虚拟电厂作为新型智能电网控制技术,正迈向市场化发展阶段。虚拟电厂是基于电力系统架构,运用现代信息通信、系统集成控制等技术,聚合分布式电源、可调节负荷、储能等各类分散资源,作为新型经营主体协同参与电力系统优化和电力市场交易的电力运行组织模式。2025年3月,国家发展改革委和国家能源局联合印发《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》,文件明确,要推动虚拟电厂立足核心功能,公平参与各类电力市场或需求响应,获取相应收益。鼓励虚拟电厂开展业务创新,提供节能服务、能源数据分析、能源解决方案设计、碳交易相关服务等综合能源服务,拓宽收益渠道。随着虚拟电厂的商业模式持续丰富,未来有望向市场化交易的发展阶段迈进。
虚拟电厂参与主体加快培育,应用场景进一步拓展。在积极推动虚拟电厂因地制宜发展方面,《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》提到,要加快培育虚拟电厂主体,省级主管部门要结合本地区实际制定虚拟电厂发展方案,在发展规模、业务类型、运营模式、技术要求等方面作出安排,针对省级、地市级电力调节需要,培育不同特点的虚拟电厂主体,完善虚拟电厂发展体系,围绕聚合分散电力资源、增强灵活调节能力、减小供电缺口、促进新能源消纳等场景加快推进虚拟电厂规模化发展。鼓励能源企业、能源产业链上下游企业及其他各类企业积极投资虚拟电厂,大力支持民营企业参与虚拟电厂投资开发与运营管理,共同推动技术及模式创新。
虚拟电厂行业市场空间广阔,有望加快推进规模化发展。2025年3月,国家发展改革委和国家能源局联合印发《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》,文件明确了虚拟电厂的发展路径、功能定位和市场机制,为行业提供了系统性指导。其中提到,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。虚拟电厂等新型主体加速入市及虚拟电厂规模化发展加快推进,有利于深挖各类调节资源潜力,加强分散电力资源的聚合协同。
投资建议。虚拟电厂的加快发展有利于深挖各类调节资源潜力,聚合分布式电源、可调节负荷、储能等各类分散资源参与市场交易,拓宽收益渠道,可关注相关具备丰富分布式资源和电力信息化技术优势的虚拟电厂聚合商、技术提供商等。
风险提示:市场竞争加剧风险;新型电力系统建设不及预期风险;技术和产品创新风险。
1.虚拟电厂作为新型智能电网控制技术,正迈向市场化发展阶段
1.1海外虚拟电厂起步较早且技术较为成熟
国家发展改革委和国家能源局印发的《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》规范了虚拟电厂的定义和定位。虚拟电厂是基于电力系统架构,运用现代信息通信、系统集成控制等技术,聚合分布式电源、可调节负荷、储能等各类分散资源,作为新型经营主体协同参与电力系统优化和电力市场交易的电力运行组织模式。虚拟电厂对增强电力保供能力、促进新能源消纳、完善电力市场体系具有重要作用。在系统运行方面,可提供调峰、调频、备用等多种调节服务。在需求侧管理方面,可组织负荷资源开展需求响应。在市场交易方面,可聚合分散的资源参与市场交易。
根据山西省能源局印发的《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》,按照虚拟电厂聚合优化的资源类别不同,可将虚拟电厂分为“负荷类”和“源网荷储一体化”两类。“负荷类”虚拟电厂指虚拟电厂运营商聚合其绑定的具备负荷调节能力的市场化电力用户(包括电动汽车、可调节负荷、可中断负荷等),作为一个整体(呈现为负荷状态)组建成虚拟电厂,对外提供负荷侧灵活响应调节服务。“源网荷储一体化”虚拟电厂(下称“一体化虚拟电厂”)指列入“源网荷储一体化”试点项目,建成后新能源、用户及配套储能项目通过虚拟电厂一体化聚合,作为独立市场主体参与电力市场,原则上不占用系统调峰能力,具备自主调峰、调节能力,并可以为公共电网提供调节服务。
虚拟电厂并不是一个真实的实体电厂,其本身并不发电,而是通过协调发电资源、调整部分用电需求来实现电网的平衡,减少高峰期用电和增加“电力弹性”起到和电厂发电一致的效果,是电力的“搬运工”。虚拟电厂的电力来源可以分为两类,一类是其聚合的分布式电源、储能、电动车等向电网提供的富余电力;另一类是虚拟电厂通过控制其聚合的可调节负荷,削减用电高峰时的电力需求,所节省的部分等效于向电网提供了电力。海外发达国家的虚拟电厂起步较早,先是在欧洲萌芽发展,在2010年左右进入探索商业化运营阶段。目前海外发达国家的虚拟电厂相关配套机制较为健全,基于具体应用场景的差异,各国对虚拟电厂的研究侧重点也不尽相同。整体而言,全球的虚拟电厂经历了三个阶段的发展。
第一代虚拟电厂为邀约型虚拟电厂,国内具有代表性的主要有江苏模式和上海模
式。江苏方面,由于江苏省电网负荷峰谷差不断增大,为避免资源浪费,引入需求侧响应能源战略管理模式,运用市场化方式激励和引导用户主动削减尖峰负荷,强化需求侧管理,2015年在全国率先出台了季节性尖峰电价政策,明确所有尖峰电价增收资金用于需求响应激励,构建了需求响应激励资金池,为江苏地区需求响应快速发展奠定基础。上海方面,由于上海市用电负荷波动性强,且随着市外可再生能源大规模馈入,上海电网调峰压力持续增加,外来电规模日益增大和可再生能源优先消纳趋势带来本地电网调度运行和管理压力。2014年,上海市正式上线了需求响应管理平台,后来随着需求侧管理市场化水平提升和市场主体多元化完成多次改版升级,建设了虚拟电厂运营管理与监控平台试点。上海虚拟电厂运营体系的基本成员由电力公司交易中心、调度中心、运管平台以及虚拟电厂四方构成。
海外方面,芬兰自1964年开始实施的分时电价机制对于降低日负荷的峰值起到了积极作用,缓解了电力供应的压力。芬兰已经立法规定电力公司必须采用分时电价,并设计了专用计量系统。电力市场开放竞争后,类似直接负荷控制的削减电力峰值的措施很快停止,负荷曲线逐渐平滑,电力供应压力显著减小。2014年后,开始芬兰几乎所有实现电力需求响应的用户电价都采用了分时电价。
在需求响应方面,法国主要采用分时电价方案。法国有超过1000万消费者参加一个名为Tempo的需求响应项目,此项目将全年分成蓝色日、白色日和红色日三种电价,每天又分峰荷与非峰荷两种电价。
第二代虚拟电厂为市场型虚拟电厂,重点在于提升系统的灵活调节能力,实现连续
闭环调控和市场运营,并面向源荷储各类可调节资源。随着分布式电源、储能装置、电动汽车、可调负荷等各类分布式能源逐步规模化接入电网,各类分布式能源自身的波动性与不确定性对电力系统的安全稳定运行构成了挑战。虚拟电厂则能够为高比例分布式能源大规模接入电网提供解决方案,即通过区域性多能源聚合的方式,来实现对大量分布式能源的灵活控制,从而保障电网安全稳定运行。虚拟电厂实际上并未对系统中分布式能源并网的方式进行改变,而是通过先进的控制、计量、通信手段对各类分布式电源进行聚合,和第一代相比,第二代虚拟电厂可以通过参与各类电力市场交易,以更灵活开放的方式来调控配置各类分布式能源资源,为电力系统提供高质量的管理及辅助服务,还能发掘更大的收益潜力。

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