拟电厂，对于调度以及商业的把控力更强。缺点在于电力业务的准入往往需要认证，运营风险也成倍提高，投入也大。

运营商可以做为资源方和运营方参与电力市场调度

运营商分布式储能可以参加电力市场的多种业务。

峰谷套利

随着各地方峰谷电价的执行，做为用电大户，运营商可以根据峰谷电价差套

利。在低电价的时候给电池充电，在高电价的时候放电，从而达到电费节约的目的。

需求侧响应

运营商可通过响应电力企业发出的邀约，进行站点侧负荷的增加或者减少，

电网根据响应量来补偿其相应的收益的模式，主要的业务类别为削峰填谷。

电力辅助服务

通过电力市场调度，负荷侧可以参与电网的调峰与调频业务，帮助电网平

衡。对于调峰，运营商需要在用电高峰期减少电网压力，电力低谷期增加用电，提高电网效率;对于调频，运营商需要使用自身储能，随时平衡电网的波动。不同的业务类型，指标不同，在不同国家也不同。

运营商参与电力市场的优势

ICT行业是数字化的底座，运营商在参与虚拟电厂业务中拥有多种独特优势。

海量的储能闲置资源

运营商通信设备需要备电，天然拥有海量电池资源，是大规模电化学电池的使用者。根据公开数据，欧洲地区分布式可调节能力可达到15GWh，中国只5G基站就有260万座，可调节能力更大。

全球基站数量

在4/5G时代，运营商大量部署锂电池，锂电逐步替代铅酸电池。锂电池寿命长，充放电倍率大，容易实现数字化控制，可以满足电力市场业务多种指标要求，是参与电力业务的优质资源。

同时，运营商的储能一般只给通信站点做备电。当前世界各国电力较好的区域，年均停电时长小，因此大部分时间储能都处于闲置状态，资源浪费。利用智能技术将锂电资源池化，可以十分容易地参与到电力市场调度中。

稳定可靠的高耗电负载

运营商的能耗主要来自通信设备，一般是24小时不间断运行，其能耗对不同时间的敏感度低。根据预测，到2030年，运营商的耗电总量将达到社会用电总量的3%。

负载稳定运行，站点储能灵活可控，因此可以容易地实现对站点能力的精准控制。在参与电力市场中，运营商在提供可调度资源的时候，可以提供更加精准的申报能力。

图：某区域基站负载功耗模拟图

部署简单快速

首先，运营商具有站点资源，不需要重新申请站址;

其次，通信站点参加VPP，是以分布式的状态出现，单站站点自身功率有限，接入电网不需要改造，不需要额外部署变压器;

再次，通信站点储能是自然散热，不需要额外部署温控设备，能耗低;

最后，站点具有良好的网络资源，可以不需要额外部署网络。

运营商利用通信站点参与电力调度业务，具有部署迅速、简单的优势。

运营商分布式储能参与电力市场的理念愿景与衡量因子

从消费者到生产者，能量双向流动

传统运营商的用电模式是电网给通信站点设备供电，通信设备只用电，不与电网进行互动。以“用电”的角度，运营商是一个纯电力消费者。

在运营商通过虚拟电厂参与电力市场的模式下，通信站点需要与电力市场进行互动，根据电力市场的指令，来调节自身用电。同时，随着运营商部署绿电常态化，绿电也在参与到站点供电的协同之中，从而最终实现源网荷储的协同。

在这种情况下，运营商变成了一个能源的经营者，它自身生产绿电，同时又与电网协同，在未来也不排除运营商的电力馈网，对于“用电“来讲，运营商变成了一个电力的生产者。

因此，由以前的能量单向流动，变为能量的双向互动，由能源的消费者，变成能源的消费者+生产者，是运营商参与建设VPP的重要理念。

图：能量单向流动的电力系统(例)

图：能量协同、平衡的电力系统

价值衡量要素

运营商参与建设虚拟电厂VPP业务系统，需要呈现出如下几个价值要素。

清洁低碳

系统应尽量简单建设，减少隐形成本如工程成本。系统应该提高绿电、新型储能的使用，利用好现有电网，利用好现有的设施资源如现有储能资源，实现建设的清洁低碳化。

安全高效

通信业务与电力业务都是重要的国计民生业务，对于运行稳定性以及鲁棒性要求极高，因此需要使用安全的软硬件设备，需要使用有认证资质的设备和厂家，构建一个安全高效的体系。

柔性灵活

运营商站点都是分布式站点，站点储能与电源参与电网进行联动的时候，单个站点的能力有限，需要聚合海量站点成为资源池，将储能池化，构建成为大容量的资源。灵活构建，弹性伸缩，将是一个重要的衡量特性。

智慧融合

为满足电力市场的多业务需求，以及未来场景演进，比如BESS的接入、数据中心储能的接入等，一套系统支持多业务和多场景，支持平滑演进，是十分必要的。

评价因子

电力市场业务需求具有资源颗粒度大，要求响应快、精准高等要求，与之相应，运营商参与电力市场需要从如下几个方面进行评价。

海量

在中国，多个地方的调峰市场需要5MW准入，在欧洲，多个国家的调频市场准入为MW级。一般来讲，目前通信站点的负载功耗为3~6kw不等，如果以4kw为平均值计算，MW级需要聚合约250站，如果包含冗余将达到500-1000站，5MW则需要聚合1300站点，如果包含冗余预计可达到2000站。同时，考虑到运营商自身站点大都在几千到数万站。因此，运营商站点VPP系统能聚合与管理的站点数量规模，是重要评价因素。

图：欧洲部分电力市场业务指标要求

图：中国部分电力市场业务指标要求

极速

电力辅助服务中，要求系统能够从端到端快速响应。比如欧洲某国，电力调频业务FCR业务要求系统响应时间小于10秒，更甚者要求系统响应时间在秒级。因此，系统的快速响应能力，是一个重要的评价指标。

精准

电网属于高精密运行系统，频率波动快速且细微，参与电力调节的资源响需要具备高精度能力。在欧洲，针对调频业务aFRR，往往需要90%以上的调节精度，而对于FCR，则需要95%以上的调节精度。因此，运营商系统的高精度的调节能力，是重要评价因素。

融合

大多数国家往往具有多种电力市场业务，比如在欧洲的西班牙，具有三次调频市场aFRR，FCR，mFRR;在中国目前以调峰为主，各地也在积极开展二次调频的研究。不同的业务具有不同的指标要求，如果利用一套系统满足多业务的需求，满足业务平滑演进，是一个重要的评价因子。