全球能源互联网发展合作组织：全球能源互联网发展合作组织-虚拟电厂技术和商业模式研究_52页_46mb

虚拟电厂技术和商业模式研究总结

一、基本概念和关键技术

1. 定义

虚拟电厂（VPP）是一种通过先进信息通信和监测控制技术，实现对分布式新能源、储能系统、可控负荷等资源的聚合与协调优化，作为一个可控电源参与电网运行和电力市场的管理系统。

2. 内部资源形态组成

• 需求侧资源型：以可控负荷、用户侧储能、分布式发电（DG）为主。
• 供给侧资源型：以分布式发电、电网侧和发电侧储能为主。
• 混合资源型：包含分布式发电、储能、可控负荷等资源。

3. 发展阶段与应用模式

• 合约型：通过专项资金、合同、激励政策等引导。
• 市场型：参与电量现货、辅助服务市场，获得收益。
• 自主型：实现跨空间自主调度，构建“虚拟电力系统”。

4. 主要参与方

• 电网公司
• 发电企业
• 售电公司
• 用户（居民、工商业、电动汽车等）
• 技术开发商与平台运营商

5. 功能价值

• 提升电网灵活性与稳定性
• 优化电力资源配置
• 促进新能源消纳
• 降低电网投资成本

6. 发展历程

• 1997年：VPP概念首次提出
• 2001-2006年：欧洲多国开展VPP研究
• 2006至今：我国开展VPP试点，江苏项目规模最大
• 2016年：上海建成首个商业建筑VPP
• 2017年：IEC首批VPP国际标准立项

7. 关键技术

• 协调控制：实现储能、电源、可控负荷之间的配合，包括集中、集中-分散、完全分散控制。
• 靶向决策：基于人工智能、大数据提升决策精准度和实时性。
• 资源组合：体现公平分摊原则，提升用户满意度。
• 指令分配：预测电网运行场景，自动分解调控指令。
• 智能计量：包括自动计量管理（AMM）和高级计量体系（AMI）。
• 信息通信：涉及互联网协议、区块链、云计算、物联网等技术。

二、国外VPP政策和商业模式研究

1. 英国

• 政策环境：碳中和目标、政府支持、新平衡服务参与者VLP与SBMU。
• 项目开发：超过32个VPP项目，总容量达616万千瓦。
• 商业架构：
  • 基于社区（用户）的商业模式
  • 发电企业模式
  • 基于电网公司的平台模式（英国特有）
• 技术类型：
  • 可再生能源发电：308万千瓦，占比约50%
  • 需求侧响应：23%
  • 储能：14%
  • 居民侧电源等：13%

2. 法国

• 政策环境：允许VPP参与系统平衡调节，电网公司明确门槛和流程。
• 项目开发：EDF开发项目超过17个，总容量超150万千瓦。
• 商业架构：
  • 基于社区（用户）的商业模式
  • 发电商+售电商混合型
  • 电网发起采购的模式（法国特有）
• 实施成效：缓解联络线阻塞压力，提升就地平衡能力。

3. 德国

• 政策环境：《可再生能源法》激励DG聚合参与电力市场。
• 项目开发：Next Kraftwerke项目总容量达600万千瓦，年营收6.18亿欧元。
• 商业架构：
  • 第三方运营的混合型模式
  • 售电企业运营的混合模式
  • 基于社区（用户）的商业模式
• 实施成效：解决新增分布式电源并网问题，提升技术发展水平。

4. 北美地区

• 政策环境：碳中和目标、市场机制改革。
• 项目开发：至2020年总装机规模接近100万千瓦，预计2029年达860万千瓦。
• 实施成效：提升电网可调资源，减少停电概率，延缓配电网投资。

5. 亚太地区

• 日本：
  • 政策环境：“日本再兴战略2015”推动VPP发展，参与容量市场、小时前市场交易。
  • 项目开发：与居民、工厂签订协议，聚合用户侧储能和分布式电源。
  • 实施成效：缓解东西部频率隔离、电力不足问题，提升能源利用效率。
• 澳大利亚：
  • 政策环境：电力市场改革，明确辅助服务市场机制。
  • 项目开发：特斯拉等独立运营商主导，政府补贴与监管并行。
  • 实施成效：改善煤电老化问题，降低输电成本与电价。

三、我国VPP发展政策和应用情况

1. 发展必要性

• VPP有助于提升电网灵活性，促进可再生能源消纳，实现源网荷储一体化。

2. 政策环境

• 我国VPP仍处于试点研究阶段，多地出台政策，电网企业主导示范项目。
• 政府与电网企业合作，逐步探索参与辅助服务市场。

3. 应用案例

• 南网深圳VPP试点项目：聚合多种用户资源，总容量5.96万千瓦，总规模达100万千瓦。
• 冀北VPP示范项目：混合型、市场型，聚合20.4万千瓦资源。
• 江苏VPP：合约+市场型，削峰填谷规模居全球前列。
• 浙江丽水绿色能源VPP：电源型、合约型+市场型，聚合40万千瓦资源。

4. 面临问题

• 用户参与意愿不强，负荷可调控性差。
• 政策缺乏统一标准，盈利模式不具可持续性。
• 电网调度与管理机制不完善，影响VPP发展。

四、我国特色VPP商业模式分析和政策建议

1. 国外VPP模式适用性分析

• 设备供应商+VPP运营商模式：在我国具有发展潜力。
• 独立运营商：可发挥巨大作用，尤其在VPP发展初期。
• 电网公司平台模式：具有参考价值，可提升配电网灵活性。
• 电网发起采购模式：可为电网技术积累提供支持。
• 美国模式：我国电网企业不允许拥有发电资产，需探索运营分离模式。

2. 我国VPP分阶段发展模式

• 发展初期：试点项目为主，重点在政策支持与技术积累。
• 发展中期：逐步引入市场化机制，提升VPP盈利与运营能力。
• 远期展望：推动VPP成为电力市场交易主体，完善市场规则与激励机制。

3. 政策机制建议

• 战略重视：将VPP纳入新型电力系统建设总体考虑。
• 企业布局：将VPP纳入企业战略布局，抢占市场先机。
• 规则建设：参与电力市场规则制定，引导VPP服务新能源和电网发展。
• 产业链合作：发挥电网企业优势，加强与上下游合作，成为“链长”。
• 技术研发：推动行业与国家标准制定，促进VPP有序健康发展。

五、总结与展望

• VPP在全球范围内已形成较为成熟的市场与技术体系，我国仍处于试点阶段。
• 国外经验表明，完善政策机制、明确市场准入、加强技术标准和管理体系建设是推动VPP发展的关键。
• 我国需加快电力市场建设，推动VPP参与调峰调频辅助服务，探索多元化盈利模式。
• 未来，VPP有望成为我国电力市场的重要组成部分，助力实现绿色低碳发展。