深圳广州引领建设,虚拟电厂产业生态见雏形

电力拳头 2023-07-24
2833 字丨阅读本文需 7 分钟

在消费旺季电力供应偏紧背景下,虚拟电厂迎来投资建设热潮。

据报道,入夏以来,用电负荷持续攀升。截至7月22日,电力负荷已4次创新高,最高达2.31亿千瓦。在广东、浙江等地调查发现,虚拟电厂正在走进现实。在广东深圳,有1.8万根充电桩接入虚拟电厂管理中心。在浙江,大量的光伏设备生产企业投资建设储能设备接入虚拟电厂。

新型电力系统关键角色——虚拟电厂

现存问题:碳中和目标下,光伏、风力发电量占比提升,但存在间歇性、波动性、随机性等天然特性,急需建设新型电力系统,解决低谷时段的消纳,尖峰时段的供给以及波动时段的调节问题。

为什么是虚拟电厂?目前大量的分布式能源以及负荷侧可调节资源未纳入电力系统中,这些灵活异质资源虽然体量小,但是数量足够多,总量大,聚沙成塔。建立虚拟电厂来调动这些资源,则可以达到削峰填谷的目的。根据国网测算,假如削峰填谷需要满足5%的峰值负荷,投资虚拟电厂仅为传统火电厂的1/8-1/7,经济优势明显。

虚拟电厂核心作用——调控与聚合

管理系统平台:虚拟电厂(VPP)本质上是一种智慧管理系统,它把分布式储能、可控负荷等分散的资源,通过云计算、大数据、信息通信等关键技术,聚合、协调、优化以成为可调度的控制单元,参与电网调度和电力市场交易,从而优化电力的资源配置。

智能计量+协调控制+信息通信技术,结合AI提升响应速度,对分布式能源进行聚合、协调,灵活实现需求侧响应。

精细化调控:调控技术是虚拟电厂的核心技术,调控技术越强,则自动化调库能力越强,资源的利用率和精细度就越高。调控技术依赖云计算、信息通信、物联网等技术的进步。

聚合资源:按照聚合资源的类型,可以把虚拟电厂分为负荷类虚拟电厂和源能荷储一体化虚拟电厂。

盈利模式:通过“削峰填谷”的补贴和参与电力市场交易获得利润。

深圳广州引领建设

今年6月,广东省发展改革委、广东省能源局印发《广东省促进新型储能电站发展若干措施》。其中提出,积极推进虚拟电厂建设,在广州、深圳等地开展虚拟电厂试点,统筹全省虚拟电厂接入、市场交易和协同控制,逐步培育形成百万千瓦级虚拟电厂响应能力。

事实上,早在2021年12月,南方电网公司就在深圳上线国内首个网地一体虚拟电厂运营管理平台。在此基础上,今年6月发布的深圳虚拟电厂2.0版本则实现了迭代升级。南方电网深圳供电局相关负责人告诉记者,深圳虚拟电厂管理平台已经接入管理虚拟电厂运营商超30家、资源容量超150万千瓦、可调能力超30万千瓦,是目前国内数据采集密度最高、直控资源最多、应用场景最全的虚拟电厂。

对于深圳为何能够落地全国首家虚拟电厂管理中心,南方电网认为,是深圳市政府高度重视虚拟电厂建设,先行先试,出台了一系列的支持政策并积极推动虚拟电厂管理中心实体化、常态化和市场化运作。而南方电网深圳供电局积极响应,推动虚拟电厂实体化运作。此外,深圳负荷结构可以为建设虚拟电厂提供丰富资源。一是深圳电动汽车很多,并且还在爆发式增长。二是新型分布式可调资源(即负荷侧可以参加削峰填谷的资源)参与电网互动的潜力大。

广州同样推出多项措施刺激虚拟电厂的发展。2021年7月,广州市工业和信息化局印发《广州市虚拟电厂实施细则》,明确引导用户参与电网运行调节,实现削峰填谷,逐步形成约占广州市统调最高负荷3%左右的响应能力。为鼓励用户参与并培育虚拟电厂需求响应市场,在开展初期对参与需求响应的电力用户、负荷聚合商给予财政补贴的激励措施,计划安排补贴资金3000万元,补贴年限为三年。根据广州工信局公布的数据,目前已经有7个批次共89家企业参与虚拟电厂的建设。

产业生态见雏形

广深两地大力推进虚拟电厂的建设,也带动了整个生态在大湾区的加速发展。

前述南网深圳供电局负责人表示,目前虚拟电厂的产业生态为电网公司搭建虚拟电厂管理平台,虚拟电厂主要由社会资本运营,接入管理平台接受调度。而深圳虚拟电厂生态采用政策引领、电网专业优势、全社会资本共同参与的“铁三角”模式来共同构建。深圳虚拟电厂处于快速发展阶段,一方面深圳市不断出台支持政策,另一方面广东省能源局表态将以深圳作为试点推广虚拟电厂的应用。未来深圳虚拟电厂将陆续参与南方区调频、备用等应用,获取多样化收益。

长期来看,有三类企业将受益于虚拟电厂的建设:一是虚拟电厂关键技术研发企业,例如分布式资源智能控制终端设备、虚拟电厂分级调度与协同运行系统、分布式资源运行优化与能量互动系统、配电网物理信息系统等方向软硬件设备研发企业。二是虚拟电厂运营商,主要集中在传统能源企业和切入能源赛道的新能源企业。三是具备调节资源的各类型业主。

总部位于浙江安吉的能链智电是最新一家宣布进军深圳虚拟电厂业务的公司。该公司表示,其虚拟电厂系统近期已通过深圳虚拟电厂管理中心性能测试,取得深圳虚拟电厂负荷聚合商资质。据能链智电虚拟电厂产品负责人张婧介绍,该公司于今年6月推出的虚拟电厂产品,是以充电场站为核心场景,将分散的电动汽车、充电桩、储能设施、分布式光伏等负荷资源,通过云端进行高效聚合,形成可控的管理单元,并借助光储充柔性管理、智能调度、能量控制等方式,参与电力市场交易,响应电网调度需求,帮助充电场站降低用能成本。而深圳新能源电动汽车的高速发展,将会大幅推进本地虚拟电厂的发展。

据能链智电研究院推算,从2022年至2030年,我国新能源汽车保有量将由1310万辆增长至1.45亿辆,预计公用充电量将从137亿度增长至3378亿度,电动汽车、充电桩、分布式光伏、储能设施等多种负荷资源,对电网构成挑战。而虚拟电厂将强化电力需求侧与供给侧的协同互动,有助于提高电力系统稳定性与运行效率,并在降低电网运营成本、平抑电网峰谷差、实现精细化用能管理、促进新能源消纳、助力碳中和等方面将发挥重要作用。

来自澳大利亚的虚拟电厂运营商GTL集团同样对大湾区市场的发展前景抱以厚望。该公司目前为南澳大利亚头部的虚拟电厂运营商,市场份额达到28%。公司中国业务负责人孙钰告诉记者,GTL集团在澳大利亚运营时间超过10年,也极为看好国内市场的高速发展,特别是经济发达的大湾区市场。他希望公司独立研发的GTL电池组调度算法能够早日进入中国市场。

千亿赛道蓄势待发

目前,国内的虚拟电厂还处在发展的初期。虽然虚拟电厂相关技术已经比较成熟,但在市场机制方面还有待创新突破。

在商业模式方面,主要通过政府机构或电力调度机构发出邀约信号,由负荷聚合商、虚拟电厂组织资源进行削峰、填谷等需求响应。

虚拟电厂想要真正进入市场并实现盈利还面临诸多挑战,包括市场定位和市场准入标准的不明确;电力市场对各类新兴主体的接纳程度不够;我国辅助服务市场规模小、品种少,难以体现虚拟电厂价值。

中金公司认为,兼具技术与资源的厂商有望成为虚拟电厂龙头。在虚拟电厂行业相对成熟的英国,当前主导厂商分为Shell、ABB、西门子、施耐德等能源电气巨头与Kiwi Power等虚拟电厂垂类厂商为主。

其中,电气龙头厂商初期优势在于能源产业资源的整合能力,后期通过收购等手段增强技术实力,比如Shell收购Next Kraftwerke。而垂类厂商在行业初期切入赛道,首先在虚拟电厂调度技术端建立壁垒,通过协同调度中心等开拓虚拟电厂业务,后通过扩大市场份额形成龙头优势,积累产业资源。

《第三次工业革命》作者、知名未来学家、思想家杰里米·里夫金(Jeremy Rifkin)在其最新著作《韧性时代》中预言,人类将结束效率至上、掠夺地球资源的“进步时代”,重新定位人类,拥抱一个新的时代——韧性时代。

虚拟电厂真正要颠覆的,不是电网电厂的角色地位,而是他们的运行和作用方式、收益与运营模式、存在和出现形式。虚拟电厂真正的魅力不是秒级响应、万物互联,而是无处不在,聚沙成塔。

文章来源: 证券时报,览富财经网,acrelyjh

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