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(jì)研究院能源研究所2024年7月11

日2024第二屆虛擬電廠運(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)2024第二屆虛擬電廠運(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)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(fèi)變化情況l2023年，全社會(huì)用電量9.22萬億千瓦時(shí)，

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(huì)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(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)2001年以來全社會(huì)電力消費(fèi)變化情況3

近年來我國能源電力消費(fèi)變化情況l2023年全社會(huì)用電量增長5800億千瓦時(shí)

（2023年風(fēng)電+光伏合計(jì)新增2800億千瓦時(shí)）l

“十四五”前三年，全社會(huì)用電量年均增量約5700億千瓦時(shí)，遠(yuǎn)超“十三五”的年均4000億千瓦時(shí)增量l2024年1—5月，我國全社會(huì)用電量同比

增長8.6%

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

近年來我國能源電力消費(fèi)變化情況l

一產(chǎn)用電量：在全社會(huì)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(huì)用電量中的占比下降了5.2個(gè)百分點(diǎn)。l

三產(chǎn)和居民用電量：“十三五”以來在全社會(huì)用電量中的占比上升了5.8個(gè)百分點(diǎn)。“十三五”以來全社會(huì)用電量結(jié)構(gòu)變化情況2024第二屆虛擬電廠運(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)52024第二屆虛擬電廠運(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)2015年以來我國電源新增裝機(jī)變化情況l

非化石能源發(fā)電：2023年占總發(fā)電裝

機(jī)比重首次突破50%

，達(dá)到53.9%，較上一年提升4.3個(gè)百分點(diǎn)。l

可再生能源發(fā)電：2023年可再生能源

發(fā)電裝機(jī)連續(xù)突破13億千瓦、14億千

瓦，歷史性超過火電裝機(jī)規(guī)模。l

新能源發(fā)電：2023年底風(fēng)光合計(jì)裝機(jī)

10.5億千瓦，2024年5月底達(dá)到11.5億

千瓦，占總裝機(jī)比重37.9%。

近年來我國電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)變化情況6

習(xí)總書記在中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會(huì)議上提出“四個(gè)革命、

一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略

黨的十九大報(bào)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(shí)施能源資源

安全戰(zhàn)略

黨的二十大報(bào)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(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)

新型能源體系是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)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(fèi)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(dòng)到源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)2024第二屆虛擬電廠運(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)實(shí)時(shí)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(dòng)，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(jī)占比穩(wěn)步提升

，

2040年達(dá)到80%左右

，

2050年超過90%。

新型電力系統(tǒng)演進(jìn)趨勢(shì)?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(fèi)的比重提升至70%左右

，全社會(huì)用電量

達(dá)到18.5萬億千瓦時(shí)。2024第二屆虛擬電廠運(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)2024第二屆虛擬電廠運(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)

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(jìn)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(fù)

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(jì)性

，

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

對(duì)電力系統(tǒng)

的調(diào)節(jié)方式?歐洲:以分布式電源、

儲(chǔ)能資源為主

，

主要針對(duì)實(shí)現(xiàn)

分布式電源可靠并網(wǎng)和電力市場(chǎng)運(yùn)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(chǔ)能、

電動(dòng)汽車、

工業(yè)負(fù)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(gè)，

通過調(diào)控各類分布式電源、

用戶和儲(chǔ)能系統(tǒng)

，參與

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

，推動(dòng)小規(guī)模分布式電

源參與電力市場(chǎng)?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(shí)的報(bào)酬激勵(lì)

，在

電網(wǎng)緊急狀況時(shí)向電網(wǎng)輸送電力

，有5萬個(gè)Powerwall用戶符合補(bǔ)貼條件

，

累容量計(jì)達(dá)到50萬

千瓦時(shí)。

歐美等國家積極推動(dòng)虛擬電廠參與電力市場(chǎng)運(yùn)營。2024第二屆虛擬電廠運(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)2024第二屆虛擬電廠運(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)

虛擬電廠是電力需求側(cè)管理的重要實(shí)現(xiàn)形式

，

是我國電力需求側(cè)管理長期實(shí)踐的拓展

，

在

我國已進(jìn)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(fù)荷

、

樓宇空調(diào)負(fù)荷

、

大數(shù)據(jù)中心負(fù)荷

、

用戶側(cè)儲(chǔ)能

、

新能源

汽車與電網(wǎng)(V2G)能量互動(dòng)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(jī)制和政策措施的意見》拓寬電力需求響應(yīng)實(shí)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(chǔ)能

、

電動(dòng)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(fù)荷聚合商

、

虛擬電廠運(yùn)營商等參與電力市場(chǎng)交易和系統(tǒng)運(yùn)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(chǎng)

體系的指導(dǎo)意見》鼓勵(lì)抽水蓄能

、

儲(chǔ)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(dá)峰行動(dòng)方案》構(gòu)建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)，

推動(dòng)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(fù)荷

、

工商業(yè)可中斷負(fù)荷

、

電動(dòng)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(jī)構(gòu)整合優(yōu)化可調(diào)節(jié)負(fù)荷

、

分布式電源

、

新型儲(chǔ)

能等需求側(cè)資源，

以負(fù)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(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)

虛擬電廠含義?虛擬電廠

，

是依托負(fù)荷聚合商、

售電公司等機(jī)

構(gòu)

，

通過新一代信息通信、

系統(tǒng)集成等技術(shù)

，

實(shí)現(xiàn)需求側(cè)資源的聚合、

協(xié)調(diào)、

優(yōu)化

，

形成規(guī)

模化調(diào)節(jié)能力支撐電力系統(tǒng)安全運(yùn)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(dòng)各類負(fù)荷側(cè)主體

，形

成更經(jīng)濟(jì)、

更靈活的可調(diào)節(jié)資源

，

緩解尖峰時(shí)2

段的供需矛盾。4

3

促進(jìn)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(chǔ)靈活雙向調(diào)節(jié)

，通

過填谷需求響應(yīng)或參與電力市場(chǎng)來促進(jìn)可再生

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

數(shù)字賦能需求側(cè)資源精準(zhǔn)調(diào)控與靈活

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

管理和調(diào)度。

豐富多元化經(jīng)營主體擴(kuò)大負(fù)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(fù)荷類”虛擬電廠

，更可將新能源、

儲(chǔ)能等整體優(yōu)化

，形成

“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”虛擬電廠。

1

虛擬電廠是促進(jìn)電力供需靈活互動(dòng)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(diǎn)均已開展了虛擬電廠的試點(diǎn)應(yīng)用。2024第二屆虛擬電廠運(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)?深圳:系統(tǒng)推進(jìn)虛擬電廠建設(shè)?實(shí)踐-深圳虛擬電廠:平臺(tái)接入資源數(shù)量超過3萬個(gè)

，規(guī)模超過265萬千瓦

，

預(yù)計(jì)實(shí)時(shí)最大可調(diào)節(jié)負(fù)荷能力約56萬

千瓦

，是國內(nèi)數(shù)據(jù)采集密度、

接入負(fù)荷類型、

直控資源、

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

21

萬kW運(yùn)營商收益：280+萬元響應(yīng)能力：

9萬kW運(yùn)營商收益：

140萬元響應(yīng)能力：

5萬kW運(yùn)營商收益：

31萬元響應(yīng)總量：

3萬kW運(yùn)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(chǎng)?實(shí)踐-冀北綜能虛擬電廠:已連續(xù)運(yùn)行4個(gè)采暖季

，

接入22個(gè)電采暖及大工業(yè)用戶

，

累計(jì)聚合容量

174.3萬千瓦

，理論調(diào)峰能力61萬千瓦

，

累計(jì)填

谷響應(yīng)電量1.86億千瓦時(shí)

，

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(diǎn)均已開展了虛擬電廠的試點(diǎn)應(yīng)用。2024第二屆虛擬電廠運(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)?上海:常態(tài)化參與市場(chǎng)化需求響應(yīng)?實(shí)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(dá)25219千瓦，

累計(jì)響應(yīng)電量17245千瓦時(shí)

，最大響應(yīng)負(fù)荷9800千

瓦

，

累計(jì)額產(chǎn)生的虛擬電廠激勵(lì)費(fèi)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(diǎn)均已開展了虛擬電廠的試點(diǎn)應(yīng)用。?山西:試點(diǎn)參與現(xiàn)貨市場(chǎng)?實(shí)踐-山西風(fēng)行測(cè)控、

山西電動(dòng)汽車、

華能山西

能源3個(gè)虛擬電廠：

進(jìn)入現(xiàn)貨正式運(yùn)行共接入用

戶22戶

，接入容量20萬千瓦參與市場(chǎng)以來共交

易電量2965萬千瓦時(shí)

，結(jié)算電量2911萬千瓦時(shí)

，

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(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)?寧夏:試點(diǎn)參與調(diào)峰輔助服務(wù)?實(shí)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(gè)行業(yè)試點(diǎn)參

與輔助服務(wù)市場(chǎng)(以調(diào)峰服務(wù)為主)。

自2023年10月

28日啟動(dòng)虛擬電廠輔助服務(wù)以來試點(diǎn)項(xiàng)目已開展14

次調(diào)峰服務(wù)

，

累計(jì)申報(bào)容量51.27萬千瓦

，

累計(jì)計(jì)劃

響應(yīng)電量262.95萬千瓦時(shí)。

城市級(jí)虛擬電廠?5月8日

，安徽省啟動(dòng)申報(bào)虛擬電廠試點(diǎn)示范項(xiàng)目。?5月11

日

，湖北首個(gè)地市級(jí)虛擬電廠-黃石磁湖電廠市場(chǎng)化交易運(yùn)營運(yùn)營啟動(dòng)。?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(chǎng)交易實(shí)施細(xì)則（征求意見稿）

》。

6月22日，

湖南湘江新區(qū)虛擬電廠上線運(yùn)行

，這是湖南省首家實(shí)體運(yùn)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(cè)信息

，標(biāo)志著山東虛擬電廠從概念走向了實(shí)體。?6月28日

，成都市虛擬電廠管理平臺(tái)上線

，

已接入5個(gè)子虛擬電廠

，

可調(diào)節(jié)能力已超過40萬千瓦

，

力爭(zhēng)2025

年超過130萬千瓦。2024第二屆虛擬電廠運(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)

典型案例分析-上海?上海市虛擬電廠實(shí)踐特色-挖掘和聚合多元化電力負(fù)荷資源-建設(shè)和聯(lián)通多層次智能管理平臺(tái)-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(kuò)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(tái)和商業(yè)模式仍需進(jìn)一步完善2024第二屆虛擬電廠運(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)2024第二屆虛擬電廠運(yùn)營與未來發(fā)展研討會(huì)階段類型參與優(yōu)勢(shì)近期峰谷電價(jià)

、

激勵(lì)型需求響應(yīng)聚合各類負(fù)荷側(cè)資源，

形成具有較強(qiáng)調(diào)節(jié)能力的

聚合體，

以市場(chǎng)化手段適應(yīng)不同場(chǎng)景需求。調(diào)峰

、

備用輔助服務(wù)遠(yuǎn)期中長期

、

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

還具有

多元主體互補(bǔ)

、

消除波動(dòng)性

、

協(xié)調(diào)優(yōu)化等優(yōu)勢(shì)。調(diào)頻

、

調(diào)壓等輔助服務(wù)可協(xié)調(diào)發(fā)揮儲(chǔ)能等多種資源的快速響應(yīng)優(yōu)勢(shì)。分布式交易推動(dòng)分布式主體參與市場(chǎng)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(cè)能力。

虛擬電廠發(fā)展路徑

虛擬電廠市場(chǎng)前景廣闊?部分金融機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)市場(chǎng)規(guī)模?財(cái)通證券:根據(jù)測(cè)算

，

2030年需求響應(yīng)市場(chǎng)空規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到567億元

，

輔助服務(wù)市場(chǎng)空間規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到50億

元

，容量補(bǔ)償市場(chǎng)空間預(yù)計(jì)達(dá)到54億元

，總體市場(chǎng)空間2030年有望超600億元。