虚拟电厂商业模式研究分析报告.docx

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1、新能源的大量接入，客观上需要提升以虚拟电厂技术为手段的需求响应能力。我国虚拟电厂的顶层设计需尽快启动。在全面落实“双碳”战略部署和“四个革命、一个合作”能源安全新战略的背景下，加快提升以虚拟电厂技术为手段的需求响应能力，对构建科学合理的新型电力系统、推动能源绿色低碳转型和构建新型能源体系意义重大。近年来，我国新能源实现了跨越式发展，装机规模稳居全球首位。截至2023年6月底，全国风电、光伏发电累计装机容量分别达3.89亿千瓦、4.7亿千瓦，电力行业绿色低碳转型成效显著。但要实现2030碳达峰和2060碳中和，新能源装机分别需要大幅度提升至约17亿千瓦和70亿千瓦。然而，新能源能量密度低、稳定性

2、差，具有波动性、间歇性、反调峰性等特征，导致电力系统灵活调节能力不足，亟需在电源侧、电网侧、用户侧同步发力，特别是调度运行模式将由以大电源大电网为主要控制对象、源随荷动的调度模式，向源网荷储协调控制、输配微网多级协同的调度模式转变，确保电力系统的运行更加安全平稳高效，系统整体成本更加合理。即需要以发展虚拟电厂为重要引擎构建新型电力系统，以推动能源绿色低碳转型、构建新型能源体系。应运而生的虚拟电厂在构建“清洁、低碳、安全、高效”的新型电力系统大背景下，虚拟电厂应运而生。虚拟电厂是一种通过先进信息通信和监测控制技术，将不同空间的可调负荷、电动汽车、储能、微电网、分布式电源等多种资源聚合起来，实现自

3、主协调优化控制，参与电力系统运行和电力市场交易的智慧能源系统。它既可以作为“正电厂”向系统供电调峰，又可以作为“负电厂”，加大负荷消纳配合系统填谷，对推动能源低碳绿色转型发展具有重要的现实意义。从电网侧，发展虚拟电厂可提高电网安全水平。风光水等可再生新能源的发展与并网，带给电网的随机性和波动性，影响电网的稳定安全。虚拟电厂可以将需求侧的分散资源聚沙成塔，与电网进行灵活、精准、智能化互动响应，有助于平抑电网峰谷差，提升电网安全保障水平。比如在用电高峰期，工业园区可以调节用电高峰时段的工作，少开机甚至不开机，在夜间低谷时段争取满负荷生产。用户也可以在用电低谷期，主动给电动汽车充电。从电源侧，可促进

4、新能源消纳。随着光伏、风电等大规模波动性较强的电源接入电网，出力和负荷相匹配越来越难，可导致出现负电价情况。2023年5月1日20时至2日17时，山东实时负电价时段长达21小时，刷新了长周期现货试运行的负电价时长记录。通过虚拟电厂提高能源系统的灵活性，则不仅可以有利于发挥现货市场的作用，还可以防止负电价现象，提升系统调节能力，降低“三弃”电量。从用户侧，可提升用户效能。电力用户通过参与需求响应，用能效率大幅提升，在降低电费的同时，还可以获取需求响应收益。如江苏南京试点项目，平均提升用户能效约20%无锡试点项目，提高园区整体综合能源利用率约3%,降低用能成本约2%,年收益约300万元。从产业侧，

5、虚拟电厂拥有广阔发展前景。我国东西部电力供需关系趋紧，2023年全国最大负荷约12.9亿千瓦,按照5%的可调节能力测算电力峰谷差，各地年最高负荷95%以上峰值负荷不足50小时，按满足5%峰值负荷需求，约为6450万千瓦可调负荷能力，需火电电力建设投资4000亿元左右，若建虚拟电厂只需500-600亿元,即八分之一的投资就可以支撑以往火电厂削峰填谷的效用。国内外发展现状及趋势由于各国资源禀赋以及市场规则各有不同，虚拟电厂理论和实践在发达国家已经成熟且各有侧重。其中，美国以可控负荷的需求响应为主，参与系统削峰填谷；以德国为代表的欧洲以分布式电源的聚合为主，参与电力市场交易；日本以用户侧储能和分布式

6、电源为主，计划到2030年超过2500万千瓦；澳大利亚以用户侧储能为主,特斯拉公司在南澳建成了号称世界上最大的以电池组为支撑的虚拟电厂。我国虚姒电厂示范项目清第（2023年底）省份项目名称运行时网公司吏海类型主要功能及成效浙江浙江省虔皿电厂2023年11月25日华能浙江能源开友有限公司综合里通过智Mt窗控平台广泛疑累浙江省内各塔的分布式电源、新里礴能、充换电站、噗宇空国等多元化需求便可四书费源.采用眇级快逵响应的筋控制技术，实rt卷与电网网侬,实现海眄动向源有反动转变湘Wfiia电厂曾理中心2023年8月26日涿利供电局傅重于需求由应已接入分布式储能、如S中、充电站、地铁等类型负荷颦合商超过2

7、0家,包括华为鼓字能源、南网电动、特来电、京能源售电等多京深窜险业.接入容过IOO万千瓦。腼国阿折I塔台能公司额由甩厂平台2023年6月30日国网淅江综合能源公司便也于需求则应依托自主研发的智M咖电厂平台.国网浙江综合能源公司聚合了3.38万千瓦响应费源卷与省级电力需求响应市场，所有参与企业均达到扑站大区陶。E国电投源划险源发陵有限公司虚以电厂平台2023年5月20日国电没流事候源发展有IR公司侧重于需求财应国电飨京利能源发展有IR公司的虚K1电厂平台,成功完成参与电力现货市场的功能试蛉。此次试验平均度点收益为0.274元,成为国内首个虚网电厂卷与电力现货市的段和郎J案例。F。豪剂网地一电厂运

8、营管理平台2023年11月潦事限电局、南问科研院便或于需求例司应该平台班号于南网调度云，河省两圾均可直倒5度；负荷便费谆在接到该局谢曼下发的案急调控需求后,10分钟内负荷功率BP下调至目标值.为电网提供备用辅助服务。F广州市则电厂2023年9月13日广州供电局IMj于需求则应谏平台接入负荷贺源超过508匕瓦,相生于钓g万尸砌的用电发装容,并接入分布式光伏宫308B瓦3f1浙江平湖总域虚强电厂2023察月21日国阿平潴科共电公司综合里事兴平湖国域曲电厂已接入需盍商业综合体、行政机关、酒店以及商业写字畏等四类16家交闲用户,累计运行客2305肝瓦.M中柔性国节能力2242千瓦,节能能力600=F瓦

9、浙江BB水绿色检意虚慰电厂2023年3月浙江电网倒康于水电发电便图水绿色些源虚用电厂由全IIM1内88多座水电站组成，利用光纤，北斗通信等新技术.将全域水电发电僖息颦合,进行智It调度。如匕就谀M1电2023年6月溯dt向武汉供电公司综合型可在武汉市东西潴、黄破、汉口后涌、白步亭、徐东、南湖、东湖惠新等区域周部塔低点控负有70万千瓦,折合电网基建投费12.8亿，蔑少碳捧放300万吨。J上海曲Q电厂20234月5日国网上海电力博负于需求财应国京电网在上海开履了国内首次基于虚双电厂接木的电M求蚂应行动,仅仅一个小酎的蒲试，就能产生15万千瓦时的电安哈把图Q电2023年1月25日合肥供电公司塔合型实

10、现光伏、健袋、充（授）电、谨电刖多种电力能源形式互联且动.近期，安微合.把供电公司电力西度巨制中心专盘陈境通过合纪市虚股电厂向全力15座黄来授电站发出削金堵谷调峰指令。1分钟内,合史电网累计窿低负荷1400千瓦,实现珈W谷。华北穹匕国理难虚加电厂2023年12月1日国网域合老建骐务案团有IR公司集合里餐合15.4万千瓦可通觉海卷与华北力辅助服务力氏在建设过程中.该则电厂累审推编查负有20余万千瓦.成功接入可利负荷10万千瓦茂照当前接入水平计曹.谖曲电厂零天可创造23万千瓦时的新能强电育纳空间.濠剂自动化蛔202眸10月26日濠叫金碗首套自动化曲电厂系统已在深刻1io干伏投控变电站投入试运行承政

11、谟条统的笠占地不足1隼方米，却可凭借前沿的通信和自动化整合技术，发挥出与大理电厂第5的X、电压控制等功奘。Wt河北省虞K1电厂201畴12月11日国网*1强力综合里首个虚知电厂国网即显在电E5联网虚咫电厂示范工领入运行IK至目前,已在线连续提袋调理会务超过4&XM、时.累计Ig发新能海电3701万千瓦时此外,河北南网也在分步推迸虚幻电厂建设.常安虔处电厂运营平台已部署上线。欧洲大部分国家分布式能源比较普及，目前虚拟电厂已进入商业化阶段，并以发电资源聚合为主。从发展分布式能源思路更加强调虚拟电厂在辅助市场的功能，以分布式电源、储能资源的整合，并形成统一调配，降低弃风弃电、负电价损失为主要目标，重

12、点解决可再生能源消纳和电网平衡问题。其中以德国NeXtKraftWerke最为典型，该公司成立于2009年，采用面向发电侧进行能源聚合、面向电网侧进行灵活性储能供应和面向需求侧的需求响应三种运营模式,2018-2023年公司营业收入分别6.28、7.35、5.95亿欧元。截至2023年第二季度，公司管理14414个分布式发电设备，包括生物质发电装置、热电联产、水电站、风光电站等，总体管理负荷规模达到10836MW。美国虚拟电厂更注重整合用电需求侧的资源，美国目前是世界上实施需求响应项目最多、种类最齐全的国家，约有28GW的需求侧资源参与其中，约占高峰需求的6%。美国虚拟电厂计划通常由公共事业企

13、业（Uti1ity）或能源零售商运营。比较典型的如特斯拉公司，其与加州公用事业公司PG&E合作开展名为aEmergency1oadReductionProgram的虚拟电厂项目,拥有Powerwa11的用户可以自愿通过特斯拉应用程序注册加入该虚拟电厂项目。特斯拉通过提供低价储能电池或现金，换取家庭一部分电力的控制权，必要时给零售商提供电力，从而获取辅助服务收益。2023年，所有参与计划的PoWerWan的用户在电网面临巨大压力的紧急情况下，每向电网提供一度电即可获得2美元收益，远高于加州平均住宅电价25美分/度电。我国虚拟电厂仍处于萌芽培育阶段，起步“十三五”，大部分处于试点示范阶段。上海、河

14、北、广东等地也陆续开展了电力需求侧虚拟电厂的试点，但总容量仅300万千瓦。各省份电网、发电集团开展试点的虚拟电厂项目以邀约型试点为主，目前只有冀北虚拟电厂一期试点属于市场型虚拟电厂，随着电力市场机制逐渐完善，我国虚拟电厂正处于邀约型向市场型过渡阶段。能源电力行业数字化智能化加快推进虚拟电厂相关技术飞速发展，为虚拟电厂产业提供了良好技术基础和应用环境。近年来，大数据、云计算、物联网、区块链、人工智能等新技术快速发展，随着这些技术在虚拟电厂领域得以应用，加速用户侧可调资源和分布式能源资源的高效利用，推动虚拟电厂产业的快速发展。但当前我国虚拟电厂发展还存在一系列的问题和挑战。第一，我国虚拟电厂政策还

15、有待完善，亟待出台国家层面专项政策标准。目前，国家层面还没有正式颁布专项的虚拟电厂政策标准，虚拟电厂管理规范虚拟电厂资源配置与评估技术规范两项国家标准获批立项，正在起草过程中。第二，我国虚拟电厂总体处于试点示范阶段，且省级层面缺乏统一的虚拟电厂平台。虚拟电厂目前开展虚拟电厂试点的省份最具特色的有上海、冀北、广东、山东等。江苏主要参与需求响应市场而非严格意义上的虚拟电厂，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。开展虚拟电厂市场主体主要有冀北电力公司、上海供电公司、合肥供电公司、国网综合能源服务集团有限公司、南方电网公司、国电投公司等。目前，省级层面还缺乏统一的虚拟电厂平台。已建的虚拟电厂平台参差不齐，没有统一的标准和接口，主要是分散的不同市场主体自建虚拟电厂为主，但并没有全部接入到统一的省级/市级/区域级虚拟电厂平台上，实现与大电网的互动控制。第三，虚拟电厂商业模式仍不清晰，均处于探索阶段。当前我国虚拟电厂商业模式尚不清晰，更多的是