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虛擬電廠將成電力市場新引擎

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2024-06-04 09:14:22
6月1日起施行的《電力市場監(jiān)管辦法》,明確新增虛擬電廠作為電力交易主體,這將為可控負(fù)荷、新型儲能、分布式新能源等靈活性資源提供進(jìn)入市場的機(jī)會,充分激發(fā)和釋放用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)能力,促進(jìn)電力市場的多元化和效率提升。

技術(shù)優(yōu)勢明顯

虛擬電廠是一種通過軟件和智能技術(shù)整合和管理分布式能源資源的系統(tǒng),可作為一個“特殊電廠”參與電力市場交易和電網(wǎng)運(yùn)行。它不依賴傳統(tǒng)的集中式發(fā)電設(shè)施,而是通過先進(jìn)的信息通信技術(shù)和自動化技術(shù),將分布式電源、儲能、可調(diào)負(fù)荷、微電網(wǎng)、電動汽車等用戶側(cè)靈活性資源進(jìn)行聚合、協(xié)調(diào)和優(yōu)化。

虛擬電廠一方面根據(jù)聚合資源的實(shí)時供需情況,結(jié)合市場價格,優(yōu)化資源配置,提高新能源消納水平,降低整體用能成本;另一方面為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù),實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”,提升電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平。

目前,全國具有優(yōu)質(zhì)靈活調(diào)節(jié)能力的電源只有約20%,僅靠發(fā)電側(cè)的靈活性調(diào)節(jié)無法滿足電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性需求。其實(shí),全國每年用電負(fù)荷高于95%的尖峰負(fù)荷時間只有幾十個小時,如果采用虛擬電廠的方式,可以節(jié)約6000萬千瓦至7000萬千瓦的頂峰電源。虛擬電廠作為能夠挖掘用戶側(cè)靈活性資源的技術(shù)手段和商業(yè)模式,隨著技術(shù)日漸成熟,憑借成本僅為火電10%至15%的優(yōu)勢,將成為新型電力系統(tǒng)中靈活性資源成本最低的舉措。

為加快新型電力系統(tǒng)建設(shè),近年來,從中央到地方發(fā)布了一系列支持政策,加速推動虛擬電廠行業(yè)健康高質(zhì)量發(fā)展。2021年10月,國務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動方案》,提出引導(dǎo)虛擬電廠參與新型電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)。2024年5月,國務(wù)院印發(fā)《2024—2025年節(jié)能降碳行動方案》,提出大力發(fā)展微電網(wǎng)、虛擬電廠、車網(wǎng)互動等新技術(shù)新模式,到2025年底,各地區(qū)需求響應(yīng)能力一般應(yīng)達(dá)到最大用電負(fù)荷的3%至5%,年度最大用電負(fù)荷峰谷差率超過40%的地區(qū)需求響應(yīng)能力應(yīng)達(dá)到最大用電負(fù)荷的5%以上。2022年以來,國家發(fā)展改革委、國家能源局等部門陸續(xù)出臺《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》《電力需求側(cè)管理辦法(2023年版)》《2024年能源監(jiān)管工作要點(diǎn)》《2024年能源工作指導(dǎo)意見》等多項(xiàng)政策,鼓勵開展虛擬電廠示范,充分激發(fā)和釋放用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)能力。

在國家政策的指導(dǎo)下,各地虛擬電廠政策出臺加快推進(jìn)。2022年6月,山西省能源局印發(fā)《虛擬電廠建設(shè)與運(yùn)營管理實(shí)施方案》,是國內(nèi)首份省級虛擬電廠運(yùn)營管理文件,引導(dǎo)虛擬電廠規(guī)范入市。之后,北京、上海、深圳、江蘇、山西、浙江等省份也出臺相關(guān)政策,加速推進(jìn)虛擬電廠建設(shè)。

市場空間廣闊

國家能源局預(yù)計,今年度夏期間,全國用電負(fù)荷還將快速增長,最高負(fù)荷同比增長超過1億千瓦。據(jù)國網(wǎng)能源研究院近日發(fā)布的《中國電力供需分析報告2024》,預(yù)計今年全國全社會用電量將達(dá)到9.8萬億千瓦時;風(fēng)電、太陽能發(fā)電新投產(chǎn)規(guī)模將分別達(dá)到0.9億千瓦、2.4億千瓦,累計裝機(jī)占比將超過40%。今年的電力保供面臨著一定壓力,加之極端天氣的影響,電網(wǎng)不平衡問題日益嚴(yán)重,這對電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力、安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高要求。

在此情況下,虛擬電廠的潛在市場也在不斷擴(kuò)大。中電聯(lián)預(yù)測,到2025年和2030年,我國最大電力負(fù)荷將分別達(dá)到16.3億千瓦和20.1億千瓦。若滿足我國5%的峰值負(fù)荷需求,虛擬電廠可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源的需求將分別達(dá)到0.8億千瓦和1億千瓦。據(jù)華泰證券預(yù)測,2025年我國虛擬電廠市場規(guī)模將達(dá)102億元,到2030年,虛擬電廠市場規(guī)模有望達(dá)到千億元。

在國家和地方政府的大力扶持下,虛擬電廠呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢。當(dāng)前,虛擬電廠商業(yè)模式不斷創(chuàng)新,各類社會主體積極參與。深圳市建成了國內(nèi)首家網(wǎng)地一體虛擬電廠運(yùn)營管理云平臺,已接入運(yùn)營商90余家,接入容量規(guī)模超過250萬千瓦,2023年累計開展33次負(fù)荷精準(zhǔn)響應(yīng),實(shí)時可調(diào)節(jié)能力超50萬千瓦。國家電投蘇州市虛擬電廠聚合91萬千瓦分布式資源,涵蓋分布式光伏、儲能、工商業(yè)可調(diào)負(fù)荷等場景,具備23萬千瓦可調(diào)節(jié)能力,參與調(diào)度組織的調(diào)峰、調(diào)頻測試,通過需求側(cè)響應(yīng)、電力輔助服務(wù)等市場交易獲取收益。

作為一種分布式靈活性資源聚合商,虛擬電廠在全球能源轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)建設(shè)中扮演著重要角色,將為相關(guān)行業(yè)帶來豐富的投資機(jī)會。

比如,虛擬電廠技術(shù)供應(yīng)商通過提供智能算法、平臺建設(shè)方案等解決方案,支持虛擬電廠高效運(yùn)行;具備交易資質(zhì)的負(fù)荷集成商通過聚合靈活性資源,代理用戶參與市場獲得分成收益;能源開發(fā)商挖掘和建設(shè)用戶側(cè)分布式可調(diào)資源,如充換電站和分布式儲能設(shè)施,通過參與虛擬電廠的調(diào)節(jié)獲得補(bǔ)償費(fèi)用。此外,儲能因其在提供電網(wǎng)靈活性方面的重要作用,作為虛擬電廠的重要組成部分,也將成為投資熱點(diǎn)。

加強(qiáng)實(shí)踐探索

雖然虛擬電廠已經(jīng)走進(jìn)現(xiàn)實(shí),但目前仍處于探索階段,面臨技術(shù)、政策、市場等多方面的挑戰(zhàn)。

技術(shù)方面,虛擬電廠是一項(xiàng)軟硬件結(jié)合的技術(shù),在硬件方面較為成熟,但其核心技術(shù)如智能調(diào)度算法、預(yù)測模型等仍有待提升。此外,許多工業(yè)生產(chǎn)裝備數(shù)字化、智能化程度不高,信息交互接口和標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,難以建立精確的模型,靈活性潛力難以準(zhǔn)確評估。

政策方面,虛擬電廠作為一種新興市場主體,需要落地并能夠執(zhí)行的政策來引導(dǎo)其發(fā)展。當(dāng)前,我國大部分省份雖已出臺虛擬電廠的相關(guān)政策,但在具體落實(shí)上存在差異,虛擬電廠資質(zhì)獲取困難。

市場方面,各地虛擬電廠目前多為迎峰度夏期間配套有序用電的應(yīng)急機(jī)制,以試點(diǎn)方式在推進(jìn),響應(yīng)總量和補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)每年更新,尚未形成成熟穩(wěn)定的盈利模式,持續(xù)盈利能力較差,無法提供穩(wěn)定的投資信號。

不過,國際上虛擬電廠發(fā)展歷程為我們提供了值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)。在德國,虛擬電廠已基本實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,德國《可再生能源法》明確,所有100千瓦以上可再生能源發(fā)電項(xiàng)目必須參與電力市場交易銷售。美國的虛擬電廠主要聚合負(fù)荷側(cè)靈活性資源,目前需求響應(yīng)整體規(guī)模已占尖峰負(fù)荷的4%以上。以美國加州為例,虛擬電廠可以參與能量市場、備用市場等。電動車及能源公司特斯拉通過創(chuàng)新“車+樁+光+儲+荷+智”生態(tài)模式,形成強(qiáng)大的虛擬電廠,在美國、澳大利亞和英國占據(jù)了大量市場份額。

為更好推動虛擬電廠大范圍、規(guī)?;l(fā)展,首先要提高對虛擬電廠的認(rèn)知,強(qiáng)化需求側(cè)管理;其次要建立精準(zhǔn)模型,構(gòu)建虛擬電廠資源庫,加強(qiáng)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用,充分挖掘資源價值;再次要鼓勵企業(yè)直接或間接通過虛擬電廠主動參與電力市場;最后要持續(xù)深化電力體制機(jī)制改革,創(chuàng)新虛擬電廠商業(yè)模式。

(作者系國家電投創(chuàng)新投資高級工程師、中國可再生能源學(xué)會并網(wǎng)專委會專家委員)

來源:經(jīng)濟(jì)日報

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