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時間:2022-08-17來源:寂靜的心跳瀏覽數:188次
雖然我國虛擬電廠尚處于初期發展階段,但參考國外的行業發展情況來看,虛擬電廠未來發展前景十分廣闊。從能源結構和市場機制的特征來看,中國有望結合歐洲、美國兩種模式,探索出兼顧分布式電源、可控負荷以及儲能資源的模式。
準確來說,虛擬電廠并不是真正意義上的發電廠,因為沒有廠房。

虛擬電廠是一套能源管理系統,把分布式電源、儲能、電動汽車等多種可調節資源有機結合,通過通信技術與控制技術,對可調節資源進行調控和優化。

虛擬電廠可以理解為一個無形的、作用范圍極廣的、能夠節能降碳的“能源充電寶”,其技術可應用于企業、園區、區縣、地市、省等不同層面,助力區域穩定用電和節能降碳。
通俗來說,虛擬電廠好比“看不見的電廠”,它沒有廠房也沒有機組,不燒煤不燒氣,但能像常規電廠一樣可以參與電力平衡,甚至遠超實體電廠。

虛擬電廠的主要功能在于大幅提升能源生產消費效益及大幅提高可再生能源利用率。當面臨電網中綠電比例升高、用電價格降低、用電負荷較少等情況時,虛擬電廠會自動調節企業擴大生產、儲能系統開始充電,反之則調節企業減少生產、儲能系統進行放電。

在雙碳目標下,風電、太陽能等新能源將逐漸占據未來我國電力系統的主導地位。風電、光伏電力的間歇性和波動性導致新能源電力在并網時會給電網造成沖擊,將影響到電力系統的穩定性維護。
而虛擬電廠具備資源聚合的能力,有望在以清潔能源為主體的新型電力系統中發揮重要作用。如在電力供應緊張時段,虛擬電廠平臺可直接調度海量分散的充電樁、空調、儲能等用電資源,降低用電功率。
可以說,虛擬電廠是新能源發展成熟的必要條件。東北證券研報認為,我國虛擬電廠市場空間近800億元;中金公司預測,我國虛擬電廠行業有望在2030年觸達1320億元的理論市場空間。
多個相關政策陸續出臺近兩年,多個國家政策也提及支持虛擬電廠的發展。去年7月發改委、能源局在《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》中,提出要積極探索智慧能源、虛擬電廠等商業模式。今年2月,發改委、能源局印發《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》中,則提出支持用戶側儲能、電動汽車充電設施、分布式發電等用戶側可調節資源,以及負荷聚合商、虛擬電廠運營商、綜合能源服務商等參與電力市場交易和系統運行調節。
地方政策方面,我國不少地區陸續出臺了“虛擬電廠”的行動方案。浙江、山西、廣東等地不斷探索通過虛擬電廠項目積極響應削峰填谷需求,提高電力系統運營效率。浙江出臺了“十四五”期間具體行動方案,規劃了下一步的建設目標:到2025年,浙江省試點建設10個左右虛擬電廠項目,提升最大可控負荷儲備,具備日調峰能力20萬千瓦以上。山西省能源局發布的《虛擬電廠建設與運營管理實施方案》,明確了虛擬電廠的類型、技術要求、參與市場、建設及入市流程等。
國家與地方政策的陸續出臺,為虛擬電廠建設與發展提供了良好的政策環境。


此外,早在“十三五”時期,我國就已開展虛擬電廠的試點工作,部署多個虛擬電廠項目,取得很多經驗和數據。比如,上海于2017年建成黃浦區商業建筑虛擬電廠示范工程。2019年,國家電網冀北電力公司優化創新虛擬電廠運營模式,并服務北京冬奧會。
“虛擬電廠”前景如何?虛擬電廠火了,其市場前景也成了業界關注的焦點。
天風證券發布研報表示,虛擬電廠是解決用電峰值負荷的經濟性最優解決方案。
根據國家電網測算,通過火電廠實現電力系統削峰填谷,滿足5%的峰值負荷需要投資4000億元;而通過“虛擬電廠”,在建設、運營、激勵等環節投資僅需500億-600億元,虛擬電廠的成本僅為火電廠的1/8-1/7。
雖然具有一定的性價比,但投入成本絕對值并不低,虛擬電廠的復制推廣需盈利支撐。
國海證券發布研報表示,國家電投深圳能源作為我國首個虛擬電廠調度用戶負荷參與電力現貨市場盈利的案例,2022年5月平均度電收益0.274元。據中電聯預計,2025年全社會用電量達9.5萬億千瓦時,而最大負荷將達到16.3億千瓦,假設可調節能力為5%、投資成本為1000元/千瓦,預計到2025年虛擬電廠投資規模有望達815億元。
除市場規模外,36氪研究院發布的《2022年中國虛擬電廠行業洞察報告》(簡稱《洞察報告》)提出了虛擬電廠更完整的盈利模式,我國虛擬電廠一方面向可控資源收取服務費來幫助其參與市場交易;另一方面也可以獲得需求響應補償費用差價。其分析認為,當前,我國在虛擬電廠交易運行規則、資源聚合范圍和新能源協調控制策略、調度算法等方面尚未構建統一標準,存在較大發展空間。
盡管如此,虛擬電廠仍有建設需要。《洞察報告》顯示,在需求側,我國東西部電力供需關系趨緊,電力峰谷差矛盾日益突出,各地年最高負荷95%以上峰值負荷累計不足50小時,亟須可靠的解決方案來應對。在供給側,技術日漸成熟促使虛擬電廠成本不斷下降。
三類企業或受益虛擬電廠產業鏈可分為上游、中游、下游。上游基礎資源為可調負荷、分布式電源和儲能設備;中游資源聚合商主要是依靠互聯網整合優化供給和需求的信息,增強虛擬電廠的協調控制能力;下游為電力需求方由電網公司、售電公司和大用戶構成。
東北證券認為,中游資源聚合商是虛擬電廠產業鏈的關鍵環節。
據媒體分析,三類企業將在虛擬電廠發展的過程中受益:
1、發電端信息化企業,有望參與發電端聚合優化進程:國能日新,核心產品新能源發電功率預測、新能源智能管理等是發電側數字化的關鍵,目前公司已推出虛擬電廠智慧運營管理系統。
2、用電端信息化企業,深度參與電力交易,接通買賣雙方:朗新科技,基于充電樁聚合充電業務在電力市場中開展預購電、虛擬電廠實現削峰填谷;恒實科技,虛擬電廠設計、建設及運營的先行者,曾全程參與國內首個虛擬電廠國網冀北電力公司虛擬電廠建設;東方電子,依托數字化技術重點培育調度、儲能、綜合能源等產業建設,落地城市級、園區級等三級負荷類虛擬電廠項目。
3、綜合能源優化系統,全方位服務能源運作:遠光軟件,公司與國網數科協同不斷加深,綜合能源服務平臺有望成為虛擬電廠的雛形。
目前,據不完全統計,已有國能日新、朗新科技、國網信通、遠光軟件、恒實科技、國電南瑞等多家公司明確表示對虛擬電廠領域進行了不同程度的參與。
業內人士介紹,虛擬電廠將通過信息通信技術對多元電力市場主體進行協調優化,促進新能源發電消納,作為一個特殊電廠參與到整個電網運營管理系統中。
對于成本問題,業內人士表示,目前虛擬電廠平臺、終端成本還是很高的,自控、信息設備都很花錢,如何優化成本,對于案例的市場化復制,也是至關重要的。
虛擬電廠發展尚處早期階段實際上,虛擬電廠并不是一個新概念。早在2001年,歐洲各國就開始開展以集成中小型分布式發電單元為主要目標的虛擬發電廠研究項目,發展已較為成熟。
按照國家電投中電國際政研室分類,虛擬電廠的發展階段主要可以按外部環境分為邀約型、市場型及虛擬電廠三個階段。
當前,我國的虛擬電廠的運營處在邀約型階段,主要由政府機構或國家機關參與進行激勵與拉動。現在國內布局“虛擬電廠”的企業主要有電力系統下屬的產業公司、電網公司成立的各級綜合能源公司以及開展綜合能源業務、售電業務的企業市場參與度較低。
此外,目前虛擬電廠市場集中度不高,且各省開展的虛擬電廠項目以試點為主,尚未形成一套成熟的解決技術方案。
由于虛擬電廠為資源的聚合體,需要打通區域內部的分布式光伏、風電廠、主網、家庭、工業企業、充電站場站、儲能裝置、電動汽車等多元化的資源,同時“虛擬電廠”控制系統需要建立起虛擬電廠內部的協同機制,因此“虛擬電廠”對廠商的資源整合能力具有較高的要求。
現階段新能源并網的關鍵是電網消納能力,其中核心在于調度調節能力以及大規模超遠距離輸電能力,這兩點均離不開數字化手段的輔助,例如“虛擬電廠”技術、特高壓線路智能化巡檢等。
雖然我國虛擬電廠尚處于初期發展階段,但參考國外的行業發展情況來看,虛擬電廠未來發展前景十分廣闊。從能源結構和市場機制的特征來看,中國有望結合歐洲、美國兩種模式,探索出兼顧分布式電源、可控負荷以及儲能資源的模式。