2023-07-25-国家电网-新型电力系统背景下虚拟电厂实践_37页_11mb

新型电力系统背景下虚拟电厂实践总结

核心内容概述

虚拟电厂是能源与信息技术融合的重要方向，通过聚合可调负荷、储能、电源等资源，实现对电力系统的优化控制与市场交易参与。其发展旨在提升新型电力系统的灵活调节能力、促进分布式新能源并网消纳、服务用户多元化用能需求，同时为电力系统应对极端天气和电力供需矛盾提供有效手段。

主要观点

• 虚拟电厂定义：虚拟电厂是一种跨空间、广域的源网荷储集成商，分为电源型、负荷型和混合型。
• 与需求响应关系：两者均以市场化方式引导需求侧资源参与电网调节，但虚拟电厂更强调资源聚合和优化控制。
• 虚拟电厂起源：起源于1997年，21世纪初在欧洲国家（德国、英国、西班牙等）兴起并商业化应用。
• 应用场景：包括缓解极端天气下的电力供需矛盾、提升系统灵活调节能力、促进分布式新能源并网消纳、服务用户开展多元化用能服务。

关键信息

国外虚拟电厂实践

• 澳大利亚：AEMO于2019年启动8个试点项目，2020年注册居民储能电池约168MW，虚拟电厂可参与紧急频率控制辅助服务市场。
• 德国：Next Kraftwerke成立于2009年，是欧洲最大的虚拟电厂运营商，聚合资源包括光伏、储能、电动汽车等，平台NEMOCS实现资源实时监控与优化。
• 美国：虚拟电厂起步较早，2020年装机规模约1000MW，试点项目覆盖14个州，主要通过需求响应计划发展，利用储能和电动汽车实现调峰调频服务。

国内虚拟电厂实践

• 深圳：2022年4月启动虚拟电厂平台，接入14家聚合商，装机容量约87万千瓦，形成100万千瓦级可调能力，具备秒级响应能力。
• 冀北：构建“云管边端”架构，接入358MW资源，最大调节能力204MW，已连续提供调峰服务超过3200小时，累计消纳新能源电量3412万千瓦时。
• 上海：黄浦区商业建筑接入虚拟电厂平台，响应资源约60MW，2018年起累计响应削峰负荷超200MW，成功应对台风等极端天气事件。

虚拟电厂分层架构

• 云：VPP管控平台，与电网、交易平台和边缘服务器互联，支撑资源管理与市场交易。
• 管：采用4G、5G、光纤等通信网络，保障信息交互的安全性、准确性与时效性。
• 边：边缘服务器实现资源本地自治与策略生成，支持资源接入与优化。
• 端：监测与调控装置，采集电、热、环境数据，执行调节操作。

虚拟电厂实践经验总结

国内外对比分析

经验总结

1. 思想认识是根本：虚拟电厂是需求响应的高级形态，也是提供综合性能源服务的重要方式。
2. 市场建设是基础：需完善市场机制，推动虚拟电厂与现货、辅助服务市场的衔接。
3. 规范实施是关键：应出台国家层面的指导性文件，明确虚拟电厂的定义、范围和发展目标。
4. 信息安全是保障：需建设统一接入平台，规范各类虚拟电厂系统的接入与互动。
5. 试点先行是出路：国内虚拟电厂仍处于初级阶段，需通过试点扩大经验并加快推广。

虚拟电厂发展建议

1. 完善试点支持政策：扩大激励资金来源，固化资金渠道，推动需求侧资源常态化参与市场交易。
2. 加强统筹管理和顶层设计：由政府牵头，联合电网企业、负荷聚合商、设备制造商等，将用户侧资源纳入双碳战略与能源安全体系。
3. 推行强制性标准和产品认证：推动统一互动接口标准和评价认证制度，提升可调节资源的接入与互动能力。
4. 提升数字化支撑能力：融合大数据、云计算、物联网、区块链、人工智能等技术，实现响应系统智能化与自动化。

投资效益分析

投资测算（以200万千瓦虚拟电厂为例）

收益及回收期测算

• 投资回收期：若考虑储能和调频服务，回收期约为5.08年；若不考虑，回收期缩短至3.6年。

结论

虚拟电厂作为新型电力系统的重要组成部分，具有显著的经济与环境效益。其发展需依托成熟市场机制、统一技术标准和智能化平台，同时需加强政策引导和试点推广，以实现规模化应用与可持续发展。