城市级虚拟电厂正在崛起

锂电数码书 2024-07-05 07:57:42

5月11日,湖北黄石磁湖电厂市场化交易运营运营启动,这是湖北首个地市级虚拟电厂,后续将接入省级虚拟电厂管控平台,参与武汉都市圈其他城市,甚至全省的电力资源调控。

6月13日,《深圳市支持虚拟电厂加快发展的若干措施》印发,提出12项措施,进一步推动城市级虚拟电厂发展。

6月22日,湖南湘江新区虚拟电厂上线运行。

6月28日,成都市虚拟电厂管理平台上线,已接入可调节能力超40万千瓦,后续将持续扩大可调资源接入规模,发展成为城市级虚拟电厂。

城市级虚拟电厂正在崛起。

城市级虚拟电厂上场

6月13日,《深圳市支持虚拟电厂加快发展的若干措施》发布,提出加快推进光伏项目以虚拟电厂模式参与电力市场交易。6月20日,河北发改委印发《河北省开发区分布式新能源高质量发展推进方案》提出支持分布式光伏项目以独立或聚合的方式参与绿电交易,以市场化方式消纳。

近两年,虚拟电厂聚合用户负荷参与电力市场的路径逐渐走通,部分地区开始逐步将分布式新能源聚合入市列入“行动计划”。

从电力系统建设进程来看,建立更加灵活的需求侧资源开发利用模式,是新形势下电力供应的迫切要求;常态化发挥需求侧资源的灵活调节作用,也是解决新型电力系统源荷双侧不确定性的重要路径。

随着全国统一电力市场加速建设,通信、人工智能技术的突破,有望进一步提升虚拟电厂实时参与电力系统运行的能力,实现资源高效、精准、经济调用,为虚拟电厂由萌芽向成长阶段进阶提供了一定的政策、技术和经济环境。

全国多地城市级虚拟电厂纷纷上场。

2022年6月,深圳市发改委发布《深圳市虚拟电厂落地工作方案(2022-2025年)》,这是首份城市级虚拟电厂落地工作方案;同年8月,深圳虚拟电厂管理中心成立,这是国内首家城市级虚拟电厂管理中心。6月13日,《深圳市支持虚拟电厂加快发展的若干措施》印发,从——强化关键设备产品有效供给、提升充换电设施车网互动水平、推动建筑及园区智能化改造、加快分布式资源有效集聚和精准响应——四个方面,进一步推动城市级虚拟电厂发展。

5月8日,安徽省启动申报虚拟电厂试点示范项目,加快推进省内虚拟电厂建设和落地应用。

5月11日,湖北黄石磁湖电厂市场化交易运营运营启动,这是湖北首个地市级虚拟电厂,后续将接入省级虚拟电厂管控平台,参与武汉都市圈其他城市,甚至全省的电力资源调控。

5月27日,湖南电力交易中心发布《虚拟电厂参与湖南电力市场交易实施细则(征求意见稿)》。6月22日,湖南湘江新区虚拟电厂上线运行,这是湖南省首家实体运行的虚拟电厂。

6月7日,山东电力交易中心公示8家虚拟电厂注册信息,标志着山东虚拟电厂从概念走向了实体。

6月28日,由国网成都供电公司建设运营的成都市虚拟电厂管理平台上线,已接入成都高新区、龙泉驿区、双流区、国网四川综合能源、特来电5个子虚拟电厂,可调节能力已超过40万千瓦,力争2025年超过130万千瓦。据介绍,未来成都市虚拟电厂将持续扩大可调资源接入规模,助力成都超大城市能源安全供给和绿色低碳发展,目标是发展成为城市级虚拟电厂。

城市级虚拟电厂运营商

虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)是聚合分布在一定区域的分布式电源、可调节负荷、储能等资源,应用AI、大数据等技术,形成的具有电力市场交易或电网互动能力的物理或经济实体,也可指实现此目的的综合应用技术,进一步可引申为搭载、应用此技术的软硬件及服务产品。

目前国内的虚拟电厂还处在商业模式的探索阶段,从虚拟电厂的收益来源来说,已经开展的虚拟电厂业务模式主要以邀约型需求响应为主,盈利模式来源于响应补贴。

随着中长期市场、现货市场、绿电交易市场、辅助服务市场等逐步放开,虚拟电厂可作为一个市场主体全面参与到市场中,主要盈利模式除了需求响应,还包括辅助服务交易、电力现货交易等。

海外对虚拟电厂的实践各具特点,与当地资源特性和电网发展面临的问题高度相关,全球虚拟电厂的发展也呈现多元化趋势。

比如德国目前虚拟电厂主要有三类运营商:1)独立虚拟电厂运营商,这类运营商不隶属于传统客户的电力供应商(目前主要是装机在100kW以上的大客户);2)大型电力公司(跨国、地区和市级企业),将自有发电资源、负荷用户、发电机组聚合到虚拟电厂;3)新型市场参与者,以小规模分布式能源资源制造商为主,主要将其用户资源聚合到虚拟电厂。

德国三类虚拟电厂运营商案例

资料来源:Sustainable Transition China

大型电力公司因其参与虚拟电厂建设运营的先发优势,且拥有更多的自有聚合资源,更有可能发展成为城市级虚拟电厂运营商。

我国虚拟电厂以研究示范为主,普遍由政府主导、电网实施,尚未到商业化阶段。

以深圳市虚拟电厂为例,深圳供电局依托南方电网虚拟电厂“灯塔”项目,建成网地一体虚拟电厂调度运行管理云平台,打造了以虚拟电厂为核心的源网荷互动体系。

深圳虚拟电厂的实践思路是,和政府形成合力,从政策、机制体制方面共同构建新型能源体系;充分调动电网企业和产业链上下游企业,营造全市广泛参与的虚拟电厂发展环境;通过虚拟电厂管理政策和地方标准的配合协同,强化深圳新能源汽车密度和充电桩密度全球领先的优势条件,先行示范打造车网互动新范例。

以强资源整合能力推动城市级虚拟电厂落地,大型电力/电网公司也具备天然优势。

城市级虚拟电厂建设案例

01 深圳

深圳市是我国虚拟电厂的探路先锋之一。

深圳市新能源汽车推广全球领先,分布式光伏、电化学储能等新兴业态快速发展,为提高新能源接入承载能力和供需平衡能力,充分发挥本地负荷侧资源优势,深圳供电局打造了以虚拟电厂为核心的源网荷互动体系。

2021年,深圳供电局依托南方电网虚拟电厂“灯塔”项目,建成网地一体虚拟电厂调度运行管理云平台。2022年,深圳发改委和深圳供电局联合挂牌深圳虚拟电厂管理中心,这也是国内首家虚拟电厂管理中心。截至2023年底,深圳虚拟电厂接入分布式资源超265万千瓦、调节能力超56万千瓦,接入资源包括5G基站、数据中心等信息通信基础设施、充换电场站、建筑楼宇、工业园区、储能系统等资源。

与地方政府形成合力推动保障政策落地。2022年5月以来,先后制定《深圳市虚拟电厂落地工作方案(2022-2025年)》、《深圳市虚拟电厂精准响应实施细则》,形成“顶层规划+专项扶持+组织实施”工作体系,提出10余项重点保障举措,为虚拟电厂在深落地应用提供政策保障;近期《深圳市支持虚拟电厂加快发展的若干措施》印发,12项措施进一步推动城市级虚拟电厂发展,接下来深圳将加强组织实施虚拟电厂精准响应,促进虚拟电厂产业链发展。

产业链资源整合。深圳通过虚拟电厂示范应用带动了100余家企业进入虚拟电厂产业链,储能、智能楼宇改造等产业不断发展壮大。 上游培育高负荷园区、南网电动、深圳能源等能源消费和供给的主要企业;中游逐步提升虚拟电厂调度运行管理云平台服务能力,不断扩大资源接入规模;下游建立电力公司、售电公司及高负荷用户的顺畅交易渠道,培育交易市场。

同时通过虚拟电厂产业链上、中、下游各类资源聚合,推动ICT企业布局虚拟电厂新赛道,支持能源企业拓展虚拟电厂核心设备生产制造,实现“设备+服务”“场景+技术”高效融合,提升深圳新能源产业集群发展能级,助力构建数字能源先锋城市。

深圳虚拟电厂聚合产业链资源

探索商业模式。充分调动各类用户主体的主观能动性,以市场化的本地虚拟电厂精准响应补贴打造式推广新兴行业,争取各级部门支持和指导,实现“跨区市场、省内市场、深圳市场的叠加赋能和“需求响应市场、辅助服务市场、电能量市场”的相互补充。2023年组织开展精准响应33次,调节电量125.8万千瓦时,运营商获得收益超过450万元。

运营商实际响应能力及响应收益情况

探索虚拟电厂与智慧城市融合发展。以虚拟电厂为媒介,探索建立以各类分布式资源为主体的电力充储放一张网,推动各类资源与BIM/CIM平台的精准化定位和建模,开展极端情况下分布式资源调度预演,打造能源安全韧性城市范本。

02 上海

上海是我国典型负荷规模大、供电密度密集的城市电网之一,同时呈现外来电依存度高、电能质量要求高的特点。上海是国内首批建设虚拟电厂的城市之一,目前上海市已建立市级虚拟电厂平台。

截至2024年5月,上海虚拟电厂已接入聚合商超20家,包括黄浦商业建筑虚拟电厂、上海蔚来汽车虚拟电厂、铁塔基站虚拟电厂、国网上海综合能源虚拟电厂等;申报可调容量89.93万千瓦,资源类型包括充换电站、三联供、分布式储能、楼宇空调、非连续性生产、基站储能、数据中心等。

2023年至2024年5月,国网上海电力共计组织开展虚拟电厂调用13次,其中削峰11次、填谷2次,最大可调节能力达46.44万千瓦。

作为国家重点示范项目,上海虚拟电厂的建设目标是构建百万千瓦级超大城市虚拟电厂资源池,实现百万数量级智能终端即插即用安全接入。

在临港新片区、长三角一体化示范区、城市核心区、崇明生态岛等区域,完成海量可调节负荷资源聚合接入。

到2025年,上海虚拟电厂聚合可调节资源容量不低于120万千瓦,分布式电源容量不低于40万千瓦;到2025年,安全接入终端超过101万台,并具备支持终端安全接入超过200万台的能力。

建立虚拟电厂参与调控运行体系架构和平台系统,实现虚拟电厂常态化参与实时精准调控。

上海市级虚拟电厂运行体系

图源:《长三角虚拟电厂发展现状分析报告》

商业模式方面,上海虚拟电厂主要场景为削峰填谷需求响应。

2021年的电力需求响应行动首次融入“智慧减碳”概念,成为国内同类需求响应行动中可调节资源种类最丰富、充电桩负荷规模最大、基站储能参与度最高的一次行动。2022年的“无感填谷”模式通过提前设定的预置策略和响应计划,实现全程无需人工现场干预。与传统的调用模式相比,“无感调控”可实现户均影响小、用户积极性高、调控精度高、响应时效快,从而增强电网调控的可靠性,有助于推动需求响应的常态化开展。

近期,上海虚拟电厂针对中小负荷聚合商试点开展聚合代理运营合作模式,即采用负荷聚合商与中小型聚合商签订技术服务协议、与其下属用户直接签订聚合协议的方式,实现用户资源的拓展,推动虚拟电厂各类资源分层分级聚合调控,从而逐步培育并发展可持续的虚拟电厂生态圈。

虚拟电厂要真正迎来高光时刻,市场交易机制、资源接入类型、数据采集和通信交互能力、安全防护技术、源网荷储协同调控技术等政策、机制、技术等方面都还尚待完善。城市级虚拟电厂仍有较大潜力,除后续大量分布式新能源聚合入市而拓展的空间外,未来若能通过虚拟电厂参与区域级、城市级能源管理、碳资产管理等则更具想象力。

文章来源:能源电力说

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