虛擬電廠專題報告電改推動虛擬電廠迎藍海市場

虛擬電廠專題報告：電改推動，虛擬電廠迎藍海市場需求側(cè)帶動，虛擬電廠迎來藍海時代需求側(cè)靈活調(diào)控，引入虛擬電廠新模式電源結(jié)構(gòu)問題導(dǎo)致尖峰負荷需求無法得到滿足。2021年中國電力裝機總量高達24.21億千瓦，其中火電機組13.01億千瓦，遠高于全國主要電網(wǎng)每月最高的用電負荷。但是我國用電高峰時段的電力缺口依然存在，其根源是我國電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性問題：我國電源側(cè)基荷電源過多、靈活性資源尤其是尖峰資源較少。尖峰資源存在年利用小時數(shù)較少、度電成本過高的問題，難以在原有電價機制下獲取利潤空間，從而阻礙了尖峰資源的投資積極性。同時，可再生能源占比持續(xù)提升，供電不穩(wěn)定性加劇，亟需有效措施幫助滿足實施組合式資源調(diào)度，有效滿足用戶側(cè)需求。當前時點非水電可再生能源最低消納權(quán)重逐年提升，供電不穩(wěn)定性增加，需求側(cè)管理重要性持續(xù)提升。目前，我國政府部門對各省市均限定了可再生能源（非水電）最低消納權(quán)重，且權(quán)重逐年提升。隨著風電、光電總供電量占比提升，供電不穩(wěn)定性增加，靈活、快速的調(diào)度需求增多，需求側(cè)管理變得愈發(fā)重要。什么是虛擬電廠？虛擬電廠是將不同空間的可調(diào)負荷、儲能、微電網(wǎng)、電動汽車、分布式電源等一種或多種可控資源聚合起來，實現(xiàn)自主協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，參與電力系統(tǒng)運行和電力市場交易的智慧能源系統(tǒng)。它既可作為“正電廠”向系統(tǒng)供電或控制可調(diào)負荷調(diào)峰，又可作為“負電廠”加大負荷消納，配合填谷。虛擬電廠的發(fā)展是以可控負荷、儲能、分布式電源三類可控資源的發(fā)展為前提。可調(diào)負荷：可調(diào)負荷的重點領(lǐng)域包括工業(yè)、建筑和交通等。工業(yè)負荷的調(diào)節(jié)潛力主要來自于非生產(chǎn)性負荷和輔助性負荷，不同工業(yè)行業(yè)間存在較大差異；商業(yè)和公共建筑可調(diào)負荷主要為樓宇空調(diào)、照明、動力負荷，約占整個樓宇負荷的25%，居民建筑可調(diào)負荷因分布散、容量小從而聚合難度較大；交通可調(diào)負荷主要增量為電動交通。據(jù)測算，遠期國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)可調(diào)負荷理論潛力可達9000萬kW，未來3~5年，通過加強技術(shù)研發(fā)、完善補貼政策和交易機制，可力爭實現(xiàn)4000~5000萬kW，約占最大負荷5%。分布式電源：在用戶現(xiàn)場或靠近用電現(xiàn)場配置較小的發(fā)電機組以滿足特定用戶的需要，或支持現(xiàn)存配電網(wǎng)經(jīng)濟運行，包括小型燃機、光伏、風電、水電、生物質(zhì)等或其發(fā)電組合。儲能：儲能設(shè)備主要包括機械儲能、化學(xué)儲能、電磁儲能和相變儲能四類。虛擬電廠作為智能電網(wǎng)的一種運行方式，促成了各自獨立的發(fā)電廠、負荷、儲能系統(tǒng)之間的靈活合作。虛擬電廠技術(shù)并不改變這些實體與電網(wǎng)的硬連接，而是通過網(wǎng)絡(luò)對這些實體進行整合、協(xié)調(diào)、優(yōu)化，最終實現(xiàn)發(fā)電、用電資源的合理、優(yōu)化、高效利用。換而言之，發(fā)電、用電不受電網(wǎng)運行調(diào)度中心的直接調(diào)度，而是通過虛擬電廠的控制中心參與到電網(wǎng)的運行和調(diào)度中。目前在我國，受限于分布式能源與儲能的發(fā)展水平，虛擬電廠主要偏向用戶負荷端調(diào)控，基于激勵的需求側(cè)進行電力資源調(diào)峰填谷。虛擬電廠聚合上下游資源，調(diào)控空間大虛擬電廠的產(chǎn)業(yè)鏈由上游基礎(chǔ)資源、中游資源聚合商和下游電力需求方三者共同組成。其中上游基礎(chǔ)資源又可細分為可控負荷、分布式能源以及儲能系統(tǒng)，虛擬電廠通過對三種基礎(chǔ)資源的調(diào)節(jié)實現(xiàn)電力資源的削峰填谷。中游的資源聚合商是虛擬電廠的核心組成部分與控制主體。資源聚合商通過對上游可控負荷、分布式能源以及儲能系統(tǒng)三者的整合、優(yōu)化、調(diào)度、決策，從而實現(xiàn)虛擬電廠的正常運行。產(chǎn)業(yè)鏈的下游為電力需求方，主要參與者有電網(wǎng)公司、售電公司和其他參與電力市場化交易的主體。下游參與者為市場提供輸配電服務(wù)和電網(wǎng)接入服務(wù)，并向市場運營機構(gòu)提供市場化交易和市場化服務(wù)所需的相關(guān)數(shù)據(jù)。虛擬電廠的發(fā)展需外圍市場支撐依據(jù)外圍條件的不同，可以把虛擬電廠的發(fā)展分為三個階段：邀約型虛擬電廠、市場型虛擬電廠和自由調(diào)度型虛擬電廠。虛擬電廠的發(fā)展依賴于外圍電力市場的支撐，電力市場主要包括電力現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場和中長期市場。輔助服務(wù)市場主要是指為維護電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，保證電能質(zhì)量，除正常電能生產(chǎn)、輸送、使用外，由發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)和電力用戶提供的服務(wù)，最主要形式為調(diào)峰、調(diào)谷、調(diào)頻等服務(wù)。邀約型虛擬電廠是在沒有電力市場的情況下，由政府部門或調(diào)度機構(gòu)牽頭組織，各個聚合商參與組織資源以可控負荷為主進行響應(yīng)，共同完成邀約、響應(yīng)和激勵流程，當前我國各省試點的虛擬電廠以邀約型為主。市場型虛擬電廠是在電能量現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場和容量市場建成后，虛擬電廠聚合商以類似于實體電廠的模式，分別參與這些市場獲得收益。在此期間，虛擬電廠以電力市場配置電力資源運行驅(qū)動，通過協(xié)調(diào)、優(yōu)化和控制可控負荷、分布式電源和儲能三大