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【华信研究院】行业观察 虚拟电厂蓝海市场加速开启

时间:2022-11-22

一 、行业事件

(一)深圳虚拟电厂管理中心成立,为国内首家虚拟电厂管理中心

8月26日,深圳虚拟电厂管理中心成立,为国内首家虚拟电厂管理中心。根据央视新闻,深圳虚拟电厂已接入分布式储能、数据中心、充电站、地铁等类型负荷聚合商14家,接入容量达87万千瓦,接入容量已接近一座大型煤电厂的装机容量。未来深圳虚拟电厂管理中心将加快推动分布式光伏、用户侧储能、V2G(新能源汽车与电网能量互动)等分布式能源接入虚拟电厂集中管理;探索开展分布式能源市场化交易平台建设、运营和管理;研究分布式能源交易及消纳量的核算、监测和认证;配合开展绿电交易业务,并提供相关服务等工作。预计2025年,深圳将建成具备100万千瓦级可调节能力的虚拟电厂,逐步形成年度最大负荷5%左右的稳定调节能力。


虚拟电厂示意图

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虚拟电厂的定义:虚拟电厂是一种物联网技术,将不同空间的可调节负荷、储能侧和电源侧等资源聚合起来,实现自主协调优化控制,聚合参与电力系统运行和电力市场交易。虚拟电厂的核心功能是调节分布式电源、储能和可控负荷。1)调节分布式电源:分布式电源规模小、分布广、种类多,虚拟电厂通过储能把分布式电源组织起来,平抑出力波动并进行统一调控。2)调节柔性负荷、储能、电动汽车等:比如在冬夏两季用电高峰期,虚拟电厂控制系统通过AI和远程控制,在不影响人体舒适度的情况下,调节空气温度;在不影响楼宇安全的情况下,调节电梯运行方式;调节楼宇中的储能设备;将周边楼宇充电桩的充电模式由快充变成慢充等。


(二)新型电力系统风起,虚拟电厂蓝海市场开启

“双碳”背景下,新能源装机比例及用户侧间歇性负荷的进一步增长,对电力系统灵活调节能力提出了越来越高的要求。通过火电厂实现电力系统削峰填谷,满足5%的峰值负荷需要投资4000亿;通过虚拟电厂,在建设、运营、激励等环节投资仅需500-600亿元。我们认为虚拟电厂显示出较强的经济性,有望成为提高新型电力系统灵活性的重要手段,对缓解电力紧张、促进新能源电力消纳发挥重要作用。根据《虚拟电厂市场发展前景及实践思考》一文中的测算,可调负荷需求方面,预计到2025年、2030年,分别需构建可调负荷资源库约7850万、10620万千瓦;单位造价方面,以投资成本1000元/千瓦计算,预计2025年、2030年,虚拟电厂投资规模将分别约为785亿元、1062亿元。


不同投资方案对比

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虚拟电网产业链

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二、行业发展趋势

(一)聚合资源从负荷侧向储能、分布式光伏等推进

储能将作为虚拟电厂中重要的灵活性资源。用户负荷存在自身负荷特性及其可调节性方面的限制,单独的虚拟电厂运营主体在电力直接交易及辅助服务市场中容易出现偏差,可能直接导致经济损失;而储能作为重要的灵活性资源,是应对这种偏差的必要手段。另外储能能帮助虚拟电厂更好的参与峰谷电价差套利等,增强虚拟电厂的盈利能力。


(二)以点到面,参与大电网互动

虚拟电厂结构

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我国虚拟电厂目前总体处于试点示范阶段。目前开展虚拟电厂试点最具特色的省份包括上海、冀北、广东、山东等。上海主要以聚合商业楼宇空调资源为主开展虚拟电厂试点,冀北主要参与华北辅助服务市场为主,广东主要以点对点的项目测试为主,山东试点项目目标是开展现货、备用和辅助服务市场三个品种交易、完成现货和需求响应两个机制衔接及建设一个虚拟电厂运营平台。


省级层面需要建立统一的虚拟电厂平台,将分散的不同市场主体接入到统一虚拟电厂运营管理平台上,实现与大电网的互动控制。(虚拟电厂运营平台将是一个长期演进迭代的过程,跟随虚拟电厂业态的不断成熟从运营平台到综合业务支撑平台再到能源互联网方向发展。


三、行业发展前景

虚拟电厂的主要业务场景包含辅助服务、需求响应、市场化交易、能效管理。(在现阶段,虚拟电厂更多的是通过调度灵活性资源提供需求响应及辅助服务。随着电力市场机制的逐步完善以及售电市场的建设,以虚拟电厂为核心的售电公司将逐步参与电力市场化交易。


需求响应&辅助服务:通过价格补偿机制引导参与市场,获取补贴收益。补偿来源方面,根据2021年新版《电力辅助服务管理办法》,辅助服务费用按照“谁受益、谁承担”的原则;用户可结合自身负荷特性,承担必要的辅助服务费用或按照贡献获得经济补偿。对于不具备提供调节能力或调节能力不足的电力用户、聚合商、虚拟电厂应参与分摊电力辅助服务费用,或通过购买电力辅助服务承担电力辅助服务责任。


市场化交易:虚拟电厂可以通过虚拟电厂管理平台参与市场化交易,获得代理服务费或收益分成,也可针对内部负荷开展电量销售、结算等。


能效管理:阶梯电价下,虚拟电厂作为一个聚合整体可以通过进行内部优化调度为签约的高耗能用户节省电费,拿取分成。


国家及各省份积极推动需求响应、辅助服务政策完善,虚拟电厂参与各类电力市场的身份仍需进一步开放。


需求响应方面:上海、江苏、广东、浙江、山东、河南等14个省区出台了需求响应新政策。


辅助服务方面:2021年12月,国家能源局关于印发新版《电力辅助服务管理办法》,进一步扩大电力辅助服务新主体、丰富电力辅助服务新品种、完善用户分担共享及市场形成价格新机制。目前江苏、湖北、辽宁、湖南、河南、安徽、福建、贵州、江西等省区,以及东北、华东等五大区域出台或对电力辅助服务政策进行了修订。同时,华北、华中、浙江、江苏等地能源主管部门开放了虚拟电厂等第三方主体和用户资源参与调峰辅助服务身份。




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