国内能源系统“3060”战略目标的实现离不开新能源的高速发展,而完成新能源大规模消纳,离不开电网可灵活调度电力资源的占比提升,因此国内能源系统结构升级与对可调度电力资源的需求快速增长是相辅相成的。
在“双碳”目标驱动下,我国推动建设以新能源为主体的新型电力系统,以坚强智能电网为枢纽平台,以源网荷储互动与多能互补为支撑,集中式与分布式电力结构并举,在新的发用电势态下,虚拟电厂应运而生。
近年风电、光伏为代表的不稳定新能源出力占比提升,叠加厄尔尼诺推升国内负荷侧尖峰用电需求,电网系统对灵活电力资源的需求增长,虚拟电厂作为有效聚合、调度分布式电力资源的手段,市场需求快速提升。
8月,海南省首家省级虚拟电厂管理中心建立为国内虚拟电厂更广阔市场空间增长蓄势,虚拟电厂或将迎来快速发展窗口期。 虚拟电厂行业概览
根据《虚拟电厂的概念和发展》一文,虚拟电厂(virtual power plant,简称VPP)是通过先进信息通信技术和软件系统,实现分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车、充电桩等分布式能源的聚合和协调优化,以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。
虚拟电厂是指在传统电网物理架构上,通过分布式能源管理系统,将电网中的分布式电源、可控负荷和储能等装置聚合成一个虚拟的可控集合体,开展优化运行控制和市场交易,挖掘分布式能源为电网和用户所带来价值和收益。
虚拟电厂并不是真实存在的电厂,而是一种智能电网技术,应用分布式电力管理系统参与电网运行调度,实现“源-荷-网”聚合优化。
它既可作为“正电厂”向系统供电或控制可调负荷调峰;又可作为“负电厂”加大负荷消纳,配合填谷;还能快速响应指令,保障电力系统稳定运行。能够有效保障配电网侧新能源的聚合管理、就地消纳及电力系统需求的及时响应。
随着虚拟电厂聚合的资源种类越来越多、数量越来越大、空间越来越广,其中既包含可调负荷、储能和分布式电源等基础资源,也包含由这些基础资源整合而成的微网、局域能源互联网。
虚拟电厂可以和需求侧响应协同运作,共同解决能源供需平衡的问题。根据中电联预测,2025年全国最大负荷16.3亿千瓦,以3%~5%计算,电力需求侧响应能力在5000万千瓦左右。
虚拟电厂产业链及市场格局
虚拟电厂产业链由上游基础资源、中游系统平台、下游电力需求方构成。
上游基础资源由可控负荷、分布式能源与储能构成;中游是提供运营服务与技术支持的虚拟电厂运营平台;下游则由电力公司、售电公司、工业企业、商业用户等电力需求方构成。
市场端来看,目前已经有朗新科技、东方电子、恒实科技等公司参与到了需求侧响应的平台建设及调控之中。
中游系统平台主要厂商包括远光软件、科陆电子、易事特、国能日新等;分布式资源运营经验丰富的公司包括南网能源和芯能科技等; 智能配网终端供应商有国电南瑞、炬华科技等。
政策方面来看,2023年5月,发改委发布《电力需求侧管理办法(征求意见稿)》、《电力负荷管理办法(征求意见稿)》,提出到2025年,各省需求响应能力达到最大用电负荷的3%-5%,其中年度最大用电负荷峰谷差率超过40%的省份达到5%或以上,其中“5%或以上”为首次提及。
2023年7月11日,全面深化改革委员会第二次会议召开,审议通过了《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》。会议强调,要健全适应新型电力系统的体制机制,推动加强电力技术创新、市场机制创新、商业模式创新。虚拟电厂作为促进新能源消纳的重要环节和电力商业模式创新的重要形式,后续政策支持力度有望持续加大。
当前虚拟电厂的盈利来源主要为需求侧响应等辅助服务市场或政府补贴;随着现货市场在全国各地逐步推广、新能源加速参与现货交易,若2030年前后电能量市场、辅助服务市场、容量市场能够形成,虚拟电厂盈利模式空间将会打开。
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