01虛擬電廠的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況

虛擬電廠國(guó)內(nèi)發(fā)展情況介紹

我國(guó)與海外的虛擬電廠的發(fā)展差距，主要來(lái)自電力市場(chǎng)的成熟度差異。一方面，電力市場(chǎng)的市場(chǎng)化交易可為分布式能源帶來(lái)更多盈利空間，繼而提升家庭和工商業(yè)等單位參與虛擬電廠的積極性，底層數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長(zhǎng)可有效推動(dòng)軟硬件的迭代與更新，從而形成一套正向發(fā)展的閉環(huán)；另一方面，成熟的市場(chǎng)機(jī)制是虛擬電廠發(fā)展的沃土，其不僅包括多元化的市場(chǎng)，如電能量、輔助服務(wù)、容量等，還包括對(duì)主體地位明確、交易規(guī)則健全等。

目前來(lái)說(shuō)參與虛擬電廠建設(shè)主要有國(guó)網(wǎng)，南網(wǎng)和一些汽車新勢(shì)力企業(yè)，國(guó)網(wǎng)主要是利用內(nèi)部體系在做，包括信息通信部門、綜合能源部門、數(shù)字科技部門都在參與虛擬電廠的業(yè)務(wù)，南網(wǎng)在深圳成立一個(gè)虛擬電廠管理中心，目前已經(jīng)發(fā)展到2.0版本。另外，各個(gè)新能源汽車新勢(shì)力也在暗地里研究虛擬電廠這個(gè)產(chǎn)業(yè)，他們手中有著大量的充電站和換電站，這是一個(gè)很好的虛擬電廠入口資源。

1.國(guó)網(wǎng)冀北電力建設(shè)的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)虛擬電廠示范工程

該工程是我國(guó)首個(gè)虛擬電廠，于2019年12月投運(yùn)啟動(dòng)，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。它展示了虛擬電廠在協(xié)調(diào)源、荷、儲(chǔ)資源參與電力市場(chǎng)中的重要作用，并有望在以清潔能源為主體的新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮核心作用。至2022年底，秦皇島、廊坊和張家口三地的電網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)，已整合了11種不同類型的可調(diào)負(fù)荷，形成了總計(jì)35.8萬(wàn)千瓦的調(diào)節(jié)能力。

2.上海黃浦區(qū)虛擬電廠

黃浦區(qū)作為上海的重點(diǎn)區(qū)域，2019年成功建成首個(gè)商業(yè)建筑虛擬電廠，今年已出臺(tái)全國(guó)首部商業(yè)建筑虛擬電廠技術(shù)文件和運(yùn)營(yíng)導(dǎo)則。上海市黃浦區(qū)發(fā)展和改革委員會(huì)節(jié)能管理科科長(zhǎng)顧沁表示，目前黃浦區(qū)聚合了超過150幢商業(yè)建筑約60 MW的柔性響應(yīng)資源，并試點(diǎn)接入了6個(gè)居民社區(qū)和3個(gè)電動(dòng)車充電平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；虡I(yè)建筑可調(diào)資源與發(fā)電側(cè)互動(dòng)響應(yīng)的典型示范，累計(jì)參與削峰填谷調(diào)整電量達(dá)60萬(wàn)千瓦時(shí)。

3.深圳市虛擬電廠管理中心

自2022年以來(lái)，深圳先后出臺(tái)《深圳市虛擬電廠落地工作方案(2022-2025年)》《深圳市虛擬電廠精準(zhǔn)響應(yīng)實(shí)施細(xì)則》等文件，并成立中國(guó)內(nèi)地首家虛擬電廠管理中心，以之為牽引加大市場(chǎng)培育。

深圳虛擬電廠管理中心于2022年8月26日成立，這是國(guó)內(nèi)首家虛擬電廠管理中心，標(biāo)志著深圳虛擬電廠邁入快速發(fā)展新階段。深圳虛擬電廠已接入分布式儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心、充電站、地鐵等類型負(fù)荷聚合商14家，接入容量達(dá)87萬(wàn)千瓦，接近一座大型煤電廠的裝機(jī)容量。面對(duì)夏季用電高峰期，深圳的虛擬電廠肩負(fù)起緩解深圳局部電力供應(yīng)緊張、對(duì)新型電力系統(tǒng)調(diào)控進(jìn)行支撐、促進(jìn)清潔能源消納等重任。從運(yùn)行業(yè)績(jī)來(lái)看，該平臺(tái)自上線以來(lái)，調(diào)節(jié)能力已超56萬(wàn)千瓦。

今年6月份，深圳出臺(tái)《深圳市支持虛擬電廠加快發(fā)展的若干措施》，錨定基礎(chǔ)共性技術(shù)、全球資源市場(chǎng)、先鋒場(chǎng)景應(yīng)用三個(gè)重點(diǎn)發(fā)力方向，針對(duì)充換電設(shè)施、建筑、園區(qū)等應(yīng)用場(chǎng)景和資源聚合響應(yīng)，提出12項(xiàng)舉措，拿出真金白銀推動(dòng)虛擬電廠全鏈條、全生態(tài)發(fā)展。計(jì)劃到2025年，全市源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化發(fā)展取得顯著成效，建成具備100萬(wàn)千瓦級(jí)可調(diào)能力的虛擬電廠。

4.上國(guó)網(wǎng)天府新區(qū)供電公司的龍泉虛擬電廠

2024年3月23日，位于四川省成都市的龍泉虛擬電廠進(jìn)入試運(yùn)行階段。區(qū)別于電源型、負(fù)荷型虛擬電廠，龍泉虛擬電廠是一座混合型虛擬電廠，由成都天府新區(qū)供電公司參與建設(shè)，同時(shí)聚合了可自主壓降并參與調(diào)峰的工商業(yè)客戶，以及可向電網(wǎng)反向送電的儲(chǔ)能客戶等。為確?？烧{(diào)資源與龍泉虛擬電廠的有效銜接，天府公司指導(dǎo)相關(guān)主體分類施策：針對(duì)充電站資源，以車網(wǎng)互動(dòng)為抓手，在電網(wǎng)高峰期，可根據(jù)卡口斷面、公交車資源及充電站資源分布，優(yōu)先調(diào)度滿足條件的公交車就近向電網(wǎng)反送電，成為電網(wǎng)“移動(dòng)充電寶”。針對(duì)商業(yè)綜合體，對(duì)空調(diào)機(jī)組加裝柔性負(fù)荷調(diào)控裝置，實(shí)現(xiàn)空調(diào)負(fù)荷遠(yuǎn)程無(wú)感調(diào)節(jié)。

目前，該虛擬電廠已聚合充電站及新能源公交車、工業(yè)客戶、商業(yè)綜合體、客戶側(cè)儲(chǔ)能等各類負(fù)荷資源10萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)最大可調(diào)負(fù)荷超過5萬(wàn)千瓦。

虛擬電廠海外發(fā)展情況介紹

海外虛擬電廠起步早，發(fā)展各具特色，德國(guó)以管理分布式能源為主，美國(guó)側(cè)重于可調(diào)節(jié)負(fù)荷，日本則注重新型儲(chǔ)能。其收益模式包括電力市場(chǎng)交易、合同協(xié)議、服務(wù)收費(fèi)和綜合能源服務(wù)。國(guó)外虛擬電廠代表性企業(yè)主要有Next Kraftwerke、特斯拉以及Limejump等，NextKraftwerke的虛擬電廠項(xiàng)目主要在歐洲運(yùn)營(yíng)，特斯拉在美國(guó)和澳大利亞部署虛擬電廠項(xiàng)目，Limejump則主要在英國(guó)運(yùn)營(yíng)。

歐洲VPP市場(chǎng)

歐洲大多數(shù)國(guó)家分布式能源較為普及，重點(diǎn)要解決可再生能源消納和電網(wǎng)平衡問題，因此從發(fā)展分布式能源思路更加強(qiáng)調(diào)VPP在輔助市場(chǎng)的功能；目前主要是德國(guó)的Next

Kraftwerke虛擬電廠在運(yùn)營(yíng)，NEXT KRAFTWERKE是德國(guó)最早探索虛擬電廠的公司，也是目前德國(guó)最大的虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商，并于2021年被荷蘭殼牌公司收購(gòu)。截至2022年，共接入分布式資源15346座且并網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)12.29GW，交易量達(dá)到15TWh, 營(yíng)收6~8億歐元，且分布式資源遍布德國(guó)、比利時(shí)、奧地利、法國(guó)、波蘭、荷蘭、瑞士和意大利等西歐國(guó)家。NEXT KRAFTWERKE商業(yè)模式非常成熟，其業(yè)務(wù)進(jìn)階路線也較為清晰。一方面是“源-荷”兩端資源有效整合，在形成規(guī)模優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上以電力售賣為最直接業(yè)務(wù)模式，另一方面從公司成本結(jié)構(gòu)和基于歐洲近幾年能源價(jià)格高企且波動(dòng)分析，資源整合的電力售賣業(yè)務(wù)存在較高的成本攤銷和高波動(dòng)性的能源合同頭寸管理風(fēng)險(xiǎn)，故基于基礎(chǔ)電力市場(chǎng)基礎(chǔ)服務(wù)和VPP管理系統(tǒng)服務(wù)外，更加強(qiáng)調(diào)技術(shù)先進(jìn)性和商業(yè)實(shí)用性，NEXT KRAFTWERKE正從資源整合商向服務(wù)商過渡，以增值服務(wù)的高封裝和可標(biāo)準(zhǔn)化為方向。

美國(guó)VPP市場(chǎng)

美國(guó)電力需求旺盛，需要建設(shè)大量配套電站作為備用電源，為解決備用電源的經(jīng)濟(jì)性問題，從電源需求側(cè)管理出發(fā)更加強(qiáng)調(diào)DR在容量市場(chǎng)的作用，主要的虛擬電廠公司有 Autogrid systems和Tesla Autobidder等。

AutoGrid Systems 是美國(guó)的一個(gè)虛擬電廠平臺(tái)公司，成立于2011年，并于2022年被施耐德公司收購(gòu)。?AutoGrid Systems的主要業(yè)務(wù)涉及智能電網(wǎng)技術(shù)和虛擬電廠系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用，?特別是在清潔能源存儲(chǔ)方面，?該公司利用軟件定義電力技術(shù)，?為電網(wǎng)提供智能化的管理和優(yōu)化服務(wù)。?此外，?AutoGrid Systems還與Electro Power Systems合作，?共同開發(fā)軟件定義的電力工廠，?以促進(jìn)清潔能源的存儲(chǔ)和應(yīng)用。?

Tesla Autobidder是特斯拉旗下的虛擬電廠平臺(tái)，它通過自動(dòng)化將電池資產(chǎn)貨幣化，?為獨(dú)立的電力生產(chǎn)商、?公用事業(yè)和資本合作伙伴提供服務(wù)。?它提供價(jià)值型資產(chǎn)管理和組合優(yōu)化服務(wù)，?使擁有者和運(yùn)營(yíng)商能夠根據(jù)其業(yè)務(wù)目標(biāo)和風(fēng)險(xiǎn)偏好配置最大化的運(yùn)營(yíng)策略。?Autobidder管理著數(shù)百兆瓦時(shí)的資產(chǎn)，?在全球范圍內(nèi)提供了千兆瓦時(shí)的電網(wǎng)服務(wù)。?它的運(yùn)行范圍涵蓋各種規(guī)模，?從電表后端住宅系統(tǒng)的聚合到100MW公用事業(yè)規(guī)模的安裝。?Autobidder實(shí)現(xiàn)了硬件與軟件的無(wú)縫集成，?項(xiàng)目通電后立即獲得收入和動(dòng)態(tài)環(huán)境下全天候獲得收入的能力值得信賴。

Autobidder可有效管理儲(chǔ)能，?通過Tesla對(duì)電池系統(tǒng)物理層面至電芯層面的深入了解，?主動(dòng)確定每項(xiàng)潛在行動(dòng)的成本和收益，?包括收入流、?質(zhì)量保證和維護(hù)協(xié)議，?以實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)凈現(xiàn)值的最大化

通過Autobidder虛擬電廠平臺(tái)，特斯拉公司可以形成一個(gè)閉環(huán)，他既有電動(dòng)車，也有充電樁，有光伏還有儲(chǔ)能，其AI技術(shù)也是非常強(qiáng)大，目前來(lái)它是最先進(jìn)的虛擬電廠技術(shù)，但是運(yùn)營(yíng)效果還是有待更多的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)。

日本VPP市場(chǎng)

日本由于能源短缺，從節(jié)能角度出發(fā)更加重視兩者融合發(fā)展，故要兼顧容量市場(chǎng)與輔助市場(chǎng)。日本地區(qū)豐富的電力市場(chǎng)品類為虛擬電廠提供豐富更多盈利模式，較我國(guó)的虛擬電廠項(xiàng)目收益模式種類更多。其中輸配電可以穩(wěn)定系統(tǒng)，包括調(diào)頻、調(diào)壓、供需平衡，而我國(guó)主要以削峰填谷為主；售電側(cè)可以彌補(bǔ)電量不足產(chǎn)生的費(fèi)用差額，我國(guó)的虛擬電廠暫時(shí)無(wú)此種收益；用戶側(cè)收益模式增加設(shè)備利用最大收益化（將電源、儲(chǔ)能的富余空間通過負(fù)荷側(cè)市場(chǎng)進(jìn)行交易）、參與激勵(lì)協(xié)議。當(dāng)前，日本正開展典型的跨空間自主調(diào)度型虛擬電廠試驗(yàn)項(xiàng)目，計(jì)劃到2030年虛擬電廠裝機(jī)容量達(dá)37.7GW，VPP/DR投資總和達(dá)730億日元，其聚合的重點(diǎn)資源集中在住宅、辦公大樓、工廠、商業(yè)設(shè)施、公共事業(yè)和電動(dòng)汽車等六大領(lǐng)域，以“光伏+儲(chǔ)能”為主要形式。

日本VPP負(fù)荷集成商一般分為兩類，一是負(fù)荷集成調(diào)度商（Aggregation Coordinator，簡(jiǎn)稱AC），與系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商、售電企業(yè)和可再生能源發(fā)電企業(yè)直接進(jìn)行交易，提供需求側(cè)負(fù)荷的集成調(diào)度服務(wù)；二是負(fù)荷集成代理商（Resource Aggregator，簡(jiǎn)稱RA）與居民住宅和工廠等需求側(cè)用戶直接簽訂VPP服務(wù)協(xié)議，負(fù)責(zé)聚合用戶的各類負(fù)荷，兩者兼而有之也屢見不鮮。

負(fù)荷集成商通過聚合調(diào)控分散式電源獲取市場(chǎng)利益，為售電企業(yè)提供電力供給和電網(wǎng)平衡服務(wù)；為系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商提供系統(tǒng)平衡、備用以及保障電力質(zhì)量服務(wù)；為可再生能源發(fā)電提供富余電力消納服務(wù)；為需求側(cè)用戶提供能源管理服務(wù)。

02工商業(yè)儲(chǔ)能和相關(guān)產(chǎn)品介紹

從2023年開始，工商業(yè)儲(chǔ)能變得異常火熱，它指的是在工商業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用的儲(chǔ)能技術(shù)和系統(tǒng)。它主要是通過安裝儲(chǔ)能設(shè)備，如電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)和釋放。在電力需求低谷時(shí)段儲(chǔ)存電能，在高峰時(shí)段釋放電能，以達(dá)到降低用電成本、保障電力供應(yīng)穩(wěn)定性、提高能源利用效率等目的。具體來(lái)說(shuō)，工商業(yè)儲(chǔ)能具有以下幾個(gè)重要作用：

1. 峰谷套利：利用峰谷電價(jià)差，在低谷電價(jià)時(shí)充電儲(chǔ)能，高峰電價(jià)時(shí)放電供能，節(jié)省電費(fèi)支出。

2. 提高供電可靠性：在電網(wǎng)停電或故障時(shí)，作為備用電源為工商業(yè)設(shè)施提供持續(xù)的電力支持。

3. 改善電能質(zhì)量：平滑電力負(fù)荷波動(dòng)，減少電壓波動(dòng)和頻率偏差，保障設(shè)備正常運(yùn)行。

4. 參與需求響應(yīng)：根據(jù)電網(wǎng)需求，調(diào)整用電行為，獲取相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。

總之，工商業(yè)儲(chǔ)能是工商業(yè)用戶優(yōu)化能源管理、降低運(yùn)營(yíng)成本、提高能源利用效率和供電可靠性的重要手段。

大秦?cái)?shù)字能源技術(shù)股份有限公司作為全球前沿的儲(chǔ)能解決方案創(chuàng)新者，從成立之初就一直深耕儲(chǔ)能領(lǐng)域，憑借其深厚的技術(shù)底蘊(yùn)，卓越的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和持續(xù)的突破創(chuàng)新，在戶用儲(chǔ)能領(lǐng)域取得了優(yōu)秀的成績(jī)，儲(chǔ)能業(yè)務(wù)覆蓋全球超過100個(gè)國(guó)家和地區(qū)，服務(wù)客戶超過30萬(wàn)戶，并在幾年前就前瞻性的布局了工商業(yè)儲(chǔ)能，取得了不錯(cuò)的成績(jī)，推出的智慧光儲(chǔ)風(fēng)冷一體機(jī)DH200F和儲(chǔ)能液冷一體柜DH200Y產(chǎn)品也得到了廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、品質(zhì)優(yōu)良，交付及時(shí)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，受到了國(guó)內(nèi)外客戶的廣泛的好評(píng)。

03關(guān)于工商業(yè)儲(chǔ)能參與虛擬電廠的探討

如前文所述，一般來(lái)說(shuō)虛擬電廠的盈利來(lái)源可分為三大類，包括電力現(xiàn)貨交易、需求側(cè)的響應(yīng)，參與電力市場(chǎng)的輔助服務(wù)，通過調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)獲取收益，在電力供應(yīng)緊張的時(shí)候增加出力，在電力過剩的時(shí)候減少電能釋放，幫助維持電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，從而獲取相應(yīng)的補(bǔ)償，例如，擁有較多空調(diào)負(fù)荷或鍋爐類生產(chǎn)設(shè)備的用戶，可通過短時(shí)間關(guān)?？照{(diào)或在負(fù)荷低谷時(shí)利用鍋爐加熱增加用電量等方式參與虛擬電廠，從而獲得一定的經(jīng)濟(jì)收益。此外，隨著戶用光伏的普及，如果居民用戶配置了儲(chǔ)能裝置，也有望參與虛擬電廠。

現(xiàn)階段，在我國(guó)，虛擬電廠項(xiàng)目目前以研究示范為主，由政府引導(dǎo)、電網(wǎng)實(shí)施，且普遍聚焦于需求側(cè)響應(yīng)模式。部分試點(diǎn)項(xiàng)目采用現(xiàn)貨和輔助服務(wù)市場(chǎng)交易，通過調(diào)峰調(diào)頻使多方獲益。不過，國(guó)內(nèi)虛擬電廠商業(yè)模式暫不清晰，相關(guān)政策和機(jī)制尚不健全，工商業(yè)儲(chǔ)能參與虛擬電廠的主要收益還是來(lái)自電網(wǎng)的需求側(cè)響應(yīng)服務(wù)。

需求側(cè)響應(yīng)對(duì)于提高電力系統(tǒng)的靈活性，降低電力運(yùn)營(yíng)成本，減少對(duì)傳統(tǒng)發(fā)電方式的依賴，促進(jìn)可再生能源的整合，同時(shí)還可以減少環(huán)境影響，有著非常重要的意義。隨著我們的智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，需求側(cè)響應(yīng)的應(yīng)用將會(huì)更加的廣泛和深入，這個(gè)需求側(cè)響應(yīng)交易既能夠幫助企業(yè)保證生產(chǎn)的穩(wěn)定，還能夠有閑錢賺。

參與虛擬電廠需求側(cè)響應(yīng)服務(wù)示意圖

目前，在廣東深圳地區(qū)已經(jīng)開始有虛擬電廠接入服務(wù)，企業(yè)和個(gè)人可以通過與虛擬電廠運(yùn)營(yíng)集成商簽約，接入虛擬電廠管理平臺(tái)，參與需求響應(yīng)或者輔助服務(wù)來(lái)獲取收益。參考今年4月29日，廣東電力中心發(fā)文《需求側(cè)響應(yīng)零售交易及代理合同線上簽訂工作的通知》，通知指出，完成需求響應(yīng)線上關(guān)聯(lián)，對(duì)于能參與響應(yīng)的企業(yè)，那就是直接給這樣的企業(yè)發(fā)錢。已深圳市龍崗區(qū)寶龍街道某個(gè)工商業(yè)儲(chǔ)能項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目共配置了10臺(tái)大秦?cái)?shù)能DH200F光儲(chǔ)一體機(jī)，單臺(tái)電池容量為215kWh, 項(xiàng)目總?cè)萘繛?000kW/2150kWh，該工商業(yè)儲(chǔ)能項(xiàng)目除了進(jìn)行常規(guī)的峰谷套利之外，還接入了深圳市虛擬電廠平臺(tái)，參與需求響應(yīng)最高一度電中標(biāo)價(jià)格可達(dá)到3.5元/kWh，一次1000kWh, 2023年共調(diào)用了13次，總共的收益就是4.55萬(wàn)元，預(yù)計(jì)2024年調(diào)用次數(shù)將會(huì)超過20次，收益會(huì)更加明顯。

從未來(lái)發(fā)展來(lái)看，隨著分布式電源、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能、微電網(wǎng)等的快速發(fā)展，虛擬電廠的資源聚合方式將使更多主體可以參與其中并創(chuàng)造價(jià)值，成為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要形式。同時(shí)，我國(guó)也在借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)國(guó)內(nèi)虛擬電廠的發(fā)展，例如完善相關(guān)政策支持、發(fā)揮能源公司的運(yùn)營(yíng)主體作用、聚焦輔助性市場(chǎng)等。