虛擬電廠專題分析：分布式資源聚沙成塔，市場化盈利未來可期.pdf

虛擬電廠專題分析：分布式資源聚沙成塔，市場化盈利未來可期。虛擬電廠：配網(wǎng)層級(jí)的“微型調(diào)度”。虛擬電廠是聚合分布式能源資 源，統(tǒng)一管理協(xié)調(diào)優(yōu)化的控制系統(tǒng)。虛擬電廠是一種運(yùn)用先進(jìn)通信、 計(jì)算、調(diào)度、市場等手段，聚合大量分散的分布式能源資源，并實(shí)現(xiàn) 統(tǒng)一管理與協(xié)調(diào)優(yōu)化的控制系統(tǒng)。其可為系統(tǒng)運(yùn)營商提供高效安全、 快速爬坡的靈活性，同時(shí)也為海量的分布式能源資源創(chuàng)造參與系統(tǒng)調(diào) 節(jié)或市場交易的機(jī)會(huì)，使其獲得一定收益。從可參與虛擬電廠的資源 來看，大多身處配網(wǎng)層級(jí)、可以靈活調(diào)節(jié)自身出力及負(fù)荷的資源可參 與虛擬電廠。以其自身特性劃分，可分為“源、荷、儲(chǔ)”三類。面向 市場交易、調(diào)度指令分解和分布式資源控制監(jiān)測是虛擬電廠的三大運(yùn) 行要素。從整個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)來看，虛擬電廠首先以自身聚合的分布式能 源資源的特性得出虛擬電廠的響應(yīng)能力。在面向市場的交易完成，調(diào) 度機(jī)構(gòu)下達(dá)調(diào)節(jié)功率曲線后，虛擬電廠需要基于調(diào)用成本最優(yōu)原則將 調(diào)度下達(dá)功率曲線分解至各個(gè)分布式資源，通過遠(yuǎn)程終端監(jiān)測或直接 控制資源，形成資源出力/用電負(fù)荷調(diào)節(jié)，達(dá)到整個(gè)虛擬電廠完成下 達(dá)功率曲線的效果。

構(gòu)成：“系統(tǒng)+通信+終端”，虛擬電廠緊扣輕資產(chǎn)運(yùn)行特點(diǎn)，把控運(yùn) 行核心和控制要點(diǎn)。從構(gòu)成要素來看，虛擬電廠包括中央系統(tǒng)、通信 網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程終端三部分。中央系統(tǒng)即虛擬電廠主站，其中包含虛擬電 廠運(yùn)行的四大功能模塊：用戶數(shù)據(jù)采集與分析，電力市場預(yù)測估計(jì)， 資源建模及聚合，以及市場優(yōu)化交易決策。通信網(wǎng)絡(luò)即虛擬電廠面向 調(diào)度機(jī)構(gòu)/市場機(jī)構(gòu)和面向遠(yuǎn)程終端的信息交互和控制調(diào)度通道。當(dāng) 前階段，采用的主要信息通信方式為光纖+無線公網(wǎng)。遠(yuǎn)程終端作為 虛擬電廠控制終端資源的手段，一般以“邊端結(jié)合”的形式，既設(shè)置 即插即用的邊緣智能網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算等功能，也實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)資源 的狀態(tài)監(jiān)測和柔性控制。

應(yīng)用場景：依托電力市場環(huán)境，多方位綜合獲益。目前，虛擬電廠商 業(yè)化運(yùn)營的應(yīng)用場景以調(diào)峰為主，在無現(xiàn)貨市場的地區(qū)參與調(diào)峰輔助 服務(wù)市場，提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力。對(duì)于部分開展現(xiàn)貨市場并允許虛 擬電廠進(jìn)入市場的地區(qū)，虛擬電廠可以選擇參與現(xiàn)貨市場，調(diào)峰及調(diào) 頻輔助服務(wù)市場。除參與市場交易和響應(yīng)獲取收益外，虛擬電廠還需 要考慮所得收益與調(diào)度分布式資源的成本之間的優(yōu)化問題。

新能源消納和新型電力系統(tǒng)發(fā)展亟需靈活資源助力，政策鼓勵(lì)下虛擬 電廠發(fā)展可期。新型電力系統(tǒng)面臨“雙高”，源荷波動(dòng)性亟需資源平 抑。從本質(zhì)來看，新能源電力具有強(qiáng)不確定性和低保障性，新能源高 比例滲透疊加居民和三產(chǎn)負(fù)荷快速增長，源荷兩端波動(dòng)性增大，電力 系統(tǒng)面臨缺電和棄電并存的局面，尖峰時(shí)刻電力系統(tǒng)供需不平衡矛盾 凸顯。新型電力系統(tǒng)的源荷波動(dòng)僅靠傳統(tǒng)煤電調(diào)節(jié)難以滿足需求，抽蓄和電化學(xué)儲(chǔ)能調(diào)節(jié)性能優(yōu)越，但仍存在建設(shè)周期長和運(yùn)行成本高等 問題。需求側(cè)響應(yīng)調(diào)節(jié)性能較好，提升系統(tǒng)靈活性性價(jià)比較高。考慮 推廣費(fèi)用和相關(guān)智能設(shè)備以及管理平臺(tái)成本，其單位投資為 200~400 元/千瓦，提升系統(tǒng)靈活性的成本相較于其他資源更低。國外虛擬電 廠運(yùn)行較為成熟，國內(nèi)虛擬電廠仍處于探索初期。國外虛擬電廠起步 較早，發(fā)展特點(diǎn)各有側(cè)重，市場環(huán)境下運(yùn)營模式較為成熟。國內(nèi)虛擬 電廠目前仍以示范項(xiàng)目為主，仍處于前期聚合控制技術(shù)驗(yàn)證和參與系 統(tǒng)響應(yīng)的階段。少數(shù)項(xiàng)目實(shí)際接入調(diào)度，多數(shù)項(xiàng)目成為需求側(cè)響應(yīng)。 我們認(rèn)為，雖然虛擬電廠具有優(yōu)越的調(diào)節(jié)性能和性價(jià)比，當(dāng)前時(shí)點(diǎn)虛 擬電廠仍缺乏政策端頂層設(shè)計(jì)，且調(diào)用端調(diào)度部門未形成調(diào)度負(fù)荷側(cè) 資源習(xí)慣，虛擬電廠的運(yùn)行和商業(yè)模式仍需探索發(fā)展。