淺談 | 虛擬電廠在電力市場中的“虛”與“實”
發(fā)布時間:
2025-02-26 15:15
1月6日,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力優(yōu)化專項行動實施方(2025~2027年)》(以下簡稱《實施方案》)。
《實施方案》提出,到2027年,電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力顯著提升,各類調(diào)節(jié)資源發(fā)展的市場環(huán)境和商業(yè)模式更加完善,各類調(diào)節(jié)資源調(diào)用機制進一步完善。通過調(diào)節(jié)能力的建設(shè)優(yōu)化,支撐2025-2027年年均新增2億千瓦以上新能源的合理消納利用,全國新能源利用率不低于90%。
在此背景下,電力系統(tǒng)的靈活性調(diào)節(jié)需求也大幅增長。虛擬電廠作為是一種創(chuàng)新的智能能源管理系統(tǒng),可以實現(xiàn)能源的高效管理和優(yōu)化調(diào)節(jié)。但是虛擬電廠并非真正傳統(tǒng)意義上的實體電廠,不直接進行電力生產(chǎn),那么它的“虛”與“實”在電力市場的實施過程中是否真的靈活高效呢?
PART/1從傳統(tǒng)的物理形態(tài)走向數(shù)據(jù)的靈活調(diào)度
虛擬電廠代表了電力行業(yè)從傳統(tǒng)物理形態(tài)向數(shù)據(jù)靈活調(diào)度的一大轉(zhuǎn)變。
虛擬電廠的“虛”不僅體現(xiàn)在物理上的不可見,更體現(xiàn)在其動態(tài)調(diào)度和數(shù)據(jù)驅(qū)動的特性上。
1、物理形態(tài)上的“虛”
虛擬電廠并不是一個具體的物理場所,不具備傳統(tǒng)電廠那樣的集中式、物理存在的實體設(shè)施,而是由一系列分布式能源,通過信息技術(shù)整合而成的一個“虛擬”的整體。截至2024年12月底,全國累計發(fā)電裝機容量約33.5億千瓦,同比增長14.6%。雖然實體電廠在增強電網(wǎng)穩(wěn)定性、提升發(fā)電水平等方面有著明顯的推動作用,但是其在污染排放、資源消耗、維護成本、調(diào)峰能力及對新能源的消納方面都有非常大的局限性。
2、智能調(diào)度上的“虛”
與傳統(tǒng)電廠的固定發(fā)電模式不同,虛擬電廠通過智能調(diào)度系統(tǒng),能夠?qū)崟r地根據(jù)電力需求和能源供應(yīng)情況,對分布式能源進行動態(tài)管理。深圳虛擬電廠指揮調(diào)度運行管理云平臺便是依托南方電網(wǎng)虛擬電廠“燈塔”項目,創(chuàng)新性實現(xiàn)調(diào)度系統(tǒng)與用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源的雙向通信,以及調(diào)度對虛擬電廠資源“站-線-變-戶”關(guān)系設(shè)備級接入、分鐘/秒級實時監(jiān)測,可接收并跟隨96點發(fā)電曲線,驗證虛擬電廠參與電能量、輔助服務(wù)市場的可行性。
這種靈活調(diào)度能力極大地提高了能源的利用效率,也使得電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。
3、數(shù)據(jù)驅(qū)動管理上的“虛”
虛擬電廠的運作依賴于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等先進技術(shù)。通過對電力需求和供應(yīng)的實時數(shù)據(jù)進行分析,虛擬電廠能夠預測未來的電力需求,并提前做好能源資源的調(diào)度和分配。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動的模式,使得虛擬電廠能夠更加精準地管理電力資源,減少能源浪費,優(yōu)化電力系統(tǒng)的整體運行效率。這種“虛”體現(xiàn)在通過數(shù)據(jù)和算法實現(xiàn)的智能化管理上,是虛擬電廠的核心競爭力之一。
4、在電力市場交易中的“虛”
參與電力市場交易的身份不唯一。虛擬電廠可以多種方式參與電力市場交易,它可以作為電能量提供商參與中長期電能量交易、現(xiàn)貨電能量交易,也可以作為輔助服務(wù)提供來源、參與調(diào)頻、調(diào)峰等輔助服務(wù)市場。這種多樣化的參與方式使得虛擬電廠能夠充分利用市場機制,實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置和高效利用。
PART/2有效發(fā)揮對分布式能源進行實時動態(tài)管理的潛能
虛擬電廠在功能上能夠?qū)崿F(xiàn)與傳統(tǒng)電廠相媲美的效果,具備向電力系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地提供等同于常規(guī)電廠所能輸出的實際電能量,以及一系列必要的輔助服務(wù)的能力。
盡管虛擬電廠在物理形態(tài)上不具備“實”,但在其所能提供的電力服務(wù)及其效果上,卻充分體現(xiàn)了“實”的屬性和價值。
1、實際應(yīng)用中能源優(yōu)化與配置上的“實”
在資源聚合的基礎(chǔ)上,虛擬電廠的智能控制系統(tǒng)會根據(jù)實時采集的能源生產(chǎn)、存儲、消費以及市場價格等數(shù)據(jù),運用先進的算法模型進行能源的優(yōu)化配置。這包括分布式能源的發(fā)電計劃、儲能系統(tǒng)的充放電策略、可控負荷的調(diào)度安排等,旨在最大化能源利用效率,降低運營成本,同時滿足電網(wǎng)的安全穩(wěn)定要求。
2、服務(wù)能力中精準調(diào)度與控制上的“實”
優(yōu)化后的能源策略需要通過智能控制系統(tǒng)的調(diào)度功能來執(zhí)行。調(diào)度過程涉及對分布式能源、儲能系統(tǒng)以及可控負荷的精確控制,確保能源按照預定計劃進行生產(chǎn)、存儲與分配。協(xié)鑫能科虛擬電廠擁有國家“需求側(cè)管理服務(wù)機構(gòu)”一級資質(zhì),目前,已參與100余次需求響應(yīng)、輔助服務(wù)業(yè)務(wù),聚合用戶200余戶、可調(diào)負荷500MW,參與完成率高達91%,參與準確率高達83%,其由“倉頡”能源管理平臺、靈活資源聚合平臺和可調(diào)資源編碼規(guī)則,構(gòu)建而成的GCL虛擬電廠體系,通過三個部分的協(xié)同發(fā)力,為能源的優(yōu)化配置與高效利用,提供強有力的支撐。
3、參與電網(wǎng)互動中服務(wù)響應(yīng)上的“實”
虛擬電廠通過智能控制系統(tǒng)的響應(yīng)功能,參與電網(wǎng)的互動與服務(wù)。這包括響應(yīng)電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻需求、參與電力市場交易、為用戶提供定制化能源服務(wù)等。虛擬電廠可以作為一個特殊電廠參與電力市場和電網(wǎng)運行,為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)提供管理和輔助服務(wù),如調(diào)頻、調(diào)壓、備用等,從而增強電網(wǎng)的安全性。
4、商業(yè)模式中盈利途徑上的“實”
深圳虛擬電廠通過綠證交易市場,整合分布式能源、優(yōu)化充電站的用電策略,以及對電網(wǎng)的精細化管理和智能調(diào)度等方式,截至2024年11月,已經(jīng)創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益達1.7億元。雖然,虛擬電廠的商業(yè)模式仍處于探索階段?,F(xiàn)階段主要的盈利模式為通過需求側(cè)響應(yīng)賺取輔助服務(wù)費用后的分成。但隨著《關(guān)于深化新能源上網(wǎng)電價市場化改革促進新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》(發(fā)改價格〔2025〕136號)的發(fā)布,全國統(tǒng)一電力交易市場將逐步成熟,虛擬電廠商業(yè)模式重心將轉(zhuǎn)向參與電力現(xiàn)貨市場交易等。此外,虛擬電廠還可以通過提供定制化能源服務(wù)、參與容量市場等方式獲得實際收益。
PART/3虛擬電廠在具體實施過程中的“虛”與“實”
“虛”指的是虛擬電廠并非實體電廠,不直接進行電力生產(chǎn)。它更像是一個智能管理系統(tǒng)或平臺,通過先進的信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng),將分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車等分布式能源資源(DER)進行聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化。這些資源雖然分散在電網(wǎng)各處,但虛擬電廠能夠?qū)⑺鼈冋掀饋?,作為一個特殊電廠參與電力市場和電網(wǎng)運行。
而“實”則體現(xiàn)在虛擬電廠在電力市場中的實際作用和效果上。首先,虛擬電廠能夠顯著提高電網(wǎng)的靈活性和穩(wěn)定性。通過精準調(diào)控分布式能源資源,虛擬電廠能夠?qū)崿F(xiàn)削峰填谷,提供調(diào)頻、調(diào)壓等輔助服務(wù),從而增強電網(wǎng)的安全性。其次,虛擬電廠在電力市場中具有巨大的經(jīng)濟潛力。它可以作為市場主體參與電力交易,通過需求響應(yīng)、輔助服務(wù)交易、電力現(xiàn)貨交易等多種方式獲取收益。隨著電力市場的逐步放開和虛擬電廠技術(shù)的不斷成熟,其盈利模式將更加多元化,有望成為未來電力市場中的重要力量。
此外,虛擬電廠的發(fā)展還得到了政策的支持和推動。近年來,從中央到地方都出臺了一系列支持虛擬電廠發(fā)展的政策措施,包括引導虛擬電廠參與新型電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)、鼓勵開展虛擬電廠示范等。江蘇也在2025年1月14日啟動我國首個百萬千瓦級居民虛擬電廠,整合居民家中的大功率智能電器,配合新能源發(fā)電特性開展靈活調(diào)配,目前已在徐州等地展開試點,已分批次邀請超過280萬戶居民參與,高峰時期居民主動響應(yīng)負荷超過50萬千瓦。國網(wǎng)江蘇電力正在探索固化遠程邀約和實時反饋機制,進一步提升虛擬電廠系統(tǒng)的智能化水平。未來,隨著更多智能電器(如電動汽車充電負荷)納入系統(tǒng),江蘇地區(qū)虛擬電廠的規(guī)模和效率將進一步提升。這些政策的實施為江蘇虛擬電廠的發(fā)展提供了良好的環(huán)境和機遇。
虛擬電廠在電力市場中的“虛”與“實”相輔相成,共同構(gòu)成了其獨特的價值和作用。未來,隨著技術(shù)的不斷進步和市場的逐步成熟,虛擬電廠有望在電力市場中發(fā)揮更加重要的作用。
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