我國虛擬電廠的建設(shè)發(fā)展與展望

我國虛擬電廠的建設(shè)發(fā)展與展望馮升波中國宏觀經(jīng)濟研究院能源研究所2024年7月11

日2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會一、

虛擬電廠建設(shè)背景二、

虛擬電廠發(fā)展現(xiàn)狀三、

虛擬電廠發(fā)展展望

近年來我國能源電力消費變化情況l2023年，全社會用電量9.22萬億千瓦時，

同比增速6.7%

，支撐了GDP的5.2%增

速。l

“十四五”前三年，我國全社會用電

量年均增速7%l

電力彈性系數(shù)連續(xù)3年超過1

，2016年

以來維持0.7以上的高位2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會2001年以來全社會電力消費變化情況3

近年來我國能源電力消費變化情況l2023年全社會用電量增長5800億千瓦時

（2023年風電+光伏合計新增2800億千瓦時）l

“十四五”前三年，全社會用電量年均增量約5700億千瓦時，遠超“十三五”的年均4000億千瓦時增量l2024年1—5月，我國全社會用電量同比

增長8.6%

，繼續(xù)維持高增長態(tài)勢近十年全社會用電量增長情況（億千瓦時）2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會4

近年來我國能源電力消費變化情況l

一產(chǎn)用電量：在全社會用電量中占比

保持在1—2%。l

二產(chǎn)用電量：“十三五”以來在全社會用電量中的占比下降了5.2個百分點。l

三產(chǎn)和居民用電量：“十三五”以來在全社會用電量中的占比上升了5.8個百分點?！笆濉币詠砣鐣秒娏拷Y(jié)構(gòu)變化情況2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會52024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會2015年以來我國電源新增裝機變化情況l

非化石能源發(fā)電：2023年占總發(fā)電裝

機比重首次突破50%

，達到53.9%，較上一年提升4.3個百分點。l

可再生能源發(fā)電：2023年可再生能源

發(fā)電裝機連續(xù)突破13億千瓦、14億千

瓦，歷史性超過火電裝機規(guī)模。l

新能源發(fā)電：2023年底風光合計裝機

10.5億千瓦，2024年5月底達到11.5億

千瓦，占總裝機比重37.9%。

近年來我國電力裝機結(jié)構(gòu)變化情況6

習(xí)總書記在中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會議上提出“四個革命、

一個合作”能源安全新戰(zhàn)略

黨的十九大報告提出，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系

十四五規(guī)劃綱要提出，構(gòu)建現(xiàn)代能源體系，實施能源資源

安全戰(zhàn)略

黨的二十大報告提出，加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系2017年2014年2021年2022年2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會

新型能源體系是實現(xiàn)碳達峰碳中和的基礎(chǔ)性工程

新型能源體系主要特征?新的供給消費體系——從化石能源為主體逐步過渡到新能源為主體?新的供需平衡模式——從源隨荷動到源網(wǎng)荷儲互動2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會實時平衡?

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)：以煤電為主，發(fā)電出力穩(wěn)定控制?

新型電力系統(tǒng)：供需雙側(cè)波動，新能源出力不穩(wěn)定，

用電需求尖峰化發(fā)

電用

電?全國非化石能源發(fā)電裝機占比穩(wěn)步提升

，

2040年達到80%左右

，

2050年超過90%。

新型電力系統(tǒng)演進趨勢?用電量持續(xù)增長

，增速逐步放緩

，

2060年

，

電能占終端能源消費的比重提升至70%左右

，全社會用電量

達到18.5萬億千瓦時。2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會

新型電力系統(tǒng)建設(shè)將加速需求側(cè)變革?需求側(cè)資源將成為電力系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)資源之一。

在供需高度協(xié)調(diào)、

產(chǎn)消一體化發(fā)展需求下

，

需求側(cè)資源將

逐漸提升至與供給側(cè)同等地位

，在促進電力供需平衡、

支撐新能源消納等方面發(fā)揮更加突出的作用。直接削峰工廠調(diào)整耗電設(shè)備負

荷、調(diào)整空調(diào)溫度等以新增的谷段電力

，替

代其他形式的能源移峰填谷緩解電力供應(yīng)緊張緩解局部短缺

，提

高電力系統(tǒng)效率采用蓄能技術(shù)

，如安裝

蓄冷空調(diào)等提高系統(tǒng)經(jīng)濟性

，

促進可再生能源消填谷需求側(cè)資源對電力系統(tǒng)的調(diào)整作用納需求側(cè)資源

對電力系統(tǒng)

的調(diào)節(jié)方式?歐洲:以分布式電源、

儲能資源為主

，

主要針對實現(xiàn)

分布式電源可靠并網(wǎng)和電力市場運營?案例一德國Next

Kraftwerke歐洲最大虛擬電廠:聚

合資源包括沼氣電廠、

熱電聯(lián)產(chǎn)廠、

水電光伏、

電

池儲能、

電動汽車、

工業(yè)負荷等。

截至2022年底，聚合規(guī)模約為1230萬千瓦

，聚合單元超過15000個，

通過調(diào)控各類分布式電源、

用戶和儲能系統(tǒng)

，參與

電力市場交易為電網(wǎng)提供平衡服務(wù)。?美國:聚焦負荷資源聚合調(diào)配

，推動小規(guī)模分布式電

源參與電力市場?案例一美國Tesla虛擬電廠:2022年Tesla與美國加

州公共事業(yè)公司PG&E合作

，

向符合條件的Powerwall用戶提供2美元/千瓦時的報酬激勵

，在

電網(wǎng)緊急狀況時向電網(wǎng)輸送電力

，有5萬個Powerwall用戶符合補貼條件

，

累容量計達到50萬

千瓦時。

歐美等國家積極推動虛擬電廠參與電力市場運營。2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會

虛擬電廠是電力需求側(cè)管理的重要實現(xiàn)形式

，

是我國電力需求側(cè)管理長期實踐的拓展

，

在

我國已進入以研究和示范為主的探索階段。部門政策主要內(nèi)容國家發(fā)改委

國家能源局《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》開展工業(yè)可調(diào)節(jié)負荷

、

樓宇空調(diào)負荷

、

大數(shù)據(jù)中心負荷

、

用戶側(cè)儲能

、

新能源

汽車與電網(wǎng)(V2G)能量互動等各類資源聚合的虛擬電廠示范。國家發(fā)改委

國家能源局《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制

機制和政策措施的意見》拓寬電力需求響應(yīng)實施范圍，

通過多種方式挖掘各類需求側(cè)資源并組織其參與

需求響應(yīng)，

支持用戶側(cè)儲能

、

電動汽車充電設(shè)施

、分布式發(fā)電等用戶側(cè)可調(diào)節(jié)

資源，

以及負荷聚合商

、

虛擬電廠運營商等參與電力市場交易和系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)。國家發(fā)改委

國家能源局《關(guān)于加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場

體系的指導(dǎo)意見》鼓勵抽水蓄能

、

儲能

、

虛擬電廠等調(diào)節(jié)電源的投資建設(shè)。國務(wù)院《2030年前碳達峰行動方案》構(gòu)建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)，

推動清潔電力資源大范圍優(yōu)化配置。

大力提升電力系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)能力，

加快靈活調(diào)節(jié)電源建設(shè)，

引導(dǎo)自備電廠

、

傳

統(tǒng)高載能工業(yè)負荷

、

工商業(yè)可中斷負荷

、

電動汽車充電網(wǎng)絡(luò)

、

虛擬電廠等參與

系統(tǒng)調(diào)節(jié)。國家發(fā)改委

等六部門《電力需求側(cè)管理辦法（

2023年版）

》支持各類電力需求側(cè)管理服務(wù)機構(gòu)整合優(yōu)化可調(diào)節(jié)負荷

、

分布式電源

、

新型儲

能等需求側(cè)資源，

以負荷聚合商或虛擬電廠等形式參與需求響應(yīng)。2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會

虛擬電廠含義?虛擬電廠

，

是依托負荷聚合商、

售電公司等機

構(gòu)

，

通過新一代信息通信、

系統(tǒng)集成等技術(shù)

，

實現(xiàn)需求側(cè)資源的聚合、

協(xié)調(diào)、

優(yōu)化

，

形成規(guī)

?；{(diào)節(jié)能力支撐電力系統(tǒng)安全運行。——《電力需求側(cè)管理辦法（

2023年版）

》

聚合各類需求側(cè)可調(diào)節(jié)資源緩解電力

供需壓力?虛擬電廠通過聚合和調(diào)動各類負荷側(cè)主體

，形

成更經(jīng)濟、

更靈活的可調(diào)節(jié)資源

，

緩解尖峰時2

段的供需矛盾。4

3

促進可再生能源優(yōu)化配置與消納能力提升?虛擬電廠能夠通過源網(wǎng)荷儲靈活雙向調(diào)節(jié)

，通

過填谷需求響應(yīng)或參與電力市場來促進可再生

能源消納和優(yōu)化配置。2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會

數(shù)字賦能需求側(cè)資源精準調(diào)控與靈活

互動?新一代數(shù)字技術(shù)賦能虛擬電廠智慧化發(fā)展，實現(xiàn)了對各類資源的智能監(jiān)測、

管理和調(diào)度。

豐富多元化經(jīng)營主體擴大負荷側(cè)靈活

資源規(guī)模?虛擬電廠既可以將電力用戶聚合

，形成

“負荷類”虛擬電廠

，更可將新能源、

儲能等整體優(yōu)化

，形成

“源網(wǎng)荷儲一體化”虛擬電廠。

1

虛擬電廠是促進電力供需靈活互動的重要抓手

，

具備4大特征：

深圳、

冀北、

上海、

山西、

寧夏等地結(jié)合區(qū)域特點均已開展了虛擬電廠的試點應(yīng)用。2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會?深圳:系統(tǒng)推進虛擬電廠建設(shè)?實踐-深圳虛擬電廠:平臺接入資源數(shù)量超過3萬個

，規(guī)模超過265萬千瓦

，

預(yù)計實時最大可調(diào)節(jié)負荷能力約56萬

千瓦

，是國內(nèi)數(shù)據(jù)采集密度、

接入負荷類型、

直控資源、

應(yīng)用場景豐富和全面的虛擬電廠調(diào)控管理平臺。響應(yīng)能力：

21

萬kW運營商收益：280+萬元響應(yīng)能力：

9萬kW運營商收益：

140萬元響應(yīng)能力：

5萬kW運營商收益：

31萬元響應(yīng)總量：

3萬kW運營商收益：

25萬元2022年2023年第1季度2023年第2季度2023年

第3季度2023年第4季度3

kW?冀北:常態(tài)化參與華北輔助服務(wù)市場?實踐-冀北綜能虛擬電廠:已連續(xù)運行4個采暖季

，

接入22個電采暖及大工業(yè)用戶

，

累計聚合容量

174.3萬千瓦

，理論調(diào)峰能力61萬千瓦

，

累計填

谷響應(yīng)電量1.86億千瓦時

，

為用戶和聚合商創(chuàng)造

服務(wù)收益3311萬元。

深圳、

冀北、

上海、

山西、

寧夏等地結(jié)合區(qū)域特點均已開展了虛擬電廠的試點應(yīng)用。2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會?上海:常態(tài)化參與市場化需求響應(yīng)?實踐-上海黃浦區(qū)商業(yè)建筑虛擬電廠:依托政府支持資

金常態(tài)化自主開展空調(diào)調(diào)控管理。

截止2024年3月底

已接入主體101戶

，接入資源類型規(guī)模達25219千瓦，

累計響應(yīng)電量17245千瓦時

，最大響應(yīng)負荷9800千

瓦

，

累計額產(chǎn)生的虛擬電廠激勵費用6.2萬元。

深圳、

冀北、

上海、

山西、

寧夏等地結(jié)合區(qū)域特點均已開展了虛擬電廠的試點應(yīng)用。?山西:試點參與現(xiàn)貨市場?實踐-山西風行測控、

山西電動汽車、

華能山西

能源3個虛擬電廠：

進入現(xiàn)貨正式運行共接入用

戶22戶

，接入容量20萬千瓦參與市場以來共交

易電量2965萬千瓦時

，結(jié)算電量2911萬千瓦時

，

結(jié)算金額583.33萬元

，總紅利46.2萬元。2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會?寧夏:試點參與調(diào)峰輔助服務(wù)?實踐-寧夏綜合能源服務(wù)有限公司虛擬電廠:涵蓋電采

暖、數(shù)據(jù)基站、

材料生產(chǎn)及制造等12個行業(yè)試點參

與輔助服務(wù)市場(以調(diào)峰服務(wù)為主)。

自2023年10月

28日啟動虛擬電廠輔助服務(wù)以來試點項目已開展14

次調(diào)峰服務(wù)

，

累計申報容量51.27萬千瓦

，

累計計劃

響應(yīng)電量262.95萬千瓦時。

城市級虛擬電廠?5月8日

，安徽省啟動申報虛擬電廠試點示范項目。?5月11

日

，湖北首個地市級虛擬電廠-黃石磁湖電廠市場化交易運營運營啟動。?5月27日

，湖南電力交易中心發(fā)布《虛擬電廠參與湖南電力市場交易實施細則（征求意見稿）

》。

6月22日，

湖南湘江新區(qū)虛擬電廠上線運行

，這是湖南省首家實體運行的虛擬電廠。?6月7日

，

山東電力交易中心公示8家虛擬電廠注冊信息

，標志著山東虛擬電廠從概念走向了實體。?6月28日

，成都市虛擬電廠管理平臺上線

，

已接入5個子虛擬電廠

，

可調(diào)節(jié)能力已超過40萬千瓦

，

力爭2025

年超過130萬千瓦。2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會

典型案例分析-上海?上海市虛擬電廠實踐特色-挖掘和聚合多元化電力負荷資源-建設(shè)和聯(lián)通多層次智能管理平臺-探索和培育多樣化新業(yè)態(tài)新模式?

面臨的挑戰(zhàn)-可調(diào)控資源規(guī)模仍待擴容-非技術(shù)因素制約虛擬電廠系統(tǒng)終端推廣-技術(shù)平臺和商業(yè)模式仍需進一步完善2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會階段類型參與優(yōu)勢近期峰谷電價

、

激勵型需求響應(yīng)聚合各類負荷側(cè)資源，

形成具有較強調(diào)節(jié)能力的

聚合體，

以市場化手段適應(yīng)不同場景需求。調(diào)峰

、

備用輔助服務(wù)遠期中長期

、

現(xiàn)貨市場與其他市場主體相比除具有調(diào)節(jié)能力外，

還具有

多元主體互補

、

消除波動性

、

協(xié)調(diào)優(yōu)化等優(yōu)勢。調(diào)頻

、

調(diào)壓等輔助服務(wù)可協(xié)調(diào)發(fā)揮儲能等多種資源的快速響應(yīng)優(yōu)勢。分布式交易推動分布式主體參與市場交易。綠證交易

、

碳排放權(quán)交易具備清潔能源就近消納能力。金融衍生品交易具備更好的調(diào)節(jié)和預(yù)測能力。

虛擬電廠發(fā)展路徑

虛擬電廠市場前景廣闊?部分金融機構(gòu)預(yù)測市場規(guī)模?財通證券:根據(jù)測算

，

2030年需求響應(yīng)市場空規(guī)模預(yù)計達到567億元

，

輔助服務(wù)市場空間規(guī)模預(yù)計達到50億

元

，容量補償市場空間預(yù)計達到54億元

，總體市場空間2030年有望超600億元。