金年会娱乐官网首页

虛擬電廠(chǎng)行業(yè)深度研究:虛擬電廠(chǎng)“七問(wèn)七答”

發(fā)布時(shí)間 :2022-09-24 瀏覽次數 : 3035

我們如何定義虛擬電廠(chǎng)?

什么是虛擬電廠(chǎng):“通信”和“聚合”構建電力能源新生態(tài)

虛擬電廠(chǎng)(VPP, Virtual Power Plant)是一種新型電源協(xié)調管理系統,虛擬電廠(chǎng)通過(guò)信息技術(shù)和軟件系統,實(shí)現分布式電源、儲能、可調負荷 等多種分布式資源的聚合和協(xié)同優(yōu)化。

作為一個(gè)特殊的電廠(chǎng),參與電力市場(chǎng)和電網(wǎng)運行的協(xié)調管理系統。它既可以作為“正電廠(chǎng)”向系統供電調峰,又可作為“負電廠(chǎng)”加大負荷消納 配合系統填谷。在電網(wǎng)運行方式向源網(wǎng)荷儲靈活互動(dòng)轉型和結構向清潔低碳轉型的背景下,大力發(fā)展虛擬電廠(chǎng)對促進(jìn)電網(wǎng)供需平衡,實(shí)現分布式 能源低成本并網(wǎng),充分消納清潔能源發(fā)電量,推動(dòng)綠色能源轉型具有重大的現實(shí)意義。

虛擬電廠(chǎng)分類(lèi):電源型、負荷型、儲能型、混合型

虛擬電廠(chǎng)由可控機組、不可控機組,如風(fēng)、光等分布式能源、儲能、可控負荷、電動(dòng)汽車(chē)、通信設備等聚合而成, 并進(jìn)一步考慮需求響應、不確定性等要素,通過(guò)與控制中心、云中心、電力交易中心等進(jìn)行信息通信,實(shí)現與大電 網(wǎng)的能量互換。 根據虛擬電廠(chǎng)對外特征,不同類(lèi)型特征的虛擬電廠(chǎng)具有不同的服務(wù)能力,虛擬電廠(chǎng)可以分為電源型虛擬電廠(chǎng)、負荷 型虛擬電廠(chǎng)、儲能型虛擬電廠(chǎng)、混合型虛擬電廠(chǎng)等類(lèi)型。

虛擬電廠(chǎng)關(guān)鍵技術(shù):聚合建模技術(shù)


聚合建模技術(shù)可以對所有可調資源進(jìn)行處理,在處理過(guò)程中不是對資源進(jìn)行簡(jiǎn)單相加,而是考慮網(wǎng)絡(luò )約束、設備運行約束以及經(jīng)濟特性下 聚合的響應能力。聚合時(shí)不同聚合方式、資源容量將得到不同的功率范圍以及成本函數。通過(guò)聚合建模技術(shù)選擇適當容量比率可以發(fā)揮虛 擬電廠(chǎng)的經(jīng)濟性和靈活性。



虛擬電廠(chǎng)關(guān)鍵技術(shù):數據驅動(dòng)技術(shù)

數據驅動(dòng)技術(shù)是虛擬電廠(chǎng)關(guān)鍵技術(shù),根據具體功能不同,虛擬電廠(chǎng)分為商業(yè)型虛擬電廠(chǎng)(CVPP, Commercial Virtual Power Plant)和技術(shù)型虛擬電 廠(chǎng)(TVPP, Technical Virtual Power Plant)。

CVPP通過(guò)獲取分布式能源的運行參數、邊際成本、 量測及預測結果,結合電價(jià)預測結果等市場(chǎng)信息, 實(shí)現內部聚合分布式能源的投資組合,并參與市場(chǎng)競標,獲取授權后制定合同提供系統平衡、輔助服務(wù)等市場(chǎng)服務(wù),并向TVPP提供分布式可再生能源 (DER, Distributed Energy Resource)的調度 計劃及成本信息。

TVPP側重系統管理角度,結合獲取信息,計算內部資源聚合整體的技術(shù)特性,關(guān)注DER聚合后對本地網(wǎng)絡(luò )的影響,為配電網(wǎng)運營(yíng)商 (DSO, Distribution Network Operator) 提供可視化信息,獲取滿(mǎn)足網(wǎng)安全穩定的調控指令,制定內部調控方案,實(shí)現所聚合的配電網(wǎng)資源主動(dòng)管理。

虛擬電廠(chǎng)發(fā)展趨勢:儲能、分布式光伏加速推進(jìn)


儲能是虛擬電廠(chǎng)推進(jìn)的重要方向。 儲能自身特征:儲能發(fā)展能夠實(shí)現電力市場(chǎng)調頻調壓及暫態(tài)穩定。在不同時(shí)間根據分布式電源的特征及用戶(hù)用電特征進(jìn)行短期功率的靈活調節, 實(shí)現靈活性應急的作用。穩定的儲能技術(shù)能夠在電力短缺時(shí)釋放電能,達到應對中長(cháng)期能量短缺的效果。 市場(chǎng)發(fā)展前景:云儲能市場(chǎng)和分布式儲能P2P市場(chǎng)是未來(lái)的重點(diǎn)發(fā)展方向。云儲能通過(guò)在云端聚合分布式儲能資源,為大量的用戶(hù)提供儲能服務(wù)。 作為共享經(jīng)濟與電力系統儲能融合的產(chǎn)物,是未來(lái)電網(wǎng)的一個(gè)新形態(tài)。在能源交互機制基礎上,以點(diǎn)對點(diǎn)技術(shù)(P2P, (Peer-to-peer) 為典型代表 的分布式多邊交易形式應運而生。這種交易形式可實(shí)現配電網(wǎng)能量的就地平衡,在挖掘用戶(hù)的自主互動(dòng)特性,減少集中管理模式下的計算壓力等 方面有諸多優(yōu)勢。



虛擬電廠(chǎng)的興起回應了新能源行業(yè)的什么痛點(diǎn)?

虛擬電網(wǎng)發(fā)展背景:能源需求轉型,用電供需矛盾突出

圍繞電力的產(chǎn)生和消耗,大體分為發(fā)電、電網(wǎng)側和用電 測。 ? 電網(wǎng)對運行安全有嚴格要求,電網(wǎng)安全的首要目標就是保證 發(fā)用電的實(shí)時(shí)平衡,需要發(fā)電側的不斷調節去擬合負荷曲 線(xiàn)。 新能源發(fā)電嚴重依賴(lài)于自然資源(光照強度、風(fēng)力強度), 具有隨機性、間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn),對負荷的支撐能力足。 若規?;苯硬⑷腚娋W(wǎng)發(fā)電,將會(huì )對電網(wǎng)造成巨大沖擊,威 脅電力系統安全以及供電的穩定性。另外,由于小型分布式 新能源發(fā)電設施、儲能設施、可控制用電設備、電動(dòng)汽車(chē)等 的持續發(fā)展普及,在用電側,很多電力用戶(hù)也從單一的消費 者轉變?yōu)榛旌闲螒B(tài)的產(chǎn)銷(xiāo)者,并且各類(lèi)激增的大功率用電備(如充電樁)“吃”起電來(lái),也是讓電網(wǎng)直呼壓力山大, 顯然不能任由其“胃口大開(kāi)”一哄而上。因而,新的發(fā)用電 勢態(tài)下,“虛擬電廠(chǎng)”應運而生。

供給側:火力發(fā)電仍占主導,水力、風(fēng)能發(fā)電量不穩定

光伏發(fā)電裝機量分布不均:2022年一季度,全國光伏新增并網(wǎng)裝機1321萬(wàn)千瓦,同比提高138%。新增裝機規模較大的省份包括河北180萬(wàn)千瓦、 浙江164萬(wàn)千瓦、山東150萬(wàn)千瓦。受地理位置和自然條件影響,光能資源分布不均勻,各省份裝機量差異較大。 風(fēng)電裝機量分布不均:2022年一季度,全國風(fēng)電新增并網(wǎng)790萬(wàn)千瓦,同比增加16.7%。新增并網(wǎng)規模較大的省區主要有吉林163萬(wàn)千瓦、甘肅90 萬(wàn)千瓦、山西68萬(wàn)千瓦。截至3月底,全國風(fēng)電累計并網(wǎng)3.37億千瓦,同比增加17.6%。一季度海上風(fēng)電新增并網(wǎng)36萬(wàn)千瓦,2021年底海上風(fēng)國家補貼到期影響,海上風(fēng)電新增裝機規模放緩,同比下降79%。

需求側:用電側總量與結構變化提高負荷峰值

用電負荷總量屢創(chuàng )新高:當前社會(huì )用電短期峰值負荷不斷攀升,加之極端天氣的沖擊,2022年夏季我國部分地區區域電力供需緊張,國 家電網(wǎng)5個(gè)區域電網(wǎng)和19個(gè)省級電網(wǎng)負荷屢創(chuàng )新高,四川等省份啟動(dòng)了限電措施。用電需求結構變化,電力負荷特性惡化:近年第三產(chǎn)業(yè)及城鄉居民用電的增長(cháng)形成了“日內雙峰”的特征,同時(shí)拉大了用電負荷峰谷 差,使能源電力保供形勢更為復雜嚴峻。以上海為例,2020年夏季的最大峰谷差率高達43%,導致本地發(fā)電機組頻繁啟停,對機組安全 性造成了負面影響。

虛擬電廠(chǎng)兼具靈活性和經(jīng)濟性

靈活性:把負荷側的這些資源,包括用電負荷、儲能,以及分布式的資源,通過(guò)信息化手段和技術(shù)自動(dòng)化手段集合起來(lái),使其具備一個(gè)電廠(chǎng)的特性。 它既可作為“正電廠(chǎng)”向系統供電或控制可調負荷調峰,又可作為“負電廠(chǎng)”加大負荷消納,配合填谷,能夠實(shí)現配電網(wǎng)側新能源的聚合管理、就 地消納及靈活運行。

經(jīng)濟性:投入成本約為火電廠(chǎng)的1/8。我國東西部電力供需關(guān)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時(shí)。峰谷差問(wèn)題可以依靠多種手段緩解,但總體來(lái)看,隨著(zhù)虛擬電廠(chǎng)技術(shù)的日漸成熟,虛擬電廠(chǎng)將成為削峰填谷投資成本最低的手段。根據國家電 網(wǎng)測算,通過(guò)火電廠(chǎng)實(shí)現電力系統削峰填谷,滿(mǎn)足其經(jīng)營(yíng)區5%的峰值負荷需要投資4000億,而通過(guò)虛擬電廠(chǎng),在建設、運營(yíng)、激勵等環(huán)節投資僅 需500-600億元,既滿(mǎn)足環(huán)保要求,又能夠降低投入成本。

虛擬電廠(chǎng)在各國如何落地?

德國:虛擬電廠(chǎng)已實(shí)現商業(yè)化

德國的虛擬電廠(chǎng)已實(shí)現商業(yè)化。其主要業(yè)務(wù)是在批發(fā)市場(chǎng)銷(xiāo)售 100kW以上中型可再生能源電廠(chǎng)生產(chǎn)的電量,在日前市場(chǎng)優(yōu)化其 售電,使這些電廠(chǎng)成為虛擬電廠(chǎng)資源。 虛擬電廠(chǎng)有利于靈活性較高的機組獲利。除可再生能源電廠(chǎng)外, 燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)、電池儲能、應急發(fā)電機和需求響應等都可作為虛 擬電廠(chǎng)資源。其主要應用場(chǎng)景是通過(guò)電力市場(chǎng)的靈活電價(jià),引導電廠(chǎng)管轄內系 統優(yōu)化發(fā)用電成本,優(yōu)化交易收益。

歐洲:產(chǎn)業(yè)鏈分工明確,商業(yè)模式聚焦發(fā)電側

歐洲虛擬電廠(chǎng)通常由獨立虛擬電廠(chǎng)運營(yíng)商、發(fā)電企業(yè)或部分輸電網(wǎng)運營(yíng) 商 (TSO, Transmission System Operator) 提供服務(wù)。 從產(chǎn)業(yè)鏈角度:歐洲的電力系統分為發(fā)電、輸電、配電和售用電環(huán)節, 而電網(wǎng)運營(yíng)主體可以劃分為輸電網(wǎng)運營(yíng)商和配電網(wǎng)運營(yíng)商 (DSO, Distribution Network Operator) 。 輸電網(wǎng)運營(yíng)商負責控制和運行輸電網(wǎng),包括監測和控制電網(wǎng)內斷路器、 開(kāi)關(guān)以及輸電網(wǎng)的電壓。 配電網(wǎng)運營(yíng)商負責將能源進(jìn)行分配和管理,并輸送給終端消費者,屬 于競爭性業(yè)務(wù)。 歐洲各國根據區域劃分輸電網(wǎng)運營(yíng)商的管轄范圍,并依靠跨國電網(wǎng)鏈 接,屬于區域性壟斷業(yè)務(wù)。

美國:虛擬電廠(chǎng)發(fā)展早

美國目前是世界上實(shí)施需求響應(DR, Demand Response)項目 最多、種類(lèi)最齊全的國家,也是較早開(kāi)展需求側管理的國家之一。約有28GW的需求側資源參與其中,約占高峰需求的6%。家庭虛擬 電廠(chǎng)技術(shù)興起,有助于整合更多的屋頂光伏和儲能,同時(shí)擴大基于 時(shí)間的費率試點(diǎn)。美國虛擬電廠(chǎng)通過(guò)控制電力價(jià)格、電力政策的動(dòng)態(tài)變化降低用電負荷或獲取電力用戶(hù)手中的儲能來(lái)保證電網(wǎng)系統穩定性。

中國:虛擬電廠(chǎng)發(fā)展處于初級階段

目前,國家層面還沒(méi)有出臺專(zhuān)項的虛擬電廠(chǎng)政策,省級層面僅有上海、廣東、山西分別出臺了《關(guān)于同意進(jìn)一步開(kāi)展上海市電力需求響應和虛 擬電廠(chǎng)工作的批復》(2020.9.16)、《廣州市虛擬電廠(chǎng)實(shí)施細則(征求意見(jiàn)稿)》(2021.6.30)和《虛擬電廠(chǎng)建設與運營(yíng)管理實(shí)施方案》 (2022.6.23)。 與虛擬電廠(chǎng)相關(guān)的政策主要涉及需求響應、輔助服務(wù)等。為調動(dòng)用戶(hù)側資源響應電力系統積極性,在2013年需求側試點(diǎn)基礎上,上海、江蘇、 廣東、浙江、山東、河南等14個(gè)省區出臺了需求響應新政策;江蘇、湖北、遼寧、湖南、河南、安徽、福建、貴州、江西等省區,以及東北、 華東等五大區域出臺或對電力輔助服務(wù)政策進(jìn)行了修訂;華北、華中、浙江、江蘇等地能源主管部門(mén)開(kāi)放了虛擬電廠(chǎng)等第三方主體和用戶(hù)資源 參與調峰輔助服務(wù)身份。

我們如何測算虛擬電廠(chǎng)的盈利能力?

盈利能力影響因素:電價(jià)機制改革

電價(jià)是虛擬電廠(chǎng)盈利能力的重要影響因素:峰谷電價(jià)差越 大,用戶(hù)購買(mǎi)輔助服務(wù)和需求側響應的激勵也就越大;電價(jià) 平均水平越高,用戶(hù)購買(mǎi)能效優(yōu)化服務(wù)、虛擬電廠(chǎng)進(jìn)行現貨 交易的收益也就越大。因此,電價(jià)機制改革進(jìn)程是虛擬電廠(chǎng) 盈利能力的重要影響因素。

分時(shí)電價(jià)機制進(jìn)一步完善,拉大峰谷價(jià)差:2021年7月,國 家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善分時(shí)電價(jià)機制的通知》,確定峰谷電價(jià)價(jià)差,系統峰谷差率超過(guò)40%的地方,峰谷 電價(jià)原則上不低于4:1,其他地方原則上不低于3:1;建立 尖峰電價(jià)機制,尖峰電價(jià)在峰段電價(jià)的基礎上上浮比例原則 上不低于20%。在《通知》發(fā)布后,多省市相應政策,制定 出臺了相應的峰谷電價(jià)政策 。電價(jià)機制改革推高電價(jià):自2021年7月推進(jìn)分時(shí)電價(jià)機制2021年10月燃煤上網(wǎng)電價(jià)政策的調整以來(lái),電力生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)者出廠(chǎng)價(jià)格指數不斷走高,這體現了上網(wǎng)電價(jià)的提高。我 們預計,隨著(zhù)市場(chǎng)化電價(jià)機制改革的不斷深入,我國上網(wǎng)電價(jià)上漲的趨勢仍將持續。

盈利能力影響因素:電力市場(chǎng)改革推進(jìn),電力現貨市場(chǎng)建設推進(jìn)

現貨市場(chǎng)建設是虛擬電廠(chǎng)盈利能力的重要影響因素:電力現貨交易與中長(cháng)期交易互為補充,其中現貨市場(chǎng)具有重要的價(jià)格發(fā)現功能,中長(cháng) 期市場(chǎng)的電力價(jià)格往往根據現貨市場(chǎng)價(jià)格而定,因此電力現貨市場(chǎng)建設是虛擬電廠(chǎng)盈利能力的重要影響因素。電力現貨市場(chǎng)建設加速推進(jìn),形成“8+6”試點(diǎn)格局:2017年8月,國家發(fā)改委、能源局印發(fā)《關(guān)于開(kāi)展電力現貨市場(chǎng)建設試點(diǎn)工作的通 知》,在南方(以廣東起步)、浙江、蒙西、山東、山西、福建、甘肅、四川8地開(kāi)展電力現貨市場(chǎng)試點(diǎn)工作;2021年5月,國家發(fā)委、能源局發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步做好電力現貨市場(chǎng)建設試點(diǎn)工作的通知》,在上海、安徽、江蘇、遼寧、河南、湖北6省市開(kāi)展第二批電力 現貨市場(chǎng)試點(diǎn)工作。

虛擬電廠(chǎng)的市場(chǎng)空間有多大?

虛擬電廠(chǎng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景

虛擬電廠(chǎng)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景主要有輔助服務(wù)交易、需求側響應、現貨交易與能效優(yōu)化。輔助服務(wù)交易:參與電網(wǎng)調峰、調頻、備用,通過(guò)調配可控資源提供發(fā)電容量,保證電網(wǎng)穩定運行,并獲取補貼收入。需求側響應:虛擬電廠(chǎng)根據合同要求按時(shí)按容量切負荷,保障電網(wǎng)供需平衡,并獲取補貼收入。 現貨交易:代表產(chǎn)銷(xiāo)者集群在電力現貨市場(chǎng)進(jìn)行交易,優(yōu)化電網(wǎng)運行供需,并獲取分成收入。能效優(yōu)化:為大用戶(hù)提供能源資源優(yōu)化管理服務(wù),預測電力市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng),幫助用戶(hù)決策可調負荷的用電行為,代理購電業(yè)務(wù),提供能用電方案,并從客戶(hù)獲取分成收入。

虛擬電廠(chǎng)投資市場(chǎng)規模測算:預計2030年近千億元

可調負荷資源庫投資成本推算:根據國家電網(wǎng)2020年的測算,若通過(guò)建設虛擬電廠(chǎng)滿(mǎn)足其經(jīng)營(yíng)區5%的峰值負荷需求,建設、運維和激勵的資 金規模為400-570億元,我們假設其中虛擬市場(chǎng)投資規模為400億元。根據國家電網(wǎng)報消息,2020年國家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區最高負荷為8.75億千瓦, 滿(mǎn)足其經(jīng)營(yíng)區5%的峰值負荷需求所需的可調資源庫容量為4375萬(wàn)千瓦。由此可推算出,虛擬電廠(chǎng)可調負荷資源庫的投資成本約為914元/千瓦。

熱點(diǎn)推薦

咨詢(xún)電話(huà)??/p> 0531-69958881

同仁县| 鹤岗市| 八宿县| 海城市| 钟祥市| 清镇市| 嵩明县| 江门市| 大洼县| 乌恰县| 长沙县| 冀州市| 靖西县| 平泉县| 诏安县| 甘南县| 东方市| 乐山市| 马鞍山市| 阿坝县| 华容县| 沁源县| 汶川县| 广宗县| 亚东县| 原平市| 衡东县| 定日县| 高台县| 盐山县| 土默特右旗| 兴宁市| 类乌齐县| 兰西县| 望江县| 哈尔滨市| 承德县| 旺苍县| 成安县| 盈江县| 黄浦区|