4. 我國(guó)虛擬電廠的建設(shè)發(fā)展與展望

我國(guó)虛擬電廠的建設(shè)發(fā)展與展望馮升波中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)研究院能源研究所2024年7月11日一、虛擬電廠建設(shè)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(lái)我國(guó)能源電力消費(fèi)變化情況l2023年，全社會(huì)用電量9.22萬(wàn)億千瓦時(shí)，2001年以來(lái)全社會(huì)電力消費(fèi)變化情況4近年來(lái)我國(guó)能源電力消費(fèi)變化情況l2023年全社會(huì)用電量增長(zhǎng)5800億千瓦時(shí)增量約5700億千瓦時(shí)，遠(yuǎn)超“十三五”l2024年1—5月，我國(guó)全社會(huì)用電量同比近十年全社會(huì)用電量增長(zhǎng)情況（億千瓦時(shí)）5近年來(lái)我國(guó)能源電力消費(fèi)變化情況“十三五”以來(lái)全社會(huì)用電量結(jié)構(gòu)變化情況6近年來(lái)我國(guó)電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)變化情況2015年以來(lái)我國(guó)電源新增裝機(jī)變化情況新型能源體系是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的基礎(chǔ)性工程習(xí)總書(shū)記在中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會(huì)議上提出習(xí)總書(shū)記在中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會(huì)議上提出“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略黨的十九大報(bào)告提出，構(gòu)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(gòu)建現(xiàn)代能源體系，實(shí)施能源資源安全戰(zhàn)略黨的二十大報(bào)告提出，加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系新型能源體系主要特征?新的供給消費(fèi)體系——從化石能源為主體逐步過(guò)渡到新能源為主體?新的供需平衡模式——從源隨荷動(dòng)到源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)實(shí)時(shí)平衡新型電力系統(tǒng)演進(jìn)趨勢(shì)?用電量持續(xù)增長(zhǎng)，增速逐步放緩，2060年，電能占終端能源消費(fèi)的比重提升至70%左右，全社會(huì)用電量達(dá)到18.5萬(wàn)億千瓦時(shí)。?全國(guó)非化石能源發(fā)電裝機(jī)占比穩(wěn)步提升，2040年達(dá)到80%左右，2050年超過(guò)90%。新型電力系統(tǒng)建設(shè)將加速需求側(cè)變革緩解電力供應(yīng)緊張?需求側(cè)資源將成為電力系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)資源之一。在供需高度協(xié)調(diào)、產(chǎn)消一體化發(fā)展需求下，需求側(cè)資源將逐漸提升至與供給側(cè)同等地位，在促進(jìn)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(yīng)緊張直接削峰需求側(cè)資源對(duì)電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式緩解局部短缺直接削峰需求側(cè)資源對(duì)電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式緩解局部短缺，提高電力系統(tǒng)效率工廠調(diào)整耗電設(shè)備負(fù)荷、調(diào)整空調(diào)溫度等移峰填谷采用蓄能技術(shù)，如安裝蓄冷空調(diào)等移峰填谷采用蓄能技術(shù)，如安裝蓄冷空調(diào)等提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性，促進(jìn)可再生能源消填谷提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性，促進(jìn)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(cè)資源對(duì)電力系統(tǒng)的調(diào)整作用歐美等國(guó)家積極推動(dòng)虛擬電廠參與電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)。?歐洲:以分布式電源、儲(chǔ)能資源為主?歐洲:以分布式電源、儲(chǔ)能資源為主，主要針對(duì)實(shí)現(xiàn)分布式電源可靠并網(wǎng)和電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)?案例一德國(guó)NextKraftwerke歐洲最大虛擬電廠:聚合資源包括沼氣電廠、熱電聯(lián)產(chǎn)廠、水電光伏、電池儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車、工業(yè)負(fù)荷等。截至2022年底，聚合規(guī)模約為1230萬(wàn)千瓦，聚合單元超過(guò)15000個(gè)，通過(guò)調(diào)控各類分布式電源、用戶和儲(chǔ)能系統(tǒng)，參與電力市場(chǎng)交易為電網(wǎng)提供平衡服務(wù)。?美國(guó):聚焦負(fù)荷資源聚合調(diào)配，推動(dòng)小規(guī)模分布式電源參與電力市場(chǎng)?案例一美國(guó)Tesla虛擬電廠:2022年Tesla與美國(guó)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(shí)的報(bào)酬激勵(lì)，在電網(wǎng)緊急狀況時(shí)向電網(wǎng)輸送電力，有5萬(wàn)個(gè)Powerwall用戶符合補(bǔ)貼條件，累容量計(jì)達(dá)到50萬(wàn)千瓦時(shí)。虛擬電廠是電力需求側(cè)管理的重要實(shí)現(xiàn)形式，是我國(guó)電力需求側(cè)管理長(zhǎng)期實(shí)踐的拓展，在我國(guó)已進(jìn)入以研究和示范為主的探索階段。部門政策主要內(nèi)容國(guó)家發(fā)改委國(guó)家能源局《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》開(kāi)展工業(yè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷、樓宇空調(diào)負(fù)荷、大數(shù)據(jù)中心負(fù)荷、用戶側(cè)儲(chǔ)能、新能源汽車與電網(wǎng)(V2G)能量互動(dòng)等各類資源聚合的虛擬電廠示范。國(guó)家發(fā)改委國(guó)家能源局《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見(jiàn)》拓寬電力需求響應(yīng)實(shí)施范圍，通過(guò)多種方式挖掘各類需求側(cè)資源并組織其參與需求響應(yīng)，支持用戶側(cè)儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車充電設(shè)施、分布式發(fā)電等用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源，以及負(fù)荷聚合商、虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商等參與電力市場(chǎng)交易和系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)。國(guó)家發(fā)改委國(guó)家能源局《關(guān)于加快建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》鼓勵(lì)抽水蓄能、儲(chǔ)能、虛擬電廠等調(diào)節(jié)電源的投資建設(shè)?！?030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》構(gòu)建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)，推動(dòng)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(diào)節(jié)能力，加快靈活調(diào)節(jié)電源建設(shè)，引導(dǎo)自備電廠、傳系統(tǒng)調(diào)節(jié)。國(guó)家發(fā)改委等六部門《電力需求側(cè)管理辦法（2023年支持各類電力需求側(cè)管理服務(wù)機(jī)構(gòu)整合優(yōu)化可調(diào)節(jié)負(fù)荷、分布式電源、新型儲(chǔ)能等需求側(cè)資源，以負(fù)荷聚合商或虛擬電廠等形式參與需求響應(yīng)。虛擬電廠含義?虛擬電廠，是依托負(fù)荷聚合商、售電公司等機(jī)構(gòu)，通過(guò)新一代信息通信、系統(tǒng)集成等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)需求側(cè)資源的聚合、協(xié)調(diào)、優(yōu)化，形成規(guī)?；{(diào)節(jié)能力支撐電力系統(tǒng)安全運(yùn)行?！峨娏π枨髠?cè)管理辦法（2023年版）》虛擬電廠是促進(jìn)電力供需靈活互動(dòng)的重要抓手，具備4大特征：豐富多元化經(jīng)營(yíng)主體擴(kuò)大負(fù)荷側(cè)靈活資源規(guī)模?虛擬電廠既可以將電力用戶聚合，形成“負(fù)荷類”虛擬電廠，更可將新能源、儲(chǔ)能等整體優(yōu)化，形成“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”虛擬電廠。1聚合各類需求側(cè)可調(diào)節(jié)資源緩解電力供需壓力?虛擬電廠通過(guò)聚合和調(diào)動(dòng)各類負(fù)荷側(cè)主體，形成更經(jīng)濟(jì)、更靈活的可調(diào)節(jié)資源，緩解尖峰時(shí)2段的供需矛盾。數(shù)字賦能需求側(cè)資源精準(zhǔn)調(diào)控與靈活互動(dòng)?新一代數(shù)字技術(shù)賦能虛擬電廠智慧化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各類資源的智能監(jiān)測(cè)、管理和調(diào)度。43促進(jìn)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(guò)源網(wǎng)荷儲(chǔ)靈活雙向調(diào)節(jié)，通過(guò)填谷需求響應(yīng)或參與電力市場(chǎng)來(lái)促進(jìn)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(jié)合區(qū)域特點(diǎn)均已開(kāi)展了虛擬電廠的試點(diǎn)應(yīng)用。?深圳:系統(tǒng)推進(jìn)虛擬電廠建設(shè)?實(shí)踐-深圳虛擬電廠:平臺(tái)接入資源數(shù)量超過(guò)3萬(wàn)個(gè)，規(guī)模超過(guò)265萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)實(shí)時(shí)最大可調(diào)節(jié)負(fù)荷能力約56萬(wàn)千瓦，是國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)采集密度、接入負(fù)荷類型、直控資源、應(yīng)用場(chǎng)景豐富和全面的虛擬電廠調(diào)控管理平臺(tái)。響應(yīng)能力：21萬(wàn)kW運(yùn)營(yíng)商收益：280+萬(wàn)元響應(yīng)能力：9萬(wàn)kW運(yùn)營(yíng)商收益：140萬(wàn)元響應(yīng)能力：5萬(wàn)kW運(yùn)營(yíng)商收益：31萬(wàn)元響應(yīng)總量：3萬(wàn)kW運(yùn)營(yíng)商收益：25萬(wàn)元深圳、冀北、上海、山西、寧夏等地結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)均已開(kāi)展了虛擬電廠的試點(diǎn)應(yīng)用。?上海:常態(tài)化參與市場(chǎng)化需求響應(yīng)?上海:常態(tài)化參與市場(chǎng)化需求響應(yīng)?實(shí)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(kāi)展空調(diào)調(diào)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(dá)25219千瓦，累計(jì)響應(yīng)電量17245千瓦時(shí)，最大響應(yīng)負(fù)荷9800千瓦，累計(jì)額產(chǎn)生的虛擬電廠激勵(lì)費(fèi)用6.2萬(wàn)元。?冀北:常態(tài)化參與華北輔助服務(wù)市場(chǎng)?實(shí)踐-冀北綜能虛擬電廠:已連續(xù)運(yùn)行4個(gè)采暖季，接入22個(gè)電采暖及大工業(yè)用戶，累計(jì)聚合容量174.3萬(wàn)千瓦，理論調(diào)峰能力61萬(wàn)千瓦，累計(jì)填谷響應(yīng)電量1.86億千瓦時(shí)，為用戶和聚合商創(chuàng)造服務(wù)收益3311萬(wàn)元。深圳、冀北、上海、山西、寧夏等地結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)均已開(kāi)展了虛擬電廠的試點(diǎn)應(yīng)用。?寧夏:試點(diǎn)參與調(diào)峰輔助服務(wù)?寧夏:試點(diǎn)參與調(diào)峰輔助服務(wù)?實(shí)踐-寧夏綜合能源服務(wù)有限公司虛擬電廠:涵蓋電采暖、數(shù)據(jù)基站、材料生產(chǎn)及制造等12個(gè)行業(yè)試點(diǎn)參與輔助服務(wù)市場(chǎng)(以調(diào)峰服務(wù)為主)。自2023年10月28日啟動(dòng)虛擬電廠輔助服務(wù)以來(lái)試點(diǎn)項(xiàng)目已開(kāi)展14次調(diào)峰服務(wù)，累計(jì)申報(bào)容量51.27萬(wàn)千瓦，累計(jì)計(jì)劃響應(yīng)電量262.95萬(wàn)千瓦時(shí)。?山西:試點(diǎn)參與現(xiàn)貨市場(chǎng)?實(shí)踐-山西風(fēng)行測(cè)控、山西電動(dòng)汽車、華能山西能源3個(gè)虛擬電廠：進(jìn)入現(xiàn)貨正式運(yùn)行共接入用戶22戶，接入容量20萬(wàn)千瓦參與市場(chǎng)以來(lái)共交易電量2965萬(wàn)千瓦時(shí)，結(jié)算電量2911萬(wàn)千瓦時(shí)，結(jié)算金額583.33萬(wàn)元，總紅利46.2萬(wàn)元。城市級(jí)虛擬電廠?5月8日，安徽省啟動(dòng)申報(bào)虛擬電廠試點(diǎn)示范項(xiàng)目。?5月11日，湖北首個(gè)地市級(jí)虛擬電廠-黃石磁湖電廠市場(chǎng)化交易運(yùn)營(yíng)運(yùn)營(yíng)啟動(dòng)。?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(chǎng)交易實(shí)施細(xì)則（征求意見(jiàn)稿）》。6月22日，湖南湘江新區(qū)虛擬電廠上線運(yùn)行，這是湖南省首家實(shí)體運(yùn)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(cè)信息，標(biāo)志著山東虛擬電廠從概念走向了實(shí)體。?6月28日，成都市虛擬電廠管理平臺(tái)上線，已接入5個(gè)子虛擬電廠，可調(diào)節(jié)能力已超過(guò)40萬(wàn)千瓦，力爭(zhēng)2025年超過(guò)130萬(wàn)千瓦。典型案例分析-上海?上海市虛擬電廠實(shí)踐特色-挖掘和聚合多元化電力負(fù)荷資源-建設(shè)和聯(lián)通多層次智能管理平臺(tái)-探索和培育多樣化新業(yè)態(tài)新模式?面臨的挑戰(zhàn)-可調(diào)控資源規(guī)模仍待擴(kuò)容-非技術(shù)因素制約虛擬電廠系統(tǒng)終端推廣-技術(shù)平臺(tái)和商業(yè)模式仍需進(jìn)一步完善虛擬電廠發(fā)展路徑類型參與優(yōu)勢(shì)近期峰谷電價(jià)、激勵(lì)型需求響應(yīng)聚合各類負(fù)荷側(cè)資源，形成具有較強(qiáng)調(diào)節(jié)能力的聚合體，以市場(chǎng)化手段適應(yīng)不同場(chǎng)景需求。調(diào)峰、備用輔助服務(wù)遠(yuǎn)期與其他市場(chǎng)主體相比除具有調(diào)節(jié)能力外，還具有多元主體互補(bǔ)、消除波動(dòng)性、協(xié)調(diào)優(yōu)化等優(yōu)勢(shì)。調(diào)頻、調(diào)壓等輔助服務(wù)可協(xié)調(diào)發(fā)揮儲(chǔ)能等多種資源的快速響應(yīng)優(yōu)勢(shì)。分布式交易推動(dòng)分布式主體參與市場(chǎng)交易。綠證交易、碳排放權(quán)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(diào)節(jié)和預(yù)測(cè)能力。虛擬電廠市場(chǎng)前景廣闊?部分金融機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)市場(chǎng)規(guī)模?財(cái)通證券:根據(jù)測(cè)算，2030年需求響應(yīng)市場(chǎng)空規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到567億元，輔助服務(wù)市場(chǎng)空間規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到50億元，容量補(bǔ)償市場(chǎng)空間預(yù)計(jì)達(dá)到54億元，總體市場(chǎng)空間2030年有望超600億元。?華西證券：預(yù)計(jì)2025年，虛擬電廠的投資建設(shè)市場(chǎng)規(guī)模有望超過(guò)300億元，平均每年投資建設(shè)規(guī)?；蚩蛇_(dá)到105-200億元。預(yù)計(jì)2025年虛擬電廠市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到968億元。?華泰證券：據(jù)中電聯(lián)，2025年我國(guó)最高用電負(fù)荷為16.3億千瓦?；诖?，測(cè)算得到2025年國(guó)內(nèi)虛擬電廠市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)102億元。2030年虛擬電廠市場(chǎng)規(guī)?；蜻_(dá)1000億元。?中金公司研：預(yù)計(jì)虛擬電廠調(diào)節(jié)負(fù)荷量占比有望在2030年達(dá)到5%。據(jù)測(cè)算，我國(guó)虛擬電廠行業(yè)有望在2030年觸達(dá)1320億元的理論市場(chǎng)空間。虛擬電廠發(fā)展相關(guān)建議①完善虛擬電廠政策支持體系?