近年来,虚拟电厂作为支撑新型储能系统的重要数字化技术,已成为了储能行业关注的热点话题之一。
随着储能的应用领域和范围不断扩大,储能产业与智能化、数字化等交叉融合的新技术、新业态正在不断涌现。而虚拟电厂正是能源与信息技术深度融合的重要方向,能够有效地提高电网安全保障水平、降低用户用能成本、促进新能源消纳、节约电厂和电网投资。
虚拟电厂(VirtualPowerPlant,VPP)是一种通过信息技术聚合分布式能源,参与电力市场的能源管理系统。虚拟电厂协调源、荷、储资源参与电力市场的属性,能够辅助电网建立“源荷互动”的友好型电网运营模式,从而提升电力系统运行的灵活性与稳定性。
根据相关测算,要实现电力系统削峰填谷,满足5%的峰值负荷,通过火电厂需投资4000亿元,而通过虚拟电厂仅需投资500~600亿元,成本为火电厂的1/8-1/7。
在政策密集出台、市场需求日益增加,以及电力现货市场加速构建的背景下,国内虚拟电厂正迎来前所未有的发展机遇期。
虚拟电厂助力提升需求侧响应能力
虚拟电厂概念的核心可总结为“通信”和“聚合”,关键技术主要包括协调控制技术、智能计量技术和信息通信技术。在参与电力市场和电网运行时,虚拟电厂的核心在于贡献出“类机组”的灵活调节能力,从而实现其市场价值。
虚拟电厂产业链包括上游基础资源、中游虚拟电厂运营平台、下游电力需求方。具体来看,上游基础资源由可控负荷、分布式能源与储能构成,如工厂车间、商场楼宇、大型用电设备等;中游是提供运营服务与技术支持的虚拟电厂运营平台,也是虚拟电厂的核心组成部分;下游由电力公司、售电公司、工业企业、商业用户等电力需求方构成。
目前,已有多家企业布局虚拟电厂运营平台,包括国电南瑞、国网信通产业集团、天合光能、科陆电子、易事特、华为、国能日新、苏文电能、科远智慧、恒实科技、远光软件、特锐德、协鑫能科、东方电子、安科瑞、电享、恒泰实达、金智科技、万胜、天楹CNTY、兆瓦云、晟曼电力等。
其中,2023年8月2日,科远智慧表示,目前在虚拟电厂领域已取得一定业绩,未来在虚拟电厂领域将充分利用自身扎实的技术水平和资源优势,紧抓行业机遇,助力国家能源转型和低碳布局。
2023年4月21日,苏文电能与光明电力、海聚新能源签订了《100MWH虚拟电厂项目合作框架协议》。三方将发挥各自的优势,力争在2024年底前将完成共计100MWh虚拟电厂建设投资任务,项目实施共分两期建设:一期在2023年完成50MWH分布式用户侧储能项目并网任务。二期在2024年完成50MWH分布式储能并网任务以及搭建一套虚拟电厂平台,满足东阳市共计10万KWH的调峰能力。
在2022年年报中,天合光能披露,其在研项目“虚拟电厂参与电力市场交易平台开发”预计总投资规模为500万元,已完成对虚拟电厂VPP核心关键技术的整合,在光储充一体化建模、多时间尺度协同控制、功率/负荷预测、调频/调峰等服务模块完成了原型设计与初代软件版本的发布,正在探索虚拟电厂的聚集方式以及参与电力现货交易的技术环节。
2022年11月,天合储能(日本)株式会社位于日本鸟取县的虚拟电厂(VPP)项目通过业主验收,实现并网,业主方为日本中部电力旗下知名能源聚合商(Aggregator),该项目是天合光能的首个虚拟电厂项目。
2023 年1月18日,开普云披露,公司与华北电力大学、国网信息通信股份有限公司的全资子公司安徽继远软件签署《联合共建“虚拟电厂调控技术研究中心”框架协议》,聚焦虚拟电厂,为包括国家电网、各发电集团在内的能源行业客户提供数据化、智能化的解决方案,服务于国家新型电力系统建设。开普云将向研究中心累积提供1500万元研发费用(含税)。
国网信通已在天津、上海等地开展试点,并研究多类型用户需求响应潜力评估技术、虚拟电厂系统协调控制技术、用户负荷预测等前沿技术。2022年8月,国网信通表示,以天津市为试点,初步推进在天津市共执行需求响应最大响应负荷达到400MW,其中虚拟电厂调节占比达20%,并以常态化机制开展应用。
虚拟电厂在美国、日本、欧盟、澳大利亚等发达国家较为成熟,国内虚拟电厂建设尚处于早期阶段,面临的主要难点在于盈利模式、规则制度亟待摸索和完善。
按照发展阶段,虚拟电厂可划分为合约型(邀约制)、市场型和自主型三代。目前,我国各省开展的虚拟电厂项目仍以邀约制试点为主,引导用户通过开展需求响应,实现削峰填谷,测试需求响应能力。随着电力现货市场及辅助服务市场的发展,国内虚拟电厂有望从邀约制向市场化发展阶段加速转型。
多地政策出台,虚拟电厂建设提速
近年来,国家发展改革委、国家能源局等部门已陆续发布相关政策文件,提出要大力支持虚拟电厂投资建设与运营,并明确要建立和完善虚拟电厂标准体系。
各地政府也结合本省发展情况,进一步细化明确了支持政策。目前,广州、山西、深圳、上海、浙江等多地陆续出台虚拟电厂相关政策,鼓励虚拟电厂建设发展。
2022年6月23日,山西省能源局发布《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》,规范了虚拟电厂并网运行技术、运营管理制度,这是国内首份省级虚拟电厂运营管理文件。在2023年4月中旬,山西省能源局公示了第二批虚拟电厂建设试点项目(共6个),两批合计已达到10个试点,建设持续加速。
2022年8月26日,国内首家虚拟电厂管理中心在深圳成立,其接入分布式储能、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,标志着深圳虚拟电厂迈入快速发展新阶段。2023年6月,深圳虚拟电厂管理平台2.0升级版上线试运行,规模达150万千瓦,实时调控能力超30万千瓦。
2023年8月9日,海南省虚拟电厂管理中心在海口成立,首批虚拟电厂同时正式上线。目前已接入充换电站、5G基站、空调等资源,形成规模50万千瓦的虚拟电厂,这也是国内首家省级虚拟电厂管理中心。
此外,由国网上海电力和浙江电力分别牵头的《虚拟电厂资源配置与评估技术规范》、《虚拟电厂管理规范》两项国家标准也在2023年获批立项。
可以看到,虚拟电厂作为独立市场主体参与现货市场的交易机制正在逐渐明确。
以广州为例,电力用户、负荷聚合商应可申请参与需求响应,需求响应分为邀约、实时两种类型,补贴费用=有效响应电量×补贴标准×响应系数,削峰补贴标准0~5元/度,填谷补贴标准0~2元/度。
伴随着新能源的大规模接入,以及电力市场政策与业务形态的发展,虚拟电厂作为一个灵活的电力系统运营模式,可以最大限度地平抑新能源电力的强随机波动性,提高新能源的利用率。
原标题:虚拟电厂赛道“风起”