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1、中国虚拟电厂行业研究报告2023年虚拟电厂VPP研究范畴界定虚拟电厂既是电力交易市场的重要组成,也是能源互联网的有机节点分别从VPP的两个核心驱动要素来看,其中商业规模化主要对应了电力交易市场的逐渐迭代,技术应用驱动,主要是对应了能源互联网的大技术系统研究范式。当然,考虑本报告的阅读主体主要是企业经营者、投资机构、第三方研究机构等更加侧重于市场商业化、企业案例分析等方向,所以本文的研究范围主要聚焦在VPP在电力交易市场背景下的商业范式研究。虚拟电厂不同行业落位分类短期相关长期相关来源:国家电网、国家电力调度控制中心、艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。01中国虚拟电厂行业发展背景Developmen
2、tbackground02全球虚拟电厂行业发展现状GlobalIndustrialperspective03中国虚拟电厂行业发展现状ChinaIndustrialperspective04国内外典型企业案例CasestudyCONTENTS目录电国虚拟电厂行业发展背景Developmentbackground1.l中国电力能源供给端风光发电装机量递增,对应峰谷调拨及合理消纳需求旺盛从每年新增发电装机量来看,风光电装机量虽然存在一定的投资周期性,但是长期来看,仍是比较核心的成长型电力资产。结合其在全天候场景下存在明显的“波动性、低出力特征。从长期的投资收益角度考虑,需要结合补贴叠加充分交易”来实
3、现经济效益和绿色效益的双提升。2015-2022年中国新增发电装机量结构分布中国电源出力全天候分布特征光电(%) 火电(%) 风电() 水电(%)核电()一火电()一核电()一风电()光电()来源:国家能源局,中电联,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制.Ll中国电力能源供给端风光发电规模扩大,未来有效消纳成为绿色经济持续发展的首要目标从能源发电结构来看,中国能源发电量占比中,风光发电的占比出现明显的扩大趋势。当然聚焦2022年,可以看到,发电量相对占比出现了一定程度的下滑。考虑到发电装机量(前置投资因素),有效并网量(后置消纳因素)。当下节点,需要有效的解决风光电长期、合理消纳的问题。才能在相对理想
4、的条件下,实现在2025年达到16.5%发电占比的目标。当然,从整个电力网络的有效运营角度来看,有效解决其“峰谷调拨及合理消纳”问题,将成为能源市场持续繁荣的重中之重。20152022年中国能源发电量结构20252060年中国能源发电量结构预测来源:国家能源局,全球能源互联网发展合作组织,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制.Ll中国电力能源供给端分布式发电摊薄集中投资收益,平抑长期供需缺口及短期波动性从政策推动性角度来看,分布式风光电自2021年起,开始进入强政策推动期。国家能源局及其他相关部委,分别按照不同行政层级(省、县、市、区),以及不同执行主体(公共机构、政府机构、企业单位等)推动分布式光伏
5、、分散式风电的加快发展。比如在2022年5月发布的关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案,明确提出到2025年,公共机构新建建筑屋顶光伏覆盖率力争达到50%o当然,国内分散式风电,相较分布式光电,仍存在较为明显的技术商业化差距。20172022年中国分布式光电装机量20172021年中国分散式风电装机量来源:国家能源局,CWEA,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制.L2中国电力能源需求端第三产业+居民电力消费比重逐年升高,弹性系数分布区间长期上移从整体电力消费结构来看,第三产业+居民用电的消费比重逐年升高,一方面对应了整体中国经济结构发展中,泛口径下的高端制造业和软件服务业、物流服务业等,肩负了更
6、强的新经济动能。同时另一方面,基于全产业数字化的背景下,用电终端(包括居民用户)的用电依赖性也在逐渐增强。结合长周期下的,在未来国内经济增速维持温和增长的前提下,考虑到第三产业+居民用电的分布式+储能渗透率逐渐提升,电力消费弹性系数,大概率会进入低波动、高运行的新区间。20102022年中国电力消费分布结构2010-2021年中国电力消费弹性系数1.2 中国电力能源需求端新兴行业电力依赖性与日俱增,负荷特征呈现复杂化趋势作为国内新经济增长的典型电力负荷需求方,数据算力、5G通信、新能源汽车等,其电力需求在量级增速方面,呈现出明显的快速增长。当然从负荷特征来看,数据中心因为其产业发展的应用场景已
7、经开始从“中心化网络向“边缘计算过渡,所以有可能呈现出大者更大,诸更密的分布特征,对应电力负荷特征也会出现两极分化。新能源汽车,特别是BEV车型的高渗透率,也对应会增加电力负荷的随机性。从整体来看,更加系统化、动态化的电力系统,会成为未来电力供需网络的核心形态。20202025年中国新兴产业电力消费结构20202025年中国新兴产业电力负荷结构2020202120222023e2024e2025e新能源汽车充电(亿千瓦时)_!电炉钢(亿千瓦时)计算机、通信和其他电子设备制造业(亿千瓦时)数据中心(亿千瓦时)一光伏制造(全产业)(亿千瓦时)通讯基站(亿千瓦时)来源:信达证券研究中心,艾瑞咨询研究
8、院自主研究及绘制。5G通信(亿千瓦时)1.3 中国电力能源服务端分布式储能技术的规模化应用,将成为电力供需结构矛盾的核心节点结合前面讨论的新能源发电的并网量级矛盾、结果矛盾来看,新型储能技术的规模化,一方面能够在时间层面解决并网错峰的现实问题;同时也能主动促进电力负荷端的“源荷一体化”改善。从产业供需两端,改善电力能源的市场化应用的问题。同样以新能源汽车相关配套的充电桩为例,伴随着其作为电力负荷端的基础设施密度的快速增长,光储冲放一体模式,结合BEV的先天储能属性,亦能从负荷端,实现分布式源荷载体的经济及社会效益优化。2022年Q1Q3中国新型储能装机规模(新增投运)2022年2023年中国充
9、电桩保有量来源:CNESA,中国充电联盟,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。2022(万台)2023e(万台)L3中国能源管理端负荷聚合从被动向主动过渡,高基数能源需求的精益效益显现从能源需求端的负荷特征来看,本身相较供给端就具备更强的分散性、随机性”。同时,随着需求端电动汽车、储能设备的快速应用扩张,未来负荷的主动优化的需求,也推动从过往相对中心化的被动聚合,向主动聚合过渡。同时,未来亦存在分布能高渗透率场景下的“源荷一体趋势,该场景下的,自发电/并网收益双运行模式,更加依赖主动聚合方式下的有效精益控制,实现公共效益和个体效益的双平衡。被动负荷聚合方法及相关负荷特征主动负荷聚合方式及相关控制路径
10、主动负荷聚合聚合方法应用场景负荷特征基于参数辨识基于蒙特卡洛模拟基于福克普朗克基于马尔科夫链调压功率平衡、有功备用等制 可再生能源波动、调压、需求响应用户最低舒适度分析等负荷跟踪等大量随机负荷状态随时间明显变化的负荷来源:负荷聚合技术及其应用,艾瑞咨询研究院自主研究及绘制.空调、冰箱、热水器 等温控负荷物理模型阶数较彳珅勺分布式控制控制主体 核心差异02多球虚拟电厂行业发展研究Developmentstatus12政策环境对比:各国基于本国电力市场现状,在推动切入点存在差异结合各国在自身市场环境下的政策差异,可以看出,宏观层面碳中和目标是较为一致的长期目标。另外考虑到电力市场交易天然具备较强的
11、垄断性禀赋和安全性要求,所以几乎都是电力市场改革+虚拟电厂技术商业化”并行推动。并且从投资视角来看,虚拟电厂明显具备强政策驱动+强技术投资前置”的双特征,所以核心市场主体更适配资产运营收益”的投资模型。全球主要国家虚拟电厂政策区域和相关环境来源:GEIDCO,艾瑞咨询研究院整理及绘制。发展路径对比:欧洲I国家侧重电源端整合,美国市场侧重需求侧管理追溯至欧洲的能源行业上游,能源紧缺性和可再生能源的蓬勃发展互为因果,所以如果长期有效的解决多形态能源的电源侧资源整合是其需要核心解决的主要问题。同时,考虑到各国下游能源需求结构的明显差异性,跨区协作以及长效交易也是其在电源端推动虚拟电厂建设的主要原因。
12、在美国市场,一方面由于大部分州的电力市场上游基本处于寡头垄断状态(部分州是基于行政原因,部分州是基于市场原因),新进入者和技术商业化玩家考虑到市场进入成本、资源整合成本等问题,主要在需求响应侧进行项目建设。欧洲国家/美国虚拟电厂市场化发展历程对比政策驱动期叁国、荷兰】 西班牙等r英国、法国、 I西班牙等8国启动全球收I 个虚拟电厂 项目VFCPP 、)启动FENlX 项目,搭建 首个适合欧 洲电力系统 的虚拟电厂 项目 v 2000 年2005 年丹麦、德国、 等国家德国、波兰1 为首7家公司启动 EDISON 项 目,以电动 车系统为核 心启动Web2 Energy项目; 采用智能计景、 杵
13、能镉聋筲军 曹电臼6化:如 深q多坤中力三 源 k 2009年 J2010 年 J启初 TWENTIES 项目,提高海上 风电的电能SiiB 卿就公司 Statkraft在德国 建立第一个商业 直以发电厂2012 年开始大规模商 业化应用,Next PooIfF 始为德国四大 输电网运营商 提供控制储备服务2013 年2021年r1美国美国美国片1美国颁发能源 政策法案, 大力支持对 盅求响应的 建设颁发需求响 应年度报告 系统分析需求 响应实施背景 与现状、需求 晌应对系统的 影响族发美国复 苏与再投资法 案,划拨45 亿美元用于整 合需求求应设 备和实现智能 电网技术淡发g需求响 应国家行
14、动计 划,将需求 响应上升到国 家层面美国纽约州Con EdiSon公司开始启动CEVPpU 划,首次探索虚拟电广而目V-Z美国佛薮特州GreenMountainPoWer公司搭 建虚拟电厂平 台,接入2000 余个家庭用户I J特斯拉与PE&G再加州推出了虚拟电厂测试,探索新的运营模式商业转化期来源:GEIDCO,艾瑞咨询研究院整理及绘制。能源结构现状:非再生能源相对紧缺,各类型资源禀赋分散欧盟电力生产结构中,风电、氢能、太阳能的相对增幅是最为直观的。当然考虑到近两年因为地缘政治等因素,导致的传统能源(非再生能源)存在较大的波动性,这也在一定程度上,通过非政策因素加速了相关新能源的替代。同时
15、结合对头部电力消费国家的电力市场观察,其实也都存在一定程度的电价保护机制(避免能源危机对需求终端产生破坏性传导),所以可能在实际的虚拟电厂业务运营层面,在多个财务年度下,会产生新能源补贴电价和电价保护机制下的利差对冲。这一点在文末的案例分析中,会有所涉及。2020-2022年欧盟电力生产量及结构分布2021年欧盟电力消费国家区域分布352387419561684-2U2U核电(TWH)煤电(TWH)氢能(TWH)生物质能(TWH)4214465585527326132U7I2UZZ天然气(TWH)风电(TWH)太阳能(TWH)其他化石能源(TWH)匈牙利 葡萄牙希腊 罗马尼亚 既利兰时兰典兰牙
16、利德国T曙瑞波s其他可再生能源(TWH)来源:Ember,艾瑞咨询研究院整理及绘制.电力市场现状:市场结构相对完善,形成跨区互联动态出清网络欧洲统一电力市场在整体欧盟的一体化框架下,主要目标为三个方向:1、引入竞争机制,同时提高运营效率和经济效益;2、因为各国能源禀赋差异较大,促进能源资源整合,提升能源系统安全;3、基于低碳目标,促进清i吉可再生能源渗透。当然,其近30年电力体制改革,一方面形成了输电网资产产权和经营权的有效独立等一系列市场化制度,另一方面也建设成了相对有效的统一电力交易市场。欧洲电力市场分类及相关交易结构来源:东证期货,艾瑞咨询研究院整理及绘制。虚拟电厂发展现状:以德国市场为
17、典型案例,多样性虚拟电厂主体参考目前德国市场的商业化路径和案例,不同参与主体其实在运营端具备不同的起点/能力差异性。其中,以电力公司为代表的传统型玩家,明显具备规模优势和资源优势,更加着重于资产优化的商业逻辑。以创新电力设备厂商为代表的的需求侧玩家,更具备服务主体的灵活性,并且长期来看能够实现从设备渗透向服务能力”的业务升级。聚合型玩家虽然在商业模式底层更偏向轻资产运营模式,但是考虑到其天然的平台性+聚合性”,在实现全链路服务、全资源覆盖的拐点前,将始终处于强资本支出状态。德国虚拟电厂玩家资遮券典耶艮号券攀机匕电源端储能改造,适配虚拟电厂平衡能力可控机组、非可控机组区域性配电公司、供电子公司、
18、市政背景电力公司NextKraftwerlkee2mEnteliosGETECEnergieMWEnergieBayWa.reSonnen能源资源组合电+求+能发侧需侧储发电侧+需求侧+储能需求侧发电侧+需求侧发电侧+需求侧发电侧储能电厂规模9016MW(2021年)3.26MW(2021年)1GW(2018年)3000MW以上500MW(2015年)3.3MW(2019年)资源管理与优化平衡服务直接销售电力公司白标解决方案V需求响应(商业和工业)需求响应V(家庭)零售业务电源端储能改造,适配虚拟电厂平衡能力能源结构现状:能源对外依存度持续下降,可再生能源比例变化缓慢从整体来看,美国能源结构中
19、相关不可再生能源储量相对丰富,所以外部依存度始终处于弱平衡(战争等极端情况除外)。从长周期来看,美国能源效率也经历过基于典型经济周期的起伏。结合当前时点,美国能源政策的典型变化,未来存在较为典型的两极分化趋势,一方面基于美国政府的对于化石能源的战略变化,推动了可再生能源进入新的增长通道。另一方面的小型新能源商业市场,较为典型的需求端商业主体正在发挥更强的商业主体作用。20192021年美国电力生产量及结构分布2015-2021年美国能源对外依存度16162019202020212015201620172018201920202021-煤炭(% ) -天然气(% ) 一石油(% ) -生物质能(
20、% )天然气(TWH)核电(TWH)水电(TWH)生物质能(TWH)地热能(TWH)煤电(TWH)风能(TWH)阚(TWH)石油及其他(TWH)来源:EIA,艾瑞咨询研究院整理及绘制。电力市场现状:以PJM电力市场为代表的集中式电力市场美国整体电力市场主体相对多元化,同时分布较为分散。基于电力市场有效服务的用户数量来看,市属电力公司占比15%,私有电力公司占比68%,农村电力合作社占比13%,电力经销商占比4%。PJM作为第一个电力联营组织,目前无论在时间维度的多周期覆盖,还是多商品品种、多参与主体的覆盖,均较为全面。其中,其市场机制中,关于电能与辅助服务联合出清机制”(实现整体社会效益最大化
21、)、虚拟申报机制”(增加非实体主体参与度,提高交易流动性)、双结算机制(综合对冲价格风险).美国PJM市场总体架构场外交易容显市场易合 交价 边差约 孙 1个基本拍卖市场,3个追加拍卖 市场和1个双边交易市场 核心是可靠性定价模型 中标资源需参加现贷市场 引导投资,保证容量充沛性、回 收固定成本跨区交易 物理执行 可以同时申报是否在阻矗时削减 交易或支付阻塞费用金融衍生品交易金融输电权交易结算实时调度 持有者获得阻塞收益 分为债权型和期权型 规避现货市场阻塞价格风险电能双结尊日前中标出力*日前LMP+(实时计量-日前中标出 辅助结算服务其他品类品种结尊成本补偿、考核等力)*实时LMP来源:国家
22、电力调度控制中心组,艾瑞咨询研究院整理及绘制。电力市场现状:以ERCoT电力市场为代表的零售侧竞争电力市场相较PJM电力市场,ERCOT市场作为一个独立电网,和其他州并没有交流互联。但是其作为早在2002年就开启了零售侧竞争市场。其用户侧自主选择电力供应商比例超过30%,连续8年被评为美国和加拿大最具竞争性的电力零售市场。同时相对PJM市场,其因为没有设立容量市场,上游电源端投建性成本,主要通过发电本身收益,以及相关辅助服务收入回收。当然,相对应的这对该市场的价格有效性就提出了更高的要求。2021年美国ERCoT电力市场发电量结构美国ERCoT售电市场及电力交易结构燃煤18.4%核电8.3%天
23、然气48.6%集中竞价、申谢寻求代理授权计划实体双边协商交易输电(TSP)配电(DSP)协商交易批发隼算申亶求代理寻求代理售电公司/负荷服努商(LSE)用户电力市场参与者(Power双边协商交易申请/寻求代理电力传输一一交易结算来源:国家电力调度控制中心组,艾瑞咨询研究院整理及绘制。虚拟电厂市场现状:需求响应改革政策+商业化配套并行考虑到美国电力市场的独立性和分散性,VPP相关项目的有效实施也具备明显的差异性。当然因为其虚拟电厂的发展路径脱胎于能源需求侧响应,所以可以看到其在需求负荷端更加侧重。同时可以看到因为主要聚焦用户侧场景,所以除了配售电公司等公共服务性公司以外,第三方独立的VPP商业公
24、司具备多元化特征,诸如能源/储能相关硬件装备制造商、平台软件服务商、第三方平台聚合商等商业主体。当然,值得一提的是,为了有效提高用户侧影响灵活性和构建分布式集约化的能量市场,储能配套也是商业化的重要环节。美国各州推动VPP及相关储能配套项目分布美国VPP政策推动/商业化路径虚拟电厂政策推动/法律保障:能源政策法华盛顿州: 集成储能 俄勒冈州:连接 525个用户,结合 储筋推迸VPP1992年20(5 年鼓励需求响应投资,并允许 需求峋应斐源参与批发市场解除批发市场与输电眼务的/vtsn = .ftooo = x, 绑定允许需求响应资源参 联邦能源管理委K会第888号令一与批发市场竟争鼓励采用分
25、时电价促迸需法律保障:能源政策法一求峋应技术发展的击碎我能UeaS号仝交或晒内潜力楙 出评估,明端发展龄碍,制定政策建议啾:.共25MW 的 fiH佛罗里达州: 提供高达 4000美元/套 住宅储能补贴新罕布什尔州: 符合响应降低系 统峰值亚利桑那州: 的 连接900个 用户,据供最高2 500美谡辨卜 贴,按3600美元 /套奖SllOOO套 储能内化达州: 提供500万 美元奖励, 鼓励住宅安 装光伏存储科罗拉多州: 集成XCel能源的500住宅用户阿拉巴马州十 乔治亚州: Power Create智能试点市场化交易政策联邦能源管理委员会第719号令一允许需求响应直 接参与批发市场 竞价市
26、场化交易政策_允许需求响应作为虚拟电厂项目来源组网能源院,艾瑞咨询研究院整理及绘制。20八年佛蒙特州、纽约州、德克萨斯州以及加利福 尼亚州的公共实事业公司开展VPpit划电源参与电力供马萨活塞州+康 涅狄格州:计划 补贴每千瓦225 美元,总共提供 31MW调节能 力美国在虚拟电厂场景下用户侧储能收益3,0002,0004,000(美元)(美元)(美元)(美元)(美元)9,000分时电价管理电网服务需量电责管理光伏自发自用净收益(美元)(美元)03中国虚拟电厂行业发展研究Developmentstatus22促进性、监管性政策并举,制度建设向市场化方向渐进改革从长期来看(5年以上的周期下),国
27、内的电力市场改革一直处在推进中。从结构上来看,其实整体市场的资源分布结构亦持续保持纺锤体结构。在短周期场景下(3年周期),电源侧和负荷侧的政策推动,以及相关主体市场(电力交易市场)的构建目前明显处于加速周期下,对应至虚拟电厂市场,刚处于有长期制度基础,短期市场基础正在形成的商业化初期。20202023年新能源及监管政策梳理政策发布日期政策名称改号发布机关政策方向2020/1/20关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见财政部、国求发展改革委、国家能蜩新能源2020/V21可再生能源电价附加资金管理办法/财建(2020)5号财政部、国家发展改革委、国家能源局新能源2020/3/21关于202
28、晚光伏发电上网电价政策有关事项的通知国家发展改革委新能源2020/4/9关于做好可再生能诵发展十四五规划编制工作有关于项的通知国冢能源局新能源2020/4/29关于印发202阵能源监省田点任务清单的通知国京能源局监首2020/5/18关于印发各省级行政区域2020年可再生的S电力消纳员任权市的通知国家发展改革委、国京能源局新能源2020/6/5关于印发202睇能源工作指导意见的通知国家能源局监管2020/7/14关于开展跨省跨区电力交易与市场秩序专项监省工作国家能源局监管2020/8/21关于开展第五批增量配电业务改革试点的通知国求发展改革委、国家能源局增显配电2020/9/29关于促进非水可
29、再生能通发电健康发展的若干意见财政部.发展改革委.国家能源局新能源2020/11/6关于印发电力现货市场信息披露办法(暂行)的汰国京能源局电价电力市场2020/11/18关于力瞅推进可再生能源发电补贴项目清单审核有关工作的通知财政部新能源2021/3/17关于印发清洁能源消纳的情况综合监管工作方案ff三Sl国家能源局新前源2021/5/21关于2021年可再生能源电力消纳费任权歪及有关事项国家发展改革委、国家能源局新能源202V6/7关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知国家发展改革委新能源、电价2021/7/29嘉霸嘉赞瞥原发电企业自建或电买调峰能力增嘀翳新能源2022/1/29关于
30、印发十四五现代能源体系规划的通知国家发展改革委、国家能源局其他2022/1/30关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见国家发展改革委、国家能源局新能源2022/2/23关于印发十四五”新型铺能发展实施方案的通知国家发展改革受、国家能源局新熊源2022/4/16电力可毒性管理办法(智行)国家发展改革委其他来源:公开资料,艾瑞咨询研究院整理及绘制。20202023年电价及电力市场政策梳理I政策发布日期政策名称/文号发布机关政策方向202019省圾/区域电网输电价格定价办法国家发展改革委电价2020/2/18关于推进电力交易机构独立规危运行的实施意见;发改体改(2020)234号国家发展改
31、革委、国家能源局电力交易机构2020/3/26关于做好电力现货市场试点连续试结算相关工作的通知侬改办畿源题(2020)245号国求发展改革委、国家能源局电力市场2020/7/1电力中长期交易基本规W发改能源规(2020)889国双发展改革委、国家能源局电力市场2020/9/28关于核定2020-2022年区域电网检电价格的通知/发改价格规(2020)1441号国家发展改革委电价2020/9/282020-2022年SS级电网输配电价的通知国家发展改革委电价电力市场,2020/11/25关于做好2021年电力中长期合同签订工作的通知国泰发展改革委、国京能调局电力市场2020/12/30关于进一步
32、完善电力调度交易与市场秩序厂网联席会议制度的通知国京能源局电力市场2021/4/30关于进一步完善抽水IS能价格形成机制的赦见国家发展改革委电价2021/7/126关于if完善分时电价机制的通知国家发展改革委电价2021/10/11关于进T深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知国求发展改革委电力市场2021/10/23关于组织开展电网企业代理购电工作有关事项的通知国家发展改革委电力市场2021/11关于印发售电公司管理办法的通知国家发展改革委、国家能蜩电力市场2021/12/21关于印发电力辅助服务管理办法的通知国家能源局电力市场2021/12/21关于印发电力并网国常理规定的通知国家能源局电力
33、市场2021/12/21关于印发要素市场化配置综合改革试点总体方朝通知国务院电力市场2022/1/18关于加快硅设全国婉一电力市场体系的指导意见国家发展改革委.国家能蜩电力市场2022/2/21关于加快推迸电力现指市场建设工作的通知国家发展改革委.国家能电力市场2022/2/24关于进一步完善煤炭市场价格形成机制的通知国家发展改革委电价2022/3/1S关于加快建设全国杭一大市场的喙见中共中央国务院电力市场电力交易市场建设是市场驱动主线,辅助服务市场处于拐点性节点回顾整个中国电力交易市场的变化,围绕着电力交易主体以及区域性交易试点,所展开的市场改革,基本原则是从国情出发,适配区域特征,同时结合
34、勘卜市场先进经验,进行试错式渐进性改革。对应的辅助服务市场的发展,也逐渐随着交易市场完善,从基本的交易公平问题,转入更深层次的服务性匹配问题,当然当前时点,围绕着“源荷网储一体化、多能互补协调”这些新式能源系统形态,展开兼顾经济效益和社会效益的模式探索,将成为上下协同的核心方向。中国电力现货市场及辅助服务市场建设路径完善辅助服务阶段辅助雳建设,一 力现货市场建设全电价统一补偿阶段2000-2010年3、1998年,在上海、浙江、 山东、辽宁、吉林和黑龙江6 地迸行“竟价上网”试点工作2、1995年,浙江省等在省电 力局的发电厂资源内,实行模拟电力市场运营2、2003年基于国家电监会的 区域电力
35、市场建设性文件怜 头推动东北、华东和南方区域 电力市场.(后续均暂停运营)1、在80年代之前,以垂直一 体化的计划管理体制为主来源:公开资料,艾瑞咨询研究院整理及绘制。交叉补偿-市场化交易阶段2014年以前,以并网发电厂考核为基础,实现“惩补奖 的基本平衡2015年以后,试点基于“调峰、调频”、”备用“ 等方向的市场化辅助服务探索在基本建立多辅助服务市场的基础上, 推动源荷网储一体化健身和多能互补协 调运营在对电厂进行结算时,辅助服务与发电量捆绑在一起进行 结算,没有单独的辅助服务补偿机制1、批独立发电企业,开始加入市 场竞争改革方 案的通知,开始实施“厂网分离、竞价上网、“打 破垄断、引入竞
36、争”等电力体制改革20i5E-20211、2015年,基于关于推迸 电力市场建设的实施意见, 重启电力市场建设2、2017年,跨区域省间富余 可再生能源电力现货交易市场 开始投入运行2、80年代-21世纪初,集资 办电、政企分离、公司化改革3、2017年-2021年,开触 国范围逐次分批试点电力现货 市场建设,在保证了试运行期 间的“电网运行安全、清 洁能源消纳”的基础上,进一 步扩大市场范围、主体类型, 完善市场交易机制在稳妥推迸电力现货市场建设, 支持具备条件的试点持续运行 的同时,推动各类优先发电主 体、用户的共同参与电力现货 市场交易虚拟电厂需具备:分布能源集合、能源网络管理、源荷供需
37、优化能力从目前国内的虚拟电厂发展现状来看,因为电力交易市场仍在区域试点阶段,该技术所对应的商业化市场仍不成熟。所以目前,在资源整合角度,主要以分布式发电、微电网等为电源端整合基础。在辅助服务端,主要以电源端(分布式)的发电预测、发电计划为主。当然从长期来看,虚拟电厂在具备了,分布能源集合、电力能源网络管理、源荷供需优化的基础上,以云中心形式,贯穿电源端、电网输配端、负荷端。泛能源互联网架构下的虚拟电厂结构电源端负荷端火力发电机组 核能发电机组 柴油发电机组 燃气发电机组水力储能 光电储能 风电储能 复合储能水力发电机组 光伏发电机组 风力发电机组%新能源车用户侧分布 式发电/储 能届喧 可控机
38、组来源:公开资料,艾瑞咨询研究院整理及绘制。电源侧储能基于投资周期和产业分布特征,虚拟电厂的类型可分为供给/需求两端从核心差异上来看,供给侧虚拟电厂具备独立发电机组,对应有效的负荷匹配,调配弹性更高。但是,这也决定了其投资周期相对更长,固定调配成本更高。需求响应侧虚拟电厂,具备更强的技术协调性,可以在相对成熟的电力交易市场的基础上,有效控制可转移、可中断负荷,具备更强的技术投资特征。当然,从长期来看,混合型虚拟电厂基于两者的优势更能兼顾经济效益和社会效益。理论市场下虚拟电厂的类型对比供给恻曲拟电厂波蜂:蹿低出力 波谷:提高出力 波峰:逆向充电 : 可计划性电力系统电力波动电力负荷优点1 .独立
39、发电,快速响应负荷变化2 .有效提高电I 率/系统稳定可用1 .无法有期空制负荷, 投资周期长2 .用电低谷有雌制性表较弱,时间成本高需求响W侧虚拟B厂可控机组电力系统利用电价交易GAP 引导用户负荷时移可转移负荷优点1.不需要大量前置投资,应用灵活电源侧储能电价波动签订可中断负荷合外谯可中断负荷缺点2.最大化需率,社会1.无自主发电设备,只能作为辅助服务接入;高,容易出现混合型虚拟电厂非可控机组可转移负荷可控机组电源侧储能电力系统优点1.长短期投港、软硬件法设平衡错配2.美诲效益和社会效益最可转移负荷可中断负荷缺点1 .系筑震荡破坏性更强2 .电力资源集中控制能力来源:公开资料,艾瑞咨询研究
40、院整理及绘制。从微观试点向宏观管理过渡,兼顾能源安全、合理消纳和经济收益平衡通过梳理,国内已运行或者试运行的虚拟电厂相关项目,从最初的电网安全、新能源合理消纳以及传统投资替代为出发点。逐渐向省级电网系统的电力辅助服务和交易参与升级。同时,在电源/负荷两端的有效聚合也开始呈现出规模化趋势,同时在一些垂直应用场景下,诸如M园区、;令链服务、数据中心等,也逐渐摸索出网、站、点三位f的融合模式,以实现平台化有效管理。20162023年国内部分虚拟电厂建设项目/平台梳理相关地区项目主体建设主体目标电能量容量覆盖范围运维特征电厂类型山西(2023年6月)新绛源网荷佬一体化项目虚拟电厂智馥管理平台华能山西能
41、源销售有限责任公司400MW园区可调节负荷、全县商业楼宇柔性负荷电力市场交易收注需求型虚拟电厂福建(2023年6月)厦门市虚拟电厂平台国家电网厦门供电公司35OMW空调、充电班、储能等可调资源-需求响应的虚拟电厂浙江(2022年10月)温州集中式储能电站+分布式源荷一体的能量管理平台(建设中)国家爱源集团浙江公司200MW实时接入采暖、电动汽隼充故、分三s三等目接收益(调峰、调装)混合型虚拟电厂安徽(2022年7月)安徽省合肥市能源大数据中心(合肥电网虚拟电厂)-160MW光伏电站、电动;番、锦能系统大电网协调控制、电网削稣填谷供给侧虚拟电厂山东(2021年)山拟平台国家电投山东分公司国家电投
42、开大的的原站、储能等可控负荷参与电力现货市场交易供给的虚拟电厂深圳(2021年)网地一体虚拟电厂运营管理云平台南方电网深圳供电局710MW12号合商、可调节负荷500MW.分布式光伏210MW电网辅助服箔(源荷互动)混合型虚拟电厂广东(2021年9月)广州市市级虚拟电厂南方电网-负荷聚合商(如公交充电)、其他需求侧1月底主体削峰填谷需求侧响应虚拟电厂漏工(2021年1月)浙江丽水全蝴色能源”虚拟电厂国网丽水供电公司-聚合55万千瓦可调节水电站和45万千瓦下游径流电站.以及新能源发电站峰谷时段优化、可再生能雷肖纳供给的虚拟电厂江苏(2021年1月)南京市江d嘲区智慈袋源怫调控制系统江苏南京供电公司643MW分布式光伏、储能设备及各类可控负荷电网调弊辅助市场混合型虚拟电厂(虚拟mr模块)华北(2020年12月)国网综合能源服务集团有限公司虚拟电厂国网综合能源盥务集团154MW聚合分布式电源、可控负荷磁能装置参与华北电力辅助胭务市场交易混合型虚拟电厂深圳(2020年10月)自动侬拟电厂系统