国网上海能源互联网研究院左娟:浅谈虚拟电厂典型运营模式
来源:中国储能网 | 2023-07-28 09:31:38

7月24日,第二届中国新型储能产业高质量发展大会暨第二届全国虚拟电厂技术高层研讨会召开,聚焦新型储能行业发展热点问题,为新型储能高质量规模化发展赋能助力。


(资料图片仅供参考)

在论坛现场,国网上海能源互联网研究院有限公司先进能源中心副主任虚拟电厂与电力交易技术实验室主任左娟发表了《虚拟电厂典型运营模式的主题演讲。

左娟:各位嘉宾,各位同仁大家上午好!

我今天报告的题目是虚拟电厂典型运营模式,今天上午大家应该听了很多关于虚拟电厂相关技术和一些案例的报告,我主要就讲一讲运营模式,可能也是市场上大家比较关心的一个话题。大家可以通过邮箱和电话跟我对于虚拟电厂方向进行联系和讨论,我来自国网上海能源互联网研究院,公司重点关注和研究的方向是新型智慧配电网,城市能源互联网等。

今天报告主要分4个方面,第一个还是会简单介绍一下虚拟电厂的概述,包括我们理解的虚拟电厂的定义是什么?第二部分我们会更新国内外这几年一直在做虚拟电厂的商业模式,案例的分享,分别对国内外新的案例做介绍。第三部分针对虚拟电厂跟现在的电力市场的关联,最后是对于未来几年虚拟电厂方向展望。

通过这张图可以将虚拟电厂的逻辑比较清楚地看出来,在用户侧的资源,包括有楼宇,工业园区,含共享储能的一些园区,充电桩,充电汽车,含光储充源网荷储一体化的资源都可以通过底层物联技术,数字化技术,控制技术聚合起来,就是大家所知的虚拟电厂定义,也是虚拟电厂典型的应用场景。应该说对于电网公司,对于广大的资源商,对于虚拟电厂运营商,配售电公司都可以在虚拟电厂产业中找到属于自己的位置。

虚拟电厂发展分三个阶段,长期跟踪虚拟电厂的同仁们应该很清楚,之前基本上是把虚拟电厂跟需求响应等同起来,一方面是因为市场建设的原因,还有一方面是虚拟电厂所聚合的资源主要为可调节负荷的原因,在现阶段应该说我们已经初步建成了全国统一的电力市场,所以我们可以说虚拟电厂已经进入了一个市场化的阶段,未来还是有很大的发展空间,逐步走向自主调度的高级阶段。

虚拟电厂发展的意义简单的回顾一下,虚拟电厂的技术这么火热,一方面是因为双碳目标,国家能源安全的问题,另一方面是针对双碳目标,国家提出了建设新型电力系统的目标。那在这个新型电力系统建设的过程当中,虚拟电厂对于发电资源、电网、用户资源都有关系,通过数字化进行表达和管理,所以说现在大家有一种感觉“万物皆可虚拟电厂”,跟能源相关的很多资源都在想怎么通过虚拟电厂管理起来,原因就是在这里。

下面我们通过几个典型的案例和场景分析看一下虚拟电厂已经在哪些方面做了一些深入的探索。

特斯拉建了好几个不同类型的商业模式和生态,车网、户储、光伏、大储的模式是特斯拉在美国各州开展的一个示范,我们国内现在也有一些厂家在做这方面的探索,这里面主要是借助到户用的光伏储能,还有家庭的新能源车,配备了一定的用户侧储能,跟电网进行互动。特斯拉在美国几个州有不同的模式,我们列举了几个典型的州,一个是佛蒙特州、德州、加州,可以看到基本上回报机制还是可以的。

我们经常提到的德国的虚拟电厂,更新了在2022年Q4阶段已经实现了对8个国家14414个分布式能源和可调负荷的管理,联网的总规模达到1万+兆瓦。这个是相对成熟的全产业链的供应商,这里面技术核心在软件平台。

欧洲的虚拟电厂有含V2G电动汽车资源的,构建了可再生能源结合储能的快速充电网络,这个项目结合了市场份额比较高的储能兼虚拟电厂的运营商,还有包括充电站的技术服务方,新能源车企,得到的欧盟的支持。服务的品类比较多,包含了削峰填谷、微网区域调节、平衡服务、自发自用。

我们总结一下国外的运营模式,首先运营和管理还是有所划分的,我们很长时间对虚拟电厂的管理和运营结合在一起,实际上这个管理职能和运营职能应该是分开的,运营就讲怎么把这些资源运营好,运营商收益最大化,管理就是对于这个公平市场环境的建设,用户的准入,管理等。第二个启示,电网跟运营商还有用户上下游的效益是要整体最大化,这个产业链其实是包含电网也包含运营商也包含用户,统统的收益对三方都要有益,收益怎么分配也是要考虑的。国外成熟的电力市场机制也给了虚拟电厂这个主题提供很好的运营空间,最后一点是国外主要的虚拟电厂运营模式集合了集中聚合分布式能源和分散的代理需求响应、分布式能源等。

国内的典型案例,第一类楼宇空调负荷虚拟电厂,首批示范项目多数以楼宇负荷聚合为主的虚拟电厂,相对来说这类虚拟电厂的控制、管理,包括运营收益是较成熟了。还有一类型是综合能源的虚拟电厂,我们这些年接到了一些需求,对于区域的综合能源站聚合为主,对于运营方如何以最优成本购买所需一次能源,包括电,气,油等购买需求,同时对用户供热,供水,供电的综合能源服务需求,通过建设虚拟电厂为用户服务,可以提升运营商的收益和满足用户多能需求。

聚合5G基站储能类的虚拟电厂,在通信行业里面经常提到的,对于5G基站的用电负荷较过去通信设施有较大增长,保证通信稳定均配置一定量的储能,5G基站的储能可以建成虚拟电厂,一方面通过运营降低通信设施电能费,另外能够参与电网互动获取额外的补贴。

光储充一体化的虚拟电厂,这个做的经济效益也是比较好的。充电汽车因为有了虚拟电厂建设可以跟踪电价,低价购电,另外作为光储充一体的虚拟电厂的运营商可以获得价差和平衡收益。

我们国家的商业模式主要是建成虚拟电厂以后参与需求响应,辅助服务和现货交易,主要的资源有空调等柔性负荷,综合能源,5G基站储能,光储充一体园区,独立储能等。

下面讲一下虚拟电厂和电力市场,通过二者联系来看虚拟电厂的商业模式该往哪个方向走?现在建设虚拟电厂的厂商,或者是对这方面感兴趣的资本都在考虑几个问题,我怎么建虚拟电厂,建完以后怎么获利,跟电网之间有什么关系?

从2015年9号文以来,电力系统化改革已经基本上建成了统一电力市场。最初虚拟电厂技术是被售电商所关注的,因为可以用来平抑购售电的偏差,以增加自己购售电的收益。通过建设虚拟电厂,相当于有了一定量的备用资源,售电商就可以很好预测自己的购电量,避免更大偏差。

总结了几个补贴的机制,有一些重点省份,包含了几个品种,需求响应,调峰、调频,每个机制都写在这里面了,也不详细说了,在网上都可以搜索到相关的资料,每个省的补贴机制都在政府网站可以查到。

在这张图上就可以看到,通过设置省级虚拟电厂管理中心,针对所有的虚拟电厂的运营主体进行管理,这个管理不仅是管,同时也是为了他做服务,对电网互动提供一些便捷,打通跟电网的互动接口,跟需求响应市场对接的接口都可以通过管理中心的方式。市场主体同时要考虑运营,用哪一种商业模式。零售市场就是跟广大的零售用户有关系,跟用户直接接触,我跟用户用什么样的电价,什么样的服务总体打包起来做成各种电价套餐。从这里面可以看到,围绕虚拟电厂运营的角色包含资源的聚合商,电网,售电公司,辅助服务提供商等。

用园区中的共享储能建设虚拟电厂,通过共享资源,达到了资源利用的集约化,有一部分的成本大家分摊了,建设完以后可以为用户提供可靠用电和为电网提供区域平衡服务,获取收益。还有通过聚合充电桩,新能源汽车资源的运营模式,可参加需求响应、峰谷套利等获取收益。还有一类是园区配、微网结合的虚拟电厂主要适用于园区资源型的虚拟电厂。

最后说一下总结和展望,建设省一级的运营管理中心,管理二级聚合商,形成省级跟聚合商级共同协同互动的业态或生态。早期的需求响应到现在当下的调峰等辅助服务,还有电价套利等模式,未来我们的电力市场会逐步完善,虚拟电厂这个主体在繁荣的市场中也会有更多的商业模式和更好的市场环境。

对于未来虚拟电厂运营商可以提供很多的服务模式:零售套餐、用能分析、辅助决策、其他增值服务等,未来肯定可以拓展更多的商业模式,建成更强能力的虚拟电厂,参加一次调频,二次调频,备用等多个市场交易品,虚拟电厂的发展未来可期。

今天我主要分享这些,这是我们虚拟电厂工作组的微信,大家可以加这个微信,通过这里跟我们虚拟电厂标准工作组进行交流,谢谢大家!

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