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我国虚拟电厂前景如何?

添加时间:2022-09-07 16:29:37   浏览次数:41  

南方电网8月29日消息,国内虚拟电厂(VPP,Virtual Power Plant)管理中心8月26日在深圳投入使用。深圳虚拟电厂已接入分布式储能、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,接近一座大型煤电厂的装机容量。

(来源:微信公众号“嘿嘿能源heypower” 作者:caixin)

该管理中心设在南方电网深圳供电局,由深圳市发改委管理。南方电网介绍,在电力供应紧张时段,虚拟电厂平台可直接调度海量分散的充电桩、空调、储能等用电资源,通过它们降低用电功率,减少常规电源建设,促进节能减排。

今夏,国内多地出现高温天气,需求端,用电负荷陡增;供应端,煤电萎缩,高比例可再生能源接入电网。电力系统供需两侧峰谷差愈发扩大之下,倒逼行业关注如何通过用户侧资源与电网供需互动,进而引发对虚拟电厂的讨论热度。

与常规电厂相比,虚拟电厂没有厂房、机组,不占用土地资源,打破了物理电厂的重资产形态。但对电网的运行来说,它的出力特性、可控性等方面,仍表现为一个电厂,故称之为虚拟电厂。

中金公司2022年7月报告预计,伴随虚拟电厂的渗透,虚拟电厂在全国调节负荷量占比有望在2030年达到5%,届时有望触达1320亿元潜在市场空间。

虚拟电厂的概念从90年代末提出后,国外已展开20多年的研究探讨,并非新鲜事物。“十三五”期间,国内也已经建设多个大型虚拟电厂试点项目,分布在河北、江苏、浙江、广东、上海等多个省份。如今,为何虚拟电厂再次成为关注热点?应用前景如何?面临哪些挑战?

虚拟电厂潜能

虚拟电厂是“看不见的电厂”,它本身不发电,而是将电网中大量散落的、可调节的电力负荷整合起来,参与电网调度,实现削峰填谷;协调各种分布式单元,促进可再生能源消纳和有效利用。

构建以新能源为主体的新型电力系统,用户需求和市场主体将愈发多元化、分散化,形态更加复杂,统筹难度更高。

国网能源研究院副院长蒋莉萍在近期一次线上会议中指出,虚拟电厂能够把电力系统中的分散资源“聚沙成塔”,将是未来参与构建新型电力系统的一种有效形式。

“发展虚拟电厂,应对的是未来海量分布式能源调控的需求,如不采取措施,对未来电网运行来说,是非常可怕的。”全球能源互联网发展合作组织运行局运行分析处处长冯利民在前述会议中说道。

以正在经历高速发展分布式光伏为例,2022年上半年,全国分布式光伏新增并网容量19.65GW,同比增长123%,分布式新增占全部光伏新增装机近三分之二。

从累计装机来看,截止到2022年6月底,中国分布式光伏累计装机容量达到1.27亿千瓦,已占到全部光伏装机的38%。

国家电力调度控制中心对虚拟电厂的功能定位是,既可作为“正电厂”向系统供电调峰,又可作为“负电厂”加大负荷消纳、配合系统填谷。

这意味着虚拟电厂不仅能为大规模新能源电力的接入提供框架和技术支撑,也同时能够抑制尖峰负荷对电网的冲击。

近年来,中国电力负荷尖峰化特征愈加显著。天风证券报告指出,伴随中国用电结构中第三产业和居民消费比重的不断增加,二者的时段性需求模式会使得用电负荷呈现“峰值拉伸式”特征,电网用电峰值负荷连创新高,电力供需“平时充裕、尖峰紧张”矛盾日益凸显。

根据国家电网测算,全国范围内,通过火电厂实现电力系统削峰填谷,满足5%的峰值负荷需要投资4000亿。而通过虚拟电厂,在建设、运营、激励等环节投资仅需500-600亿元,仅为火电厂投资的八分之一。

近期,各省市密集出台方案规划,以期通过虚拟电厂调控负荷。6月13日,深圳市政府发布了虚拟电厂落地工作方案,计划到2025年,建成100万千瓦级可调节能力的虚拟电厂,逐步形成年度负荷5%左右的稳定调节能力。

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》,虚拟电厂应持续满足相应的聚合资源能力、调节响应能力要求,聚合对象包括电源、负荷、储能三类资源。

8月12日,上海市政府发布《上海市数字经济发展“十四五”规划》,规划发展虚拟电厂新业态,利用先进的计量、通信、控制等技术,对分布式异构能源进行聚合,实现自动化远程调度、智能分析和便捷化市场交易。

从形态上,天风证券分析,虚拟电厂由于聚集了分布式能源(发电)、储能(充电/放电)、可控负荷(用电)等,因此可根据实际的组成,划分为电源型、负荷型、储能型、混合型四类。

从参与方来看,冯利民介绍,发电企业、工业园区、电网企业、行业大用户、售电公司等都可以参与到虚拟电厂中来。

“但目前中国的虚拟电厂整体仍处于发展初期,项目以研究示范为主,普遍由政府主导、电网实施,多为需求侧响应模式,且主要聚焦在工商业用户侧资源。”冯利民说。

前景几何?

“目前为止,中国虚拟电厂还没有进入到市场驱动的阶段。”冯利民坦言,虚拟电厂的发展与所在国的电力市场建设情况相适应,电力市场建设越发达的地方,虚拟电厂往往发展更快。“如果没有电力市场,虚拟电厂只是一个小规模的发电厂,仅靠卖电不足以形成激励,收益会比较受限。”冯利民说,

当前,双轨制仍制约着中国电力市场的发展。国家发改委今年1月给出的时间表是,到2025年,全国统一电力市场体系初步建成,到2030年,全国统一电力市场体系基本建成,适应新型电力系统要求。

“目前政策的方向性是存在的,但作为一个市场主体来讲,虚拟电厂还要有一个清晰的、可进入到电力市场的准许模式。”蒋莉萍说,现行情况下,行业更需要的是一个能够以虚拟电厂身份,进入到竞争性电力市场的先行者。“这样才逐渐能使虚拟电厂在电力市场的定位、参与、监管等方面明晰起来。”她说。

冯利民同样认为,明确市场准入的门槛,各方权、责、利的问题,是实现虚拟电厂商业应用的关键。

“基于虚拟电厂的不同定位,应该有相应的市场模式。如果是作为发电商,就是卖方身份,如果是负荷管理者,则是一个用户的身份。”蒋莉萍补充道,前者是出价方、后者是价格接受方,只有基于不同角色的定位明确了,才能建立相应商业模式。而在现行的电力市场机制中,围绕虚拟电厂角色的界定还尚待清晰。

此外,冯利民指出,目前国内虚拟电厂发展存在的诸多问题还包括,各方参与虚拟电厂的意愿不强、多数用户侧负荷可调控性差;电网侧业务布局和主导发展的力度较弱;监管管理体系与市场机制缺乏、相关电价和补偿机制亟须完善;产业链标准规范和商业模式不明晰等。

值得注意的还有虚拟电厂未来面临的网络问题。“传统上,国网作为全国性系统,在调度、运行、控制的数据使用上专网,面对潜在的网络攻击时,电网通信更有保障。如果虚拟电厂只能接到公网中,一旦遭到网络攻击,可能会对配电网运行产生影响。”冯利民说。

对于虚拟电厂未来将经历的发展阶段,冯利民认为,2022年-2025年,虚拟电厂仍处于发展初期,这一阶段的任务是,各地因地制宜开展项目试点建设,形成中国虚拟电厂的发展模式。

2026年-2030年将是中国虚拟电厂的发展中期,这一阶段的目标是,多种主体参与虚拟电厂开发,市场趋于活跃。推动虚拟电厂成长为电力市场的交易主体,并引入针对性的市场交易品种。推广虚拟电厂在供需两端、通过参与各类市场交易获得收益。

远期来看,2031年-2035年,虚拟电厂有望实现全面市场化运作,形成若干大型的专业化的虚拟电厂运营商。业务上,将可为电网提供峰谷调节、频率调节、应急响应等各类服务。

在国际市场中,虚拟电厂是已被验证的成熟模式。但据彭博新能源财经2022年4月报告统计,该机构追踪的93家虚拟电厂运营商中,成功的商业模式仍不明朗,盈利难度较大,只有一家Nuvve上市。许多成熟的VPP公司或已被壳牌、意大利国家电力公司等大公司收购,或成为了大公司的内部部门。

 

 

 


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