2023年，虚拟电厂继续乘风而起？-环球快讯
进入2023年，虚拟电厂热度不减，首份官方新型电力系统建设文件《新型电力系统发展蓝皮书(征求意见稿）》提出培育负荷聚合服务、虚拟电厂等贴近终端用户的新业态新模式，充分挖掘用户侧消纳新能源潜力；深圳印发《深圳市支持电化学储能产业加快发展的若干措施》提出通过虚拟电厂拓展电化学储能的商业模式。落地案例方面，山西省首批15家虚拟电厂完成建设，共聚合容量184.74万千瓦，山西省虚拟电厂进入实际性运营。
国内虚拟电厂目前仍是探索示范阶段，可持续的商业模式还有待形成。地方区域的示范项目落地、虚拟电厂参与市场交易试点将是今年虚拟电厂的看点。
新型电力系统下的虚拟电厂
【资料图】
虚拟电厂（VPP）通过聚合分布式电源、储能、负荷等尚未纳入电网现有调控范围的各类资源，进行协同优化、运行控制、参与市场交易，实现电源侧的多能互补、负荷侧的灵活交易互动、储能侧的柔性调用，对电网提供调峰、调频、备用等辅助服务。从这个维度来看，虚拟电厂是聚合优化“网源荷储”发展的智能控制技术和互动商业模式。
参考资料：王宣元《虚扎电厂在构建新型电力系统中的实践与思考》
作为具备聚合海量分布式能源资源的数字化协调管理与交易系统，虚拟电厂在新型电力系统中将扮演关键角色，将发挥调节电能量与信息流向、提高电力系统运行效率的功能。
新型电力系统图景展望
图源：《新型电力系统发展蓝皮书（征集意见稿）》
新型电力系统建设涵盖发电侧、电网侧、用户侧的软硬件升级，也将由此催生各种新场景及新模式。比如在发电侧，新能源消纳问题将带动新能源发电功率预测、多能互补调度等技术的发展。在电网侧，智能配电网、微电网建设等途径将加速电网形态升级，形成能源互联网。
用户侧方面，在新型电力系统建设推进下，鼓励分散式新能源就地开发利用，推动新能源多领域跨界融合发展，负荷聚合服务、综合能源服务、虚拟电厂等贴近终端用户的新业态新模式随之诞生，以提升用户侧灵活调节能力，最终形成源、网、荷、储协同互动的运行模式。
政策及落地案例
产业发展，政策先行。目前国内出台的虚拟电厂相关支持政策涉及应用场景、盈利机制、运行要求等方面。其中推动负荷聚合商及虚拟电厂等新兴市场主体参与交易、以虚拟电厂拓展用户侧用能新模式、通过虚拟电厂拓展新型储能商业模式等多个国家、地方政策正在鼓励培育虚拟电厂商业模式。
国家政策方面：去年11月，国家能源局发布《电力现货市场基本规则（征求意见稿）》提出，推动储能、分布式发电、负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与交易；今年1月，《新型电力系统发展蓝皮书（征求意见稿）》提出培育负荷聚合服务、虚拟电厂等贴近终端用户的新业态新模式，提升用户侧灵活调节能力；国家能源局将“引导虚拟电厂、新型储能等新型主体参与系统调节”，写入《2023年能源监管工作要点》。
地方政策方面：去年6月，山西省发布首份省级虚拟电厂建设和运营管理文件《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》定义了虚拟电厂的类型、技术要求、参与市场、建设及入市流程等；今年2月，《宁夏“十四五”新型储能发展实施方案》提出围绕大数据中心、5G基站、工业园区、公路服务区等终端用户，探索智慧电厂、虚拟电厂等“新型储能+”多元融合应用场景和商业模式；深圳发布支持电化学储能发展20条，同样提出通过虚拟电厂扩展储能商业模式。
国内虚拟电厂从2009年开始试点，至今多省已逐步落地典型示范项目。今年2月，山西省首批15家虚拟电厂建设完成，共聚合容量184.74万千瓦，山西是全国首批8个电力现货市场试点之一，目前已初步形成了“中长期+现货+辅助服务”协同运行、融合发展的电力市场体系。
今年2月，国家标准《虚拟电厂管理规范》获批，这是国内首批2项虚拟电厂领域立项的国标之一，这是标准规定了虚拟电厂接入电力系统运行应遵循的一般原则和技术管理要求，对虚拟电厂申请并网程序和条件、虚拟电厂并网与接入、虚拟电厂调度运行、虚拟电厂运行安全规定等具有一定的指导作用。标准的逐步完善，也将进一步推虚拟电厂的实际性发展。
商业模式
虚拟电厂通过信息技术与数字化平台，实现分布式能源资源的聚合、调度、结算、交易等功能，并通过参与电力市场和电网运行，实现收益。
虚拟电厂目前尚未形成较为清晰的商业模式，其调节手段、调节路径、可发展模式等仍具有多种可能性。国外虚拟电厂先行者，提供了一些可借鉴的商业模式，国内一些典型示范项目也践行出了可参考的商业模式。
1.发电预测和监控
虚拟电厂，作为协调可再生能源组合，提高可再生能源发电量预测的准确性，按需控制能源发电量。
可再生能源的进给难以控制，导致电力现货市场价格变动时发电公司难以及时调整电力投资组合。基于这一问题，虚拟电厂侧重于提供可再生能源的预测和监控服务，以提高可再生能源的发电效率和可靠性。此外虚拟电厂还可通过精准的天气预测和发电量监测，为发电企业提供增值服务，获得服务收益。
2.电网辅助服务
虚拟电厂参与电网辅助服务，提高电网弹性。基于可再生能源的波动性和不可预测性，通过聚合可调节资源参与电网调控和市场运营，提升电力系统灵活调节能力。
国内一个典型的案例是冀北虚拟电厂，项目于2019年投运，通过云侧的物联网云平台提供数据采集、设备管理等功能，支撑市场交易、聚合和调控相关应用的运行。冀北虚拟电厂作为可调度单元参与了华北调峰辅助服务市场出清，截至2022年9月末已接入张家口、秦皇岛、承德等地区的蓄热式电采暖、智慧楼宇、可调节工商业等11类可调节资源，总容量达到358MW，最大调节能力204MW。
3.需求响应聚合
以虚拟电厂，提高电力消费灵活性。虚拟电厂聚合需求侧的电力消耗单元，统一进行负荷管理，通过提供需求响应服务，获取辅助服务收入。此外，在部分市场，虚拟电厂还参与容量招标，获得中标容量的结算费用。
4.户用虚拟电厂
“源网荷储”一体化应用到家庭工商业等户用能源系统中，实现户用能源调配。以特斯拉的虚拟电厂Autobidder为例，户用储能产品Powerwall其基础，在未组网前，Powerwall为家庭实现削峰填谷、节省电费；将多个家庭的Powerwal组成虚拟电厂之后，家庭储能产品将成为“小型发电厂”，实现一定区域内的削峰填谷，甚至反哺公用电网。2022年8月，特斯拉加州的虚拟电厂项目成功启动了首次紧急响应演练，在活动中，共有2342位Powerwall用户参与，共计输出了多达16MW电力，用户可从中获取收益。
产业链
从产业链来看，虚拟电厂产业链已有雏形，上游基础资源、中游虚拟电厂运营、下游电力需求方。具体来看，产业链上游由可控负荷、分布式能源与储能构成；中游为提供虚拟电厂运营服务与技术支持的系统平台；下游为则是电力公司、售电公司、大用户构成的电力需求方。
图源：36氪研究院， 中泰证券研究所
从国内市场来看，多家上市公司已通过综合能源服务、软件研发等方式切入虚拟电厂赛道。
综合能源服务方面，国能日新、晶科科技以负荷聚合商身份开展虚拟电厂项目运营，通过调峰、调频等辅助服务获取收益；恒实科技基于现有综合能源服务业务进行拓展，参与国网冀北虚拟电厂建设；特锐德以在手电动汽车等可调节负荷资源为基础构建虚拟电厂。
软件研发方面，国能日新于2020年承接国网综能公司虚拟电厂项目，完成平台开发、平台联调等工作；国网信通子公司中电飞华开展虚拟电厂平台相关软件产品研发业务，目前产品在天津滨海新区、山西电科院晋中-榆次试验中心等项目上均有良好表现；南电国瑞承担山西省虚拟电厂运营管控系统与调度源网荷储系统、电力交易平台、市场化售电系统等进行全业务流程演练；南网科技正在承接广东电网一个虚拟电厂运营平台的开发项目，该项目已经完成了功能设计和需求侧响应功能开发；易事特虚拟电厂技术已在南方电网成功实施应用。
此外，远光软件、东方电子、浙大网新、万里扬等公司也为客户打造了虚拟电厂平台与解决方案。
新型电力系统发展下虚拟电厂参与辅助服务需求持续提升，随着电力现货市场与辅助服务市场建设逐步推进，我国虚拟电厂聚合商有望通过辅助服务与电力交易等途径回收投资成本并实现盈利。据中信证券预估数据，预计到2025虚拟电厂整体的市场空间分别达723亿元，其中聚合商市场空间有望达到374亿元。
目前我国对虚拟电厂的实践，在相关配套政策、市场机制以及技术要求等方面均还有待完善。从商业模式来看，加速虚拟电厂商业模式创新，推动多元化投融资体制机制建设，是虚拟电厂的重要动能。在支持政策密集推进、实际需求日益旺盛、电力现货市场日益发展等助推下，作为聚合优化分布式能源资源的智能控制技术和互动商业模式，虚拟电厂或将伴随新型电力系统的建设迎来发展期。
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