《虚拟电厂:从“看得见”走向“用得好”》

  • 来源专题:能源情报网监测服务平台
  • 编译者: 郭楷模
  • 发布时间:2025-04-29
  • 日前,国家发展改革委、国家能源局发布《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》(以下简称《意见》),标志着我国有了首个针对虚拟电厂的国家级专项政策。 近年来,各地和相关企业积极探索虚拟电厂建设,广东、山东、山西等省份虚拟电厂发展较快。但总体来看,全国虚拟电厂建设还处于起步阶段,各方对虚拟电厂定义和功能定位缺乏统一认识,适应虚拟电厂发展的管理要求、市场机制和标准体系有待进一步健全。 多位专家在接受科技日报记者采访时分析,《意见》的出台,将为系统推进虚拟电厂规范化、规模化、市场化、常态化发展提供重要指导,助力全国统一电力市场构建、新型电力系统建设和能源电力清洁低碳转型。 没厂房没机组也能供电 不建厂房、不冒烟,但却能聚合各类分散资源,协同参与电力系统优化和电力市场交易——这便是虚拟电厂。它是实现智能配电网的重要技术之一,在新型电力系统建设和电力市场建设过程中扮演着重要角色。 “虚拟电厂具备传统电厂调峰、调频等功能,但本身不拥有实体发电机组。”山西大学电力与建筑学院电力工程系主任闫来清介绍,虚拟电厂本质上是一个聚合与协调的平台。它通过先进的信息通信和智能控制技术,将分散的可控负荷、分布式能源、储能设备等资源“打包”,实现统一调度与优化运行。 国网山西省电力公司营销服务中心工作人员王薇蓉告诉记者,虚拟电厂属于新型电力系统建设进程中产生的新型业态。近年来,随着新型电力系统加速构建,大量新能源并网,电网调节需求呈现短期波动多、变化幅度大的特点,系统平衡和安全问题更加突出。虚拟电厂能有效挖掘需求侧灵活调节资源,提升系统调节能力,有效增强电力保供,促进新能源消纳和系统实时平衡。 “虚拟电厂不仅能提升系统灵活性、增强用户侧响应能力,也为不同主体参与电力市场提供了路径。”王薇蓉说。 “虚拟电厂大规模应用后,普通家庭的用电成本有望下降,用电可靠性将大幅提升。同时,普通家庭也能更便捷地参与绿色能源生产,比如将自家太阳能板接入电网获得收益。这有望推动整个能源体系向更高效、更智能的低碳方向转型。”闫来清说。 建设仍处于起步阶段 随着新型电力系统建设和电力市场建设的加快推进,虚拟电厂的发展条件日益成熟、作用日益显著、需求日益增长。 相关支持政策陆续出台。《加快构建新型电力系统行动方案(2024—2027年)》提出,结合电力保供、新能源发展等需求,利用当地源荷储资源,建设一批虚拟电厂。《2025年能源工作指导意见》也提出,建立适应新型储能、虚拟电厂广泛参与的市场机制。 地方实践“多点开花”。2021年,深圳虚拟电厂调控管理云平台正式上线;2022年,深圳虚拟电厂管理中心正式揭牌。2024年6月,山东电力交易中心发布公告,首批8家虚拟电厂完成注册公示,可参与山东电力市场交易。 山西省是全国能源革命综合改革试点省份。2022年,山西省能源局出台《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》,构建起“分时价格+红利分享”的市场化机制,将分散的充电桩、用能大户编织成智慧能源网络,探索出“零碳调度”的创新范式。 国网山西省电力公司最新数据显示,截至今年4月24日,进入山西电力市场的虚拟电厂聚合用户已增至122户,聚合容量增至202.98万千瓦,最大可调节负荷达26.43万千瓦。自2023年9月1日山西启动虚拟电厂入市交易以来,虚拟电厂以15分钟每次的交易频率按日不间断运行19个月,结算电量5.71亿千瓦时,共获得红利465.61万元。 尽管虚拟电厂建设取得一定成效,但仍然处于起步阶段,要想从“看得见”走向“用得好”,还面临多重挑战。 一是标准问题。“虚拟电厂还需完善市场机制,统一标准规范并明确调度协调体系。”太原科技大学电子信息工程学院副教授何俊强说。 二是技术问题。北京市社会科学院副研究员王鹏此前接受媒体采访时说,虚拟电厂建设在技术方面涉及大量的数据采集、传输和处理,需要建立完善的信息技术和网络安全体系,保障系统的稳定运行和数据安全。同时,虚拟电厂还需要解决负荷预测、能源规划、运营管理等技术问题,实现可靠、灵活、经济。此外,在资源整合方面,虚拟电厂需要整合分布式能源资源,包括可再生能源、储能设备等,这需要建立有效的资源整合机制,确保资源的优化配置和高效利用。 三是商业模式问题。部分虚拟电厂运营商还无法实现经营性业务盈亏平衡,相关业务仍然依赖补贴、售电业务等其他业务板块的支持。 商业化落地迎来新机遇 “《意见》为虚拟电厂发展提供了新机遇。”国网能源研究院有限公司高级研究员、虚拟电厂研究团队联系人吴潇雨说。 《意见》明确了发展目标:到2027年,虚拟电厂建设运行管理机制成熟规范,参与电力市场的机制健全完善,全国虚拟电厂调节能力达到2000万千瓦以上;到2030年,虚拟电厂应用场景进一步拓展,各类商业模式创新发展,全国虚拟电厂调节能力达到5000万千瓦以上。 国家能源局相关负责人表示,《意见》要求各地结合实际制定虚拟电厂发展方案,加快培育虚拟电厂主体、推动虚拟电厂通过公平参与电力市场或需求响应,开展综合能源服务,拓宽收益渠道。 闫来清认为,《意见》有助于加速虚拟电厂商业化落地,可助力解决新能源消纳难题,提升电力系统灵活性,为虚拟电厂创造参与调峰、电力交易等多元化盈利路径。 “《意见》专门提到,大力支持民营企业参与虚拟电厂投资开发与运营管理。”何俊强认为,此举有利于打破传统电力投资壁垒,推动能源投资格局多元化。 在闫来清看来,未来虚拟电厂还需从三个维度实现突破。技术上,依托人工智能和物联网实现秒级响应与精准调度,推动分布式电源、储能设施、可调节负荷的深度聚合;场景上,从工商业扩展至社区微网、电动汽车集群等新领域,形成“源网荷储”一体化协同;机制上,通过区块链技术搭建去中心化交易平台,创新电力现货市场、碳交易、辅助服务等多元商业模式,最终构建“全要素接入、全场景调度、全市场贯通”的能源互联网生态。 “《意见》的出台为虚拟电厂‘从试点走向主力军’铺平了道路,让我们对虚拟电厂未来的发展更加充满信心。”闫来清说。
  • 原文来源:https://www.china5e.com/news/news-1188239-1.html
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  • 《虚拟电厂仍需政策加持》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2022-11-26
    • 我国虚拟电厂还处于发展初期,出台专项政策,明确虚拟电厂的功能定位、发展路线和商业模式,是其从虚走向实的关键,也是“双碳”目标下确保电力系统安全稳健运行的关键。 日前,特来电发布以“充电网、微电网、储能网”为载体构建的虚拟电厂平台,通过聚合电动汽车有序充电、光伏微网、移动储能、梯次储能等资源,实现调频调峰、需求侧响应、聚合售电、绿电消纳和碳交易等功能。特来电还出资1亿元成立专门的虚拟电厂公司。 明明是“看不见的电厂”,虚拟电厂呈现出“看得见的火热”。今年以来,从中央到地方,密集出台了多项鼓励政策,多家上市公司也明确表示不同程度地进行了业务布局。业内人士认为,我国虚拟电厂还处于发展初期,出台专项政策,明确虚拟电厂的功能定位、发展路线和商业模式,是其从虚走向实的关键,也是“双碳”目标下确保电力系统安全稳健运行的关键。 电力市场未来的发展方向 早在1997年,就有经济学家提出虚拟电厂的相关概念。顾名思义,虚拟电厂并非真实的电厂,既没有厂房也没有机组,但能够将分散的分布式电源、储能、电动汽车、城市楼宇等多种可调节资源有机结合,减少高峰期用电和增加电力弹性,像常规电厂一样参与电网运行。 今年夏季,受异常高温等因素影响,我国多地出现了缺电限电情况,虚拟电厂作为解决电力供需平衡最经济、最环保的手段,迅速“出圈”。根据测算,若通过建设煤电机组满足国家电网经营区5%的峰值负荷需求,需要电厂及配套电网投资约4000亿元;而建设虚拟电厂,建设、运维和激励的资金规模仅为400—570 亿元。 今年以来,虚拟电厂频频获得政策支持。国家发改委、国家能源局3月发布的《“十四五”现代能源体系规划》明确提出,要大力提升电力负荷弹性,开展工业可调节负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、新能源汽车与电网(V2G)能量互动等各类资源聚合的虚拟电厂示范。随后,北京、上海、山东等地密集发布虚拟电厂和需求响应实施细则,山西省更是印发了首份省级《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》,规范了虚拟电厂类型、技术要求、建设与入市流程。 今年8月26日,我国首家虚拟电厂管理中心在深圳成立。9月22日,中石油、中石化、上汽集团、宁德时代等多家公司共同投资了一家名为捷能智电的公司,不仅入局换电,而且要构建虚拟电厂。 虚拟电厂对提升新能源消纳及电力保供能力、推动新型电力系统建设具有重要意义,已然成为投资新高地。在日前召开的首届中国新型储能产业高质量发展大会暨首届全国虚拟电厂及需求侧响应高层研讨会上,杭州数元电力董事长俞庆指出,随着新能源大规模并网,光靠电网自身和电源的调节能力,已经很难保证电网安全稳定运行,需要包括虚拟电厂在内的负荷侧服务与源网进行协调互动。 邀约型向市场型阶段过渡 值得注意的是,虚拟电厂是一个运营概念,并非简单的技术投资。 虚拟电厂主要通过参与现货市场、辅助服务市场,提供需求侧响应或容量服务赚取削峰填谷收入,或通过优化管辖区内用户用电计划,获取溢价分成。目前,欧洲和美国电力现货市场或辅助服务市场相对成熟,虚拟电厂已实现商业化。我国虚拟电厂起步稍晚,但在政策带动下,江苏、浙江、上海等地均有虚拟电厂示范项目,主要响应资源包括储能设施、充电桩、楼宇等,整体规模较小,主要通过政府机构或电力调度机构发出邀约信号来参与市场。 只有建立了可行的商业模式,虚拟电厂才能规模化推广。在南瑞研究院综合能源研发部经理郑涛看来,虚拟电厂有三大特征:有组织能力,聚沙成塔,将各种资源组织起来;组织起来后参与需求响应,参与调频及功率调节等服务;企业追求收益,没有收益的虚拟电厂不可能实现长远发展。 值得一提的是,今年5月,国家电投深圳能源的虚拟电厂平台成功完成参与电力现货市场的功能试验。此次试验平均度电收益为0.274元,成为国内首个虚拟电厂参与电力现货市场盈利的案例。 “华润电力海丰电厂一期安装2 台100万千瓦燃煤机组,电网 AGC 调频运行数据进行统计分析,两台机组的调节速率相对全省的平均标准调节速率(包含水电机组和燃气机组)较低,调节精度较差,导致综合调频性能指标(Ki值)的计算结果仅为0.5—0.7。增加储能辅助调频系统后,预计可将Ki值提升至2.1以上,平均度电收益0.274元。”科陆电子总工程师刘佳璐算了一笔账,根据2021年实际运行情况,预计前五年按照85%分成比例,该电厂收益为2546万元,后五年按照60%分成比例收益1797万元。 中电联预计,2025年全社会用电量达9.5万亿千瓦时,最大负荷将达到1.63亿千瓦,假设可调节能力为5%,投资成本为1000元/千瓦。预计到2025年,虚拟电厂投资规模有望达815亿元。 落地面临诸多难题 尽管前景广阔,虚拟电厂落地还面临诸多现实难题。 刘佳璐指出,国内各地区电力市场建设进程不一,虚拟电厂应用场景也不尽相同,主要以电力需求响应为主,后期将逐步过渡至辅助服务市场及电力现货市场,最终实现统一参与市场化交易。 从发展现状看,虚拟电厂从目前的邀约型过渡到市场型,最终实现自由调度并非易事。“虚拟电厂还没有专项政策明确参与主体,谁建设、谁运营、谁参与、谁监管,系统如何设计、成本分摊机制、交易机制等关键问题也尚未解决。”业内人士坦言,过去电网的有功潮流是单向的,由发电计划平衡电网波动,而伴随分布式新能源、电动汽车、分布式储能的快速发展,电网源侧荷侧界定将更加模糊。对现有的管理体系和技术架构将是一次重构。“比如,虚拟电厂的核心思想是通信和聚合,但面对海量的分散式资源规模接入,如何区分数据类别、如何调度还缺乏专业的第三方能源管理公司。” 大唐集团科学技术研究总院科技创新中心专家李同辉进一步指出,虚拟电厂在关键技术上还存在难题,几乎所有运营商都是先搭台子然后再去拉资源,但很多都是只搭建了一个界面,内部逻辑算法非常粗糙。“从设备到用户、从用户到聚合商、从聚合商到电力市场,每个环节需要智能通信,其标准体系已经在建了,但距离使用还有较长的距离。目前,分布式资源接口各式各样,并没有统一的技术标准。边缘计算存在较大短板,智能电表数据壁垒较大,不利于能源聚合项目的开发。” 此外,虚拟电厂自身盈利模式也还有待探索。“负荷聚合商体系不成熟,用户收益能力弱,参与难度大,认可度较低。”李同辉补充说。
  • 《虚拟电厂能否成电力调节最优解?》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2023-07-03
    • 近日,记者从能链智电举办的虚拟电厂产品发布会上了解到,随着全国多地用电负荷激增,虚拟电厂对于调节电力负荷的价值愈发凸显,未来发展前景广阔。而能链智电的虚拟电厂相关业务,将在削峰填谷、电网协同调度、促进新能源消纳等方面发挥重要作用。 2023年第一季度,能链智电充电量达10.23亿度,占全国公用充电量的21%。作为中国充电服务第一股的能链智电近日刚完成新一轮增发,据了解,能链智电旨在为新能源汽车充电产业链各方提供行业级解决方案,包括规划设计、选址咨询、EPC工程、互联互通、运营运维、场站管理、非电服务,以及用户侧储能、光伏、虚拟电厂等一站式服务。 ●调节电力负荷作用显现 进入夏季,随着我国经济形势整体向好和气温逐步升高,全社会用电负荷激增。国家能源局最新数据显示,1至5月,全国全社会用电量达35325亿千瓦时,同比增长5.2%;中国电力企业联合会预计,正常气候情况下,今年全国最高用电负荷将达13.7亿千瓦左右,比2022年增加8000万千瓦左右;国家电网、南方电网均表示,近期经营区域内用电负荷持续走高。 记者在发布会上了解到,虚拟电厂通过信息技术和软件系统,能够实现分布式电源、储能、可控负荷、电动汽车等多种分布式资源的聚合和协同优化。其作为特殊电厂参与电力市场和电网运行的协调管理系统,对电力负荷调节作用愈发凸显。 而对于虚拟电厂可调控的负荷资源而言,工业负荷受限于生产计划、工艺因素,且设备多样复杂,难以统一调控;建筑领域,如空调负荷,其刚性调控会影响用户舒适度,柔性调控又过程复杂且效果延时;相对而言,电动汽车充电负荷相对灵活,可调性强,对时间要求较低且对用户舒适度影响较小。发布会指出,随着新能源的大规模接入和发展,虚拟电厂作为灵活的电力系统运营模式,可最大限度平抑新能源电力的强随机波动性,提高新能源利用率,已成为新型电力系统建设的重要抓手和典型实践。 能链智电创始人、CEO王阳介绍,去年夏季,在全国多地遭遇极端高温天气、湖北全省电网单日缺口最高达到440万千瓦的情况下,能链智电通过聚合武汉地区数家充电运营商多个充电场站,连续参与日前紧急型削峰需求侧响应,有效响应率达63.78%。“通过动态调整平台上电动汽车的充电时间,配合激励机制,鼓励电动车主错峰充电,避开用电高峰时段,达到了助力电网峰值负荷调节的作用。” ●能链智电助力电网智慧调度 近年来,随着新能源汽车渗透率的提高,电动汽车可调体量也在不断增大,是十分有效的灵活性调控资源。 中关村现代能源环境服务产业联盟秘书长李清举表示,大规模电动汽车入网和即插即充行为,带来电网峰谷差增加、电能质量下降等问题。“日益增长的电动汽车用电需求与配电网正常稳定运行之间的矛盾亟待解决。虚拟电厂作为智慧能源管理系统,综合平衡电网供给侧和需求侧,协调优化电网稳定性,有效解决新能源发电对电网的冲击,对提升电网安全保障水平、推动能源绿色低碳转型具有重要意义。” 能链智电虚拟电厂,以充电场站为核心场景,将分散的电动汽车、充电桩、储能设施、分布式光伏等负荷资源,通过云端进行高效聚合,形成可控的管理单元,并借助光储充柔性管理、智能调度、能量控制等方式,参与电力市场交易、响应电网调度需求、帮助充电场站降低用能成本,连接发电侧、电网侧、用电侧的绿色能源。王阳告诉记者,“在场站端,能链智电对所聚合的充电场站负荷进行统一管理和灵活调配,可根据电网调度需求,动态调整充电时间、充电功率,优化电网负荷,提升场站经济效益;在用户端,能链智电通过电价激励机制,形成对电动汽车用户的调配能力,引导其进行有序充电,并参与电网运行调度,达到平移负荷、削峰填谷的效果;在电网端,能链智电增强电动汽车与电网之间的车网互动能力,实现供给需求平衡,缓解电网压力。” 同时,能链智电还将依托虚拟电厂平台,逐步落地“光储充检服”一体化充电站,有效解决充电基础设施电力增容扩容、快速安全充电、电池健康检测等问题。 ●市场前景可期 根据能链研究院预测,从2022年至2030年,我国新能源汽车保有量将由1310万辆增长至1.45亿辆,预计公用充电量将从137亿度增长至3378亿度,电动汽车、充电桩、分布式光伏、储能设施等多种负荷资源,对电网构成挑战。中信证券预计,到2025年,虚拟电厂整体市场空间有望达到723亿元,到2030年,其市场空间或将达到1961亿元。 在此背景下,虚拟电厂未来将在降低电网运营成本、平抑电网峰谷差、实现精细化用能管理、促进新能源消纳、助力实现碳达峰碳中和目标等方面发挥重要作用。王阳认为,未来,在电动汽车这一细分领域,虚拟电厂可调节资源可发挥的市场空间巨大。“2022年,我国全社会用电量为8.7万亿度电,电动汽车用电量占比不足1%;而到2050年,在总电量不增长的情景下,电动汽车的充电量占比将达到10%。这意味着,2050年,我国3亿辆电动汽车的充电量将达到约8000万度。” 在未来整个中国的智能电力系统中,电动汽车充电将是非常重要的组成部分,电动汽车的充电行为对电网的影响不容忽视。与会专家指出,在这种情况下,需要依托数字化手段指导和调节用户端的充电行为。比如,根据用户需要用车的时间,在统一平台调整电动汽车充电行为:根据电动汽车充电服务商已建立起的连接主机厂、桩企、充电运营平台、充电场站、车主的产业链生态圈,基于历史充电数据及车主充电习惯的分析,通过控制充电桩和引导车主充电行为实现充电负荷的灵活调度。 在王阳看来,由于充电桩建设依赖本土电力增容资源,又需大量资本投入,“未来,我国将有至少3000家以上极度分散的市场主体,这就是未来广阔的中国充电服务市场。”