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虚拟电厂将成电力市场新引擎
发布者: 发布时间:2024-6-5 阅读:41

61日起施行的《电力市场监管办法》,明确新增虚拟电厂作为电力交易主体,这将为可控负荷、新型储能、分布式新能源等灵活性资源提供进入市场的机会,充分激发和释放用户侧灵活调节能力,促进电力市场的多元化和效率提升。

技术优势明显

虚拟电厂是一种通过软件和智能技术整合和管理分布式能源资源的系统,可作为一个“特殊电厂”参与电力市场交易和电网运行。它不依赖传统的集中式发电设施,而是通过先进的信息通信技术和自动化技术,将分布式电源、储能、可调负荷、微电网、电动汽车等用户侧灵活性资源进行聚合、协调和优化。

虚拟电厂一方面根据聚合资源的实时供需情况,结合市场价格,优化资源配置,提高新能源消纳水平,降低整体用能成本;另一方面为电网提供调峰、调频等辅助服务,实现“削峰填谷”,提升电力系统的安全稳定水平。

目前,全国具有优质灵活调节能力的电源只有约20%,仅靠发电侧的灵活性调节无法满足电力系统的稳定性和可靠性需求。其实,全国每年用电负荷高于95%的尖峰负荷时间只有几十个小时,如果采用虚拟电厂的方式,可以节约6000万千瓦至7000万千瓦的顶峰电源。虚拟电厂作为能够挖掘用户侧灵活性资源的技术手段和商业模式,随着技术日渐成熟,凭借成本仅为火电10%15%的优势,将成为新型电力系统中灵活性资源成本最低的举措。

为加快新型电力系统建设,近年来,从中央到地方发布了一系列支持政策,加速推动虚拟电厂行业健康高质量发展。202110月,国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》,提出引导虚拟电厂参与新型电力系统灵活调节。20245月,国务院印发《20242025年节能降碳行动方案》,提出大力发展微电网、虚拟电厂、车网互动等新技术新模式,到2025年底,各地区需求响应能力一般应达到最大用电负荷的3%5%,年度最大用电负荷峰谷差率超过40%的地区需求响应能力应达到最大用电负荷的5%以上。2022年以来,国家发展改革委、国家能源局等部门陆续出台《“十四五”现代能源体系规划》《电力需求侧管理办法(2023年版)》《2024年能源监管工作要点》《2024年能源工作指导意见》等多项政策,鼓励开展虚拟电厂示范,充分激发和释放用户侧灵活调节能力。

在国家政策的指导下,各地虚拟电厂政策出台加快推进。20226月,山西省能源局印发《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》,是国内首份省级虚拟电厂运营管理文件,引导虚拟电厂规范入市。之后,北京、上海、深圳、江苏、山西、浙江等省份也出台相关政策,加速推进虚拟电厂建设。

市场空间广阔

国家能源局预计,今年度夏期间,全国用电负荷还将快速增长,最高负荷同比增长超过1亿千瓦。据国网能源研究院近日发布的《中国电力供需分析报告2024》,预计今年全国全社会用电量将达到9.8万亿千瓦时;风电、太阳能发电新投产规模将分别达到0.9亿千瓦、2.4亿千瓦,累计装机占比将超过40%。今年的电力保供面临着一定压力,加之极端天气的影响,电网不平衡问题日益严重,这对电力系统灵活调节能力、安全稳定运行提出了更高要求。

在此情况下,虚拟电厂的潜在市场也在不断扩大。中电联预测,到2025年和2030年,我国最大电力负荷将分别达到16.3亿千瓦和20.1亿千瓦。若满足我国5%的峰值负荷需求,虚拟电厂可调节负荷资源的需求将分别达到0.8亿千瓦和1亿千瓦。据华泰证券预测,2025年我国虚拟电厂市场规模将达102亿元,到2030年,虚拟电厂市场规模有望达到千亿元。

在国家和地方政府的大力扶持下,虚拟电厂呈现蓬勃发展态势。当前,虚拟电厂商业模式不断创新,各类社会主体积极参与。深圳市建成了国内首家网地一体虚拟电厂运营管理云平台,已接入运营商90余家,接入容量规模超过250万千瓦,2023年累计开展33次负荷精准响应,实时可调节能力超50万千瓦。国家电投苏州市虚拟电厂聚合91万千瓦分布式资源,涵盖分布式光伏、储能、工商业可调负荷等场景,具备23万千瓦可调节能力,参与调度组织的调峰、调频测试,通过需求侧响应、电力辅助服务等市场交易获取收益。

作为一种分布式灵活性资源聚合商,虚拟电厂在全球能源转型和新型电力系统建设中扮演着重要角色,将为相关行业带来丰富的投资机会。

比如,虚拟电厂技术供应商通过提供智能算法、平台建设方案等解决方案,支持虚拟电厂高效运行;具备交易资质的负荷集成商通过聚合灵活性资源,代理用户参与市场获得分成收益;能源开发商挖掘和建设用户侧分布式可调资源,如充换电站和分布式储能设施,通过参与虚拟电厂的调节获得补偿费用。此外,储能因其在提供电网灵活性方面的重要作用,作为虚拟电厂的重要组成部分,也将成为投资热点。

加强实践探索

虽然虚拟电厂已经走进现实,但目前仍处于探索阶段,面临技术、政策、市场等多方面的挑战。

技术方面,虚拟电厂是一项软硬件结合的技术,在硬件方面较为成熟,但其核心技术如智能调度算法、预测模型等仍有待提升。此外,许多工业生产装备数字化、智能化程度不高,信息交互接口和标准不统一,难以建立精确的模型,灵活性潜力难以准确评估。

政策方面,虚拟电厂作为一种新兴市场主体,需要落地并能够执行的政策来引导其发展。当前,我国大部分省份虽已出台虚拟电厂的相关政策,但在具体落实上存在差异,虚拟电厂资质获取困难。

市场方面,各地虚拟电厂目前多为迎峰度夏期间配套有序用电的应急机制,以试点方式在推进,响应总量和补偿标准每年更新,尚未形成成熟稳定的盈利模式,持续盈利能力较差,无法提供稳定的投资信号。

不过,国际上虚拟电厂发展历程为我们提供了值得借鉴的经验。在德国,虚拟电厂已基本实现商业化,德国《可再生能源法》明确,所有100千瓦以上可再生能源发电项目必须参与电力市场交易销售。美国的虚拟电厂主要聚合负荷侧灵活性资源,目前需求响应整体规模已占尖峰负荷的4%以上。以美国加州为例,虚拟电厂可以参与能量市场、备用市场等。电动车及能源公司特斯拉通过创新“车+++++智”生态模式,形成强大的虚拟电厂,在美国、澳大利亚和英国占据了大量市场份额。

为更好推动虚拟电厂大范围、规模化发展,首先要提高对虚拟电厂的认知,强化需求侧管理;其次要建立精准模型,构建虚拟电厂资源库,加强数字化技术应用,充分挖掘资源价值;再次要鼓励企业直接或间接通过虚拟电厂主动参与电力市场;最后要持续深化电力体制机制改革,创新虚拟电厂商业模式。(张冲)

(作者系国家电投创新投资高级工程师、中国可再生能源学会并网专委会专家委员)

 

来源:经济日报

 

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