4. 我國虛擬電廠的建設發(fā)展與展望

我國虛擬電廠的建設發(fā)展與展望馮升波中國宏觀經濟研究院能源研究所2024年7月11日一、虛擬電廠建設背景二、虛擬電廠發(fā)展現(xiàn)狀三、虛擬電廠發(fā)展展望3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，2001年以來全社會電力消費變化情況4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5800億千瓦時增量約5700億千瓦時，遠超“十三五”l2024年1—5月，我國全社會用電量同比近十年全社會用電量增長情況（億千瓦時）5近年來我國能源電力消費變化情況“十三五”以來全社會用電量結構變化情況6近年來我國電力裝機結構變化情況2015年以來我國電源新增裝機變化情況新型能源體系是實現(xiàn)碳達峰碳中和的基礎性工程習總書記在中央財經領導小組第六次會議上提出習總書記在中央財經領導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)劃建設新型能源體系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)荷儲互動實時平衡新型電力系統(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。?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)建設將加速需求側變革緩解電力供應緊張?需求側資源將成為電力系統(tǒng)主要調節(jié)資源之一。在供需高度協(xié)調、產消一體化發(fā)展需求下，需求側資源將逐漸提升至與供給側同等地位，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。緩解電力供應緊張直接削峰需求側資源對電力系統(tǒng)的調節(jié)方式緩解局部短缺直接削峰需求側資源對電力系統(tǒng)的調節(jié)方式緩解局部短缺，提高電力系統(tǒng)效率工廠調整耗電設備負荷、調整空調溫度等移峰填谷采用蓄能技術，如安裝蓄冷空調等移峰填谷采用蓄能技術，如安裝蓄冷空調等提高系統(tǒng)經濟性，促進可再生能源消填谷提高系統(tǒng)經濟性，促進可再生能源消填谷納以新增的谷段電力，替代其他形式的能源需求側資源對電力系統(tǒng)的調整作用歐美等國家積極推動虛擬電廠參與電力市場運營。?歐洲:以分布式電源、儲能資源為主?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NextKraftwerke歐洲最大虛擬電廠:聚合資源包括沼氣電廠、熱電聯(lián)產廠、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。?美國:聚焦負荷資源聚合調配，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。虛擬電廠是電力需求側管理的重要實現(xiàn)形式，是我國電力需求側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)可調節(jié)負荷、樓宇空調負荷、大數(shù)據(jù)中心負荷、用戶側儲能、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《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》拓寬電力需求響應實施范圍，通過多種方式挖掘各類需求側資源并組織其參與需求響應，支持用戶側儲能、電動汽車充電設施、分布式發(fā)電等用戶側可調節(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)運行調節(jié)。國家發(fā)改委國家能源局《關于加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》鼓勵抽水蓄能、儲能、虛擬電廠等調節(jié)電源的投資建設?！?030年前碳達峰行動方案》構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)綜合調節(jié)能力，加快靈活調節(jié)電源建設，引導自備電廠、傳系統(tǒng)調節(jié)。國家發(fā)改委等六部門《電力需求側管理辦法（2023年支持各類電力需求側管理服務機構整合優(yōu)化可調節(jié)負荷、分布式電源、新型儲能等需求側資源，以負荷聚合商或虛擬電廠等形式參與需求響應。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，通過新一代信息通信、系統(tǒng)集成等技術，實現(xiàn)需求側資源的聚合、協(xié)調、優(yōu)化，形成規(guī)模化調節(jié)能力支撐電力系統(tǒng)安全運行?！峨娏π枨髠裙芾磙k法（2023年版）》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：豐富多元化經營主體擴大負荷側靈活資源規(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聚合各類需求側可調節(jié)資源緩解電力供需壓力?虛擬電廠通過聚合和調動各類負荷側主體，形成更經濟、更靈活的可調節(jié)資源，緩解尖峰時2段的供需矛盾。數(shù)字賦能需求側資源精準調控與靈活互動?新一代數(shù)字技術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、管理和調度。43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)荷儲靈活雙向調節(jié)，通過填谷需求響應或參與電力市場來促進可再生能源消納和優(yōu)化配置。深圳、冀北、上海、山西、寧夏等地結合區(qū)域特點均已開展了虛擬電廠的試點應用。?深圳:系統(tǒng)推進虛擬電廠建設?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，預計實時最大可調節(jié)負荷能力約56萬千瓦，是國內數(shù)據(jù)采集密度、接入負荷類型、直控資源、應用場景豐富和全面的虛擬電廠調控管理平臺。響應能力：21萬kW運營商收益：280+萬元響應能力：9萬kW運營商收益：140萬元響應能力：5萬kW運營商收益：31萬元響應總量：3萬kW運營商收益：25萬元深圳、冀北、上海、山西、寧夏等地結合區(qū)域特點均已開展了虛擬電廠的試點應用。?上海:常態(tài)化參與市場化需求響應?上海:常態(tài)化參與市場化需求響應?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)化自主開展空調調控管理。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，累計響應電量17245千瓦時，最大響應負荷9800千瓦，累計額產生的虛擬電廠激勵費用6.2萬元。?冀北:常態(tài)化參與華北輔助服務市場?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，理論調峰能力61萬千瓦，累計填谷響應電量1.86億千瓦時，為用戶和聚合商創(chuàng)造服務收益3311萬元。深圳、冀北、上海、山西、寧夏等地結合區(qū)域特點均已開展了虛擬電廠的試點應用。?寧夏:試點參與調峰輔助服務?寧夏:試點參與調峰輔助服務?實踐-寧夏綜合能源服務有限公司虛擬電廠:涵蓋電采暖、數(shù)據(jù)基站、材料生產及制造等12個行業(yè)試點參與輔助服務市場(以調峰服務為主)。自2023年10月28日啟動虛擬電廠輔助服務以來試點項目已開展14次調峰服務，累計申報容量51.27萬千瓦，累計計劃響應電量262.95萬千瓦時。?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，結算電量2911萬千瓦時，結算金額583.33萬元，總紅利46.2萬元。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，可調節(jié)能力已超過40萬千瓦，力爭2025年超過130萬千瓦。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)-可調控資源規(guī)模仍待擴容-非技術因素制約虛擬電廠系統(tǒng)終端推廣-技術平臺和商業(yè)模式仍需進一步完善虛擬電廠發(fā)展路徑類型參與優(yōu)勢近期峰谷電價、激勵型需求響應聚合各類負荷側資源，形成具有較強調節(jié)能力的聚合體，以市場化手段適應不同場景需求。調峰、備用輔助服務遠期與其他市場主體相比除具有調節(jié)能力外，還具有多元主體互補、消除波動性、協(xié)調優(yōu)化等優(yōu)勢。調頻、調壓等輔助服務可協(xié)調發(fā)揮儲能等多種資源的快速響應優(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節(jié)和預測能力。虛擬電廠市場前景廣闊?部分金融機構預測市場規(guī)模?財通證券:根據(jù)測算，2030年需求響應市場空規(guī)模預計達到567億元，輔助服務市場空間規(guī)模預計達到50億元，容量補償市場空間預計達到54億元，總體市場空間2030年有望超600億元。?華西證券：預計2025年，虛擬電廠的投資建設市場規(guī)模有望超過300億元，平均每年投資建設規(guī)?；蚩蛇_到105-200億元。預計2025年虛擬電廠市場規(guī)模將達到968億元。?華泰證券：據(jù)中電聯(lián)，2025年我國最高用電負荷為16.3億千瓦?；诖?，測算得到2025年國內虛擬電廠市場規(guī)模將達102億元。2030年虛擬電廠市場規(guī)?；蜻_1000億元。?中金公司研：預計虛擬電廠調節(jié)負荷量占比有望在2030年達到5%。據(jù)測算，我國虛擬電廠行業(yè)有望在2030年觸達1320億元的理論市場空間。虛擬電廠發(fā)展相關建議①完善虛擬電廠政策支持體系?