近年來,虛擬電廠作為支撐新型儲能系統(tǒng)的重要數(shù)字化技術(shù),已成為了儲能行業(yè)關(guān)注的熱點話題之一。
隨著儲能的應用領(lǐng)域和范圍不斷擴大,儲能產(chǎn)業(yè)與智能化、數(shù)字化等交叉融合的新技術(shù)、新業(yè)態(tài)正在不斷涌現(xiàn)。而虛擬電廠正是能源與信息技術(shù)深度融合的重要方向,能夠有效地提高電網(wǎng)安全保障水平、降低用戶用能成本、促進新能源消納、節(jié)約電廠和電網(wǎng)投資。
虛擬電廠(VirtualPowerPlant,VPP)是一種通過信息技術(shù)聚合分布式能源,參與電力市場的能源管理系統(tǒng)。虛擬電廠協(xié)調(diào)源、荷、儲資源參與電力市場的屬性,能夠輔助電網(wǎng)建立“源荷互動”的友好型電網(wǎng)運營模式,從而提升電力系統(tǒng)運行的靈活性與穩(wěn)定性。
根據(jù)相關(guān)測算,要實現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷,滿足5%的峰值負荷,通過火電廠需投資4000億元,而通過虛擬電廠僅需投資500~600億元,成本為火電廠的1/8-1/7。
在政策密集出臺、市場需求日益增加,以及電力現(xiàn)貨市場加速構(gòu)建的背景下,國內(nèi)虛擬電廠正迎來前所未有的發(fā)展機遇期。
虛擬電廠助力提升需求側(cè)響應能力
虛擬電廠概念的核心可總結(jié)為“通信”和“聚合”,關(guān)鍵技術(shù)主要包括協(xié)調(diào)控制技術(shù)、智能計量技術(shù)和信息通信技術(shù)。在參與電力市場和電網(wǎng)運行時,虛擬電廠的核心在于貢獻出“類機組”的靈活調(diào)節(jié)能力,從而實現(xiàn)其市場價值。
虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈包括上游基礎(chǔ)資源、中游虛擬電廠運營平臺、下游電力需求方。具體來看,上游基礎(chǔ)資源由可控負荷、分布式能源與儲能構(gòu)成,如工廠車間、商場樓宇、大型用電設備等;中游是提供運營服務與技術(shù)支持的虛擬電廠運營平臺,也是虛擬電廠的核心組成部分;下游由電力公司、售電公司、工業(yè)企業(yè)、商業(yè)用戶等電力需求方構(gòu)成。
目前,已有多家企業(yè)布局虛擬電廠運營平臺,包括國電南瑞、國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團、天合光能、科陸電子、易事特、華為、國能日新、蘇文電能、科遠智慧、恒實科技、遠光軟件、特銳德、協(xié)鑫能科、東方電子、安科瑞、電享、恒泰實達、金智科技、萬勝、天楹CNTY、兆瓦云、晟曼電力等。
其中,2023年8月2日,科遠智慧表示,目前在虛擬電廠領(lǐng)域已取得一定業(yè)績,未來在虛擬電廠領(lǐng)域?qū)⒊浞掷米陨碓鷮嵉募夹g(shù)水平和資源優(yōu)勢,緊抓行業(yè)機遇,助力國家能源轉(zhuǎn)型和低碳布局。
2023年4月21日,蘇文電能與光明電力、海聚新能源簽訂了《100MWH虛擬電廠項目合作框架協(xié)議》。三方將發(fā)揮各自的優(yōu)勢,力爭在2024年底前將完成共計100MWh虛擬電廠建設投資任務,項目實施共分兩期建設:一期在2023年完成50MWH分布式用戶側(cè)儲能項目并網(wǎng)任務。二期在2024年完成50MWH分布式儲能并網(wǎng)任務以及搭建一套虛擬電廠平臺,滿足東陽市共計10萬KWH的調(diào)峰能力。
在2022年年報中,天合光能披露,其在研項目“虛擬電廠參與電力市場交易平臺開發(fā)”預計總投資規(guī)模為500萬元,已完成對虛擬電廠VPP核心關(guān)鍵技術(shù)的整合,在光儲充一體化建模、多時間尺度協(xié)同控制、功率/負荷預測、調(diào)頻/調(diào)峰等服務模塊完成了原型設計與初代軟件版本的發(fā)布,正在探索虛擬電廠的聚集方式以及參與電力現(xiàn)貨交易的技術(shù)環(huán)節(jié)。
2022年11月,天合儲能(日本)株式會社位于日本鳥取縣的虛擬電廠(VPP)項目通過業(yè)主驗收,實現(xiàn)并網(wǎng),業(yè)主方為日本中部電力旗下知名能源聚合商(Aggregator),該項目是天合光能的首個虛擬電廠項目。
2023 年1月18日,開普云披露,公司與華北電力大學、國網(wǎng)信息通信股份有限公司的全資子公司安徽繼遠軟件簽署《聯(lián)合共建“虛擬電廠調(diào)控技術(shù)研究中心”框架協(xié)議》,聚焦虛擬電廠,為包括國家電網(wǎng)、各發(fā)電集團在內(nèi)的能源行業(yè)客戶提供數(shù)據(jù)化、智能化的解決方案,服務于國家新型電力系統(tǒng)建設。開普云將向研究中心累積提供1500萬元研發(fā)費用(含稅)。
國網(wǎng)信通已在天津、上海等地開展試點,并研究多類型用戶需求響應潛力評估技術(shù)、虛擬電廠系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)、用戶負荷預測等前沿技術(shù)。2022年8月,國網(wǎng)信通表示,以天津市為試點,初步推進在天津市共執(zhí)行需求響應最大響應負荷達到400MW,其中虛擬電廠調(diào)節(jié)占比達20%,并以常態(tài)化機制開展應用。
虛擬電廠在美國、日本、歐盟、澳大利亞等發(fā)達國家較為成熟,國內(nèi)虛擬電廠建設尚處于早期階段,面臨的主要難點在于盈利模式、規(guī)則制度亟待摸索和完善。
按照發(fā)展階段,虛擬電廠可劃分為合約型(邀約制)、市場型和自主型三代。目前,我國各省開展的虛擬電廠項目仍以邀約制試點為主,引導用戶通過開展需求響應,實現(xiàn)削峰填谷,測試需求響應能力。隨著電力現(xiàn)貨市場及輔助服務市場的發(fā)展,國內(nèi)虛擬電廠有望從邀約制向市場化發(fā)展階段加速轉(zhuǎn)型。
多地政策出臺,虛擬電廠建設提速
近年來,國家發(fā)展改革委、國家能源局等部門已陸續(xù)發(fā)布相關(guān)政策文件,提出要大力支持虛擬電廠投資建設與運營,并明確要建立和完善虛擬電廠標準體系。
各地政府也結(jié)合本省發(fā)展情況,進一步細化明確了支持政策。目前,廣州、山西、深圳、上海、浙江等多地陸續(xù)出臺虛擬電廠相關(guān)政策,鼓勵虛擬電廠建設發(fā)展。
2022年6月23日,山西省能源局發(fā)布《虛擬電廠建設與運營管理實施方案》,規(guī)范了虛擬電廠并網(wǎng)運行技術(shù)、運營管理制度,這是國內(nèi)首份省級虛擬電廠運營管理文件。在2023年4月中旬,山西省能源局公示了第二批虛擬電廠建設試點項目(共6個),兩批合計已達到10個試點,建設持續(xù)加速。
2022年8月26日,國內(nèi)首家虛擬電廠管理中心在深圳成立,其接入分布式儲能、數(shù)據(jù)中心、充電站、地鐵等類型負荷聚合商14家,接入容量達87萬千瓦,標志著深圳虛擬電廠邁入快速發(fā)展新階段。2023年6月,深圳虛擬電廠管理平臺2.0升級版上線試運行,規(guī)模達150萬千瓦,實時調(diào)控能力超30萬千瓦。
2023年8月9日,海南省虛擬電廠管理中心在??诔闪?,首批虛擬電廠同時正式上線。目前已接入充換電站、5G基站、空調(diào)等資源,形成規(guī)模50萬千瓦的虛擬電廠,這也是國內(nèi)首家省級虛擬電廠管理中心。
此外,由國網(wǎng)上海電力和浙江電力分別牽頭的《虛擬電廠資源配置與評估技術(shù)規(guī)范》、《虛擬電廠管理規(guī)范》兩項國家標準也在2023年獲批立項。
可以看到,虛擬電廠作為獨立市場主體參與現(xiàn)貨市場的交易機制正在逐漸明確。
以廣州為例,電力用戶、負荷聚合商應可申請參與需求響應,需求響應分為邀約、實時兩種類型,補貼費用=有效響應電量×補貼標準×響應系數(shù),削峰補貼標準0~5元/度,填谷補貼標準0~2元/度。
伴隨著新能源的大規(guī)模接入,以及電力市場政策與業(yè)務形態(tài)的發(fā)展,虛擬電廠作為一個靈活的電力系統(tǒng)運營模式,可以最大限度地平抑新能源電力的強隨機波動性,提高新能源的利用率。
原標題:虛擬電廠賽道“風起”