数字洞见|有效促进电网供需平衡,虚拟电厂能力不“虚”

2022/09/19

一、“电力短缺+政策扶持”,虚拟电厂乘势而起


近几年,极端天气导致的全国多地区域性电力短缺时有发生,电力安全问题日益受到人们重视,与电力调度相关的“虚拟电厂”概念骤然炙手可热。8月26日,深圳市虚拟电厂管理中心正式举行揭牌仪式,成为全国首家虚拟电厂管理中心。该管理中心接入分布式储能、数据中心、充电站、地铁等类型负荷聚合商14家,凭借接近一座大型煤电厂的装机容量,掀起资本市场的关注热潮,使A股“虚拟电厂”概念股持续拉升。据华西证券预测,到2025年,虚拟电厂的投资建设市场规模将超过300亿元,平均每年投资建设规模达到105-200亿元;2030年虚拟电厂的运营市场规模将超过4500亿元。“虚拟电厂”千亿蓝海市场正蓄势待发。


数字洞见|有效促进电网供需平衡,虚拟电厂能力不“虚”(图1)


今年以来,虚拟电厂频频迎来政策加持,并在全国多省区展开实践。3月,国家发展改革委等部门印发《“十四五”现代能源体系规划》,指出要推动储能设施、虚拟电厂、用户可中断负荷等灵活性资源参与电力辅助服务;天津、北京、上海等十余个省市相继发布“十四五”能源电力发展规划及碳达峰实施方案,均对发展虚拟电厂提出明确要求;6月,山西省能源局印发国内首部省级虚拟电厂运营管理文件《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》,明确了虚拟电厂的类型、技术要求、参与市场、建设及入市流程等。随着电网用电峰值负荷连创新高,电力供需“平时充裕、尖峰紧张”矛盾日益凸显,虚拟电厂已成为经济性最优解决方案。


二、电力市场化改革:虚拟电厂发展的关键所在


当下,虚拟电厂已迎来发展高峰期,社会热度前所未有。虽然挂靠“虚拟”二字,但虚拟电厂在电网系统中干的事却一点儿都不“虚拟”,甚至超越了传统电厂。作为新时期需求侧管理的重要载体,虚拟电厂既可为电网系统提供调峰、供电等辅助服务,还能通过负荷侧响应来配合削峰填谷;既可通过快速响应电网指令、配合保障系统稳定运行来获得经济补偿,也可等同于电厂参与容量、电量和辅助服务等获得经济收益。从本质上来说,虚拟电厂就是电力的市场化交易。


依据外部电力市场的不同,可以把虚拟电厂的发展分为“邀约型-市场型-自由调度型”三个阶段。


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在没有电力市场的情况下,由政府部门或调度机构牵头组织邀约型虚拟电厂,各个聚合商以可控负荷为主进行响应,以江苏、上海、广东等地的项目试点为代表。


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在电力现货市场、辅助服务市场和容量市场建成后,市场型虚拟电厂得以形成,通过协调、优化、控制可控负荷、分布式电源、储能三大资源聚合而成的分布式能源集群,作为整体参与各类电力市场交易,并为电力系统运行提供调峰、调频、紧急控制等辅助服务,以冀北电力交易中心的项目试点为代表。


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自由调度型虚拟电厂又被称为“虚拟电力系统”,它以市场型虚拟电厂为基础,既包含可调负荷、储能负荷、储能和分布式能源等基础资源,也包含由基础资源整合而成的微电网、局域能源互联网,能够实现跨空间自主调度,以国外企业(如虚拟电厂运营商Next Kraftwerke)为主要参与者。


要实现虚拟电厂大范围应用,就要进一步完善电力市场机制,同时提高用户侧分布式能源系统的自动化水平,通过技术手段提高市场预测准确性。


三、多方积极布局,虚拟电厂或加速进入成熟期


由于发展潜力可观,虚拟电厂行业吸引了众多上市公司入局。根据36氪公开信息,虚拟电厂行业包括三类玩家:


一是电网信息化企业,依托在电力、通信领域的经验技术和丰富资源,具有开展虚拟电厂业务的先天优势,成为当前示范项目主力,如国电南瑞、国网信通等;

 

二是智慧能源和IT领域方案提供商,依托能源领域的系统开发、控制计量、数字化转型等技术储备实现虚拟电厂系统优化,通过与能源领域企业合作实现资源整合与业务拓展,如恒实科技等;

 

三是新能源、新型储能等领域企业,积极开展虚拟电厂技术研发和布局,如国能日新等。

 

2022年,随着企业加速布局,虚拟电厂市场有望跑步进入成熟期。

 

5月,国能日新在投资者关系平台表示,公司在虚拟电厂领域有业务开展,产品已与国网等企业开展了合作。


数字洞见|有效促进电网供需平衡,虚拟电厂能力不“虚”(图2)


7月,国网信通在互动平台表示,公司虚拟电厂业务主要是面向电网企业提供虚拟电厂可控负荷平台的建设运营服务;


数字洞见|有效促进电网供需平衡,虚拟电厂能力不“虚”(图3)


同月,恒实科技因参与建设国网冀北虚拟电厂、东北电网调峰辅助服务等项目,并以能源聚合商身份开展深圳、冀北、湖南等地虚拟电厂业务,新增“虚拟电厂”概念。


数字洞见|有效促进电网供需平衡,虚拟电厂能力不“虚”(图4)


8月,国电南瑞承担的国内首个省级虚拟电厂——山西省虚拟电厂运营管控系统与调度源网荷储系统、电力交易平台、市场化售电系统等进行全业务流程演练,为山西省虚拟电厂正式参与电力现货交易奠定坚实基础。


数字洞见|有效促进电网供需平衡,虚拟电厂能力不“虚”(图5)


山西数据流量生态园依托本省电力数智化改革领先优势,引进祥睿能源、欣悦誉能源、深电能科技、小欧大数据等20余家从事电力交易的平台公司,全面助推电力市场化改革。其中,入园企业祥睿能源深耕电力市场七年,开发并应用增量配网、综合能源、智慧能源控制管理及运营系统,自主研发了低碳云账户、虚拟电厂技术和应用体系,形成了能源控制管理的一整套“祥睿解决方案”,并应用于园区、县域能源经济实践,取得了典型性效果,构建了可以完善运营全国的互联技术和系统。