電力供需矛盾明顯之際,作為解決方式之一的虛擬電廠熱度再起。
中國這個世界上最大最復(fù)雜的電力系統(tǒng)正處于加速轉(zhuǎn)型期,電力市場和電價機制亦在提速完善。虛擬電廠能為電網(wǎng)的需求提供靈活響應(yīng),隨著政策推動,尚處于示范階段的虛擬電廠正在加速走向入市交易。
東南大學(xué)電氣工程學(xué)院電力經(jīng)濟技術(shù)研究所所長高賜威表示,虛擬電廠的價值已被起步較早的國外市場驗證。華泰證券預(yù)測,我國虛擬電廠市場規(guī)模有望在2030年達到千億元。
盡管擁有光明的未來,正在攻堅市場化的虛擬電廠尚面臨許多挑戰(zhàn),涉及建設(shè)、盈利和規(guī)?;姆椒矫婷?。在2023年7月末召開的第二屆全國虛擬電廠技術(shù)高層研討會上,業(yè)內(nèi)人士也提及到信息采集難度大、用戶參與意愿低和缺乏標準體系等多個問題。
虛擬電廠為何重要?
作為新型電力系統(tǒng)的一員,虛擬電廠的熱度隨著氣候變化和電力保供等話題起起伏伏,但保持不變的是它受政策支撐的底色。
虛擬電廠這一概念由來已久,在文件中的正式出現(xiàn)可以追溯至2015年。在深化電力體制改革的大背景下,國家發(fā)改委及能源局發(fā)布了《關(guān)于促進智能電網(wǎng)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,提出推廣虛擬電廠。2020年和2021年,雙碳目標和“以新能源為主體”的新型電力系統(tǒng)陸續(xù)成為發(fā)展目標。近3年來,涉及虛擬電廠的十多個政策文件密集出臺。
資料顯示,在需求側(cè)調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上,可增加靈活性資源供應(yīng)的虛擬電廠,被定義為新型市場主體,面向中長期、輔助服務(wù)和現(xiàn)貨等電力交易市場,到2025年,電力需求側(cè)響應(yīng)能力應(yīng)達到最大負荷的3%-5%。
對于虛擬電廠被看重的本質(zhì)原因,上海交通大學(xué)電氣工程學(xué)院教授何光宇表示,如果說前30年的主要任務(wù)是“建設(shè)新能源”,那么后30年的主要任務(wù)是“消納新能源”。“消納新能源,我覺得主要是要看廣義儲能,看虛擬電廠。新能源只能提供電量,調(diào)節(jié)能力這一塊就變成了儲能或者是虛擬電廠的天下。”
在斷電的威脅之下,新能源消納的壓力正在加重。近年來,極端天氣頻發(fā),伴隨著可再生能源裝機超過煤電,全國用電負荷屢創(chuàng)新高。國家能源局預(yù)計2023年全國最大電力負荷可能超過13.6億千瓦,這意味著電力需求側(cè)的響應(yīng)能力應(yīng)達到4080-6800萬千瓦。
與此同時,這種極大的電力供需矛盾也有持續(xù)時間短的特點。中國電科院用電能效研究所的陳宋宋指出,2022年國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)三華電網(wǎng)95%以上尖峰負荷持續(xù)時間為15-218小時,較前面幾年增長較多。“為了維系這95%以上的尖峰利用了大量的發(fā)電、輸電、變電資源。”
根據(jù)國家電網(wǎng)測算,通過火電廠實現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷,滿足5%的峰值負荷需要投資4000億元,而通過虛擬電廠僅需500至600億元。
因此,虛擬電廠“彈性電力”的出現(xiàn),能充分聚合儲能、分布式電源和可控負荷等資源,對電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻和備用等輔助服務(wù)。于現(xiàn)階段的電網(wǎng)調(diào)控而言,這是一種在不增加額外的基礎(chǔ)設(shè)施下環(huán)保且經(jīng)濟的電力保供方案。
樂創(chuàng)能源創(chuàng)始人潘多昭表示,最近一兩年,購入電和使用電出現(xiàn)了缺口,缺口意味著虛擬電廠調(diào)節(jié)和平衡變成了更加重要的事。并不用特別多做虛擬電廠,但最近需要虛擬電廠。
早在2014年,上海就建立了全國第一個虛擬電廠的管理體系,成立了全國第一個虛擬電廠的示范。目前,各地虛擬電廠試點明顯加速,江蘇、浙江、上海、廣東等地已開展虛擬電廠示范項目的建設(shè)和運營。東南大學(xué)電氣工程學(xué)院電力經(jīng)濟技術(shù)研究所所長高賜威透露,8月初,山西的虛擬電廠應(yīng)該會入市交易。
需尋找技術(shù)及商業(yè)化運營突破口
在“源、網(wǎng)、荷、儲一體化”的趨勢下,擁有聚合能力去“發(fā)電”和“用電”的虛擬電廠已是可靠的方向。更現(xiàn)實的問題是,它距離盈利和規(guī)?;€有多遠?
雖然還在發(fā)展初期,但虛擬電廠未來的市場規(guī)模已無需置疑。根據(jù)華泰證券研報,我國虛擬電廠正由邀約型向市場型過渡。預(yù)計2025年,我國的虛擬電廠市場規(guī)模將達到102億元,并且有望于2030年有望達到千億元。
電力市場機制較為成熟的海外市場已經(jīng)積累了可供參考的經(jīng)驗。資料顯示,德國的分布式能源占比高,其虛擬電廠以分布式電源的聚合為主,主要通過電力交易創(chuàng)收。美國在零售電價不斷提升、光伏成本不斷下行、戶用光伏裝機占比提高的背景下,虛擬電廠主要聚合可控負荷,通過需求響應(yīng)獲取收益。
高賜威提及,澳大利亞大概從2018年開始做虛擬電廠,因為市場相對比較完善,虛擬電廠的形態(tài)基本上是光伏+儲能電池。以南澳某個配備15MWh儲能的虛擬電廠為例,該項目在2019年的4季度的收入為800萬澳元(近3800萬人民幣)。
在中國,虛擬電廠參與得更多的是需求響應(yīng)市場,主要的市場主體是空調(diào)負荷聚合商,綜合能源站聚合商,5G基站,充電樁等。陳宋宋表示,“這個是基于省內(nèi)每年會出臺相關(guān)的政策,每年會明確補貼標準,我們姑且稱之為行政計劃性的市場,未來要全面過渡到輔助服務(wù)和電能量市場。”
對于像電能量交易這樣更終極的目標,國網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院虛擬電廠與電力交易技術(shù)實驗室主任左娟透露,現(xiàn)階段我國已經(jīng)初步建成了全國統(tǒng)一的電力市場,在電力市場建設(shè)比較前端的部分省市,可以說虛擬電廠已經(jīng)進入了一個市場化的階段。但現(xiàn)在建設(shè)虛擬電廠的廠商或感興趣的資本都在考慮建完以后如何獲利的問題,包括怎樣處理和電網(wǎng)的關(guān)系,是跟政府拿補貼還是拿電網(wǎng)的補貼或電價差。
除了盈利方式模糊,虛擬電廠還面臨著其他發(fā)展難題。在國內(nèi)已經(jīng)積累了試點經(jīng)驗的前提下,陳宋宋指出了虛擬電廠當下面臨的種種挑戰(zhàn)。
在技術(shù)方面,由于用戶種類多,感知交互難度大,導(dǎo)致底層設(shè)備信息采集、檢測難度非常大。同時,信息獲取不健全也降低了可調(diào)節(jié)潛力評估準確度,不利于分析預(yù)測。
其次,用戶的生產(chǎn)約束多,所以設(shè)備控制風(fēng)險高,虛擬電廠比較難實現(xiàn)遠程直接操控生產(chǎn)設(shè)備運行。此外,市場機制的不成熟也表現(xiàn)在用戶常態(tài)化參與意愿低。
更為急迫的似乎是標準化問題,需求側(cè)資源參與電網(wǎng)互動標準化的工作仍處于起步階段。陳宋宋表示,目前虛擬電廠的標準仍在起步階段,很多標準都是跨行業(yè)的推薦標準,應(yīng)用實施和推廣難度都大,無法支持高質(zhì)量的大規(guī)模發(fā)展。“沒有標準化就沒有辦法衡量某一個產(chǎn)品到底是不是虛擬電廠。只有標準化才能帶動產(chǎn)品研發(fā),推廣應(yīng)用,降本增效,若沒有標準加持,這個行業(yè)有序大規(guī)模發(fā)展還是存在瓶頸的。”
近日,根據(jù)國家能源局綜合司公布的擬立項行業(yè)標準項目,國網(wǎng)上海市電力、南方電網(wǎng)科學(xué)研究院和東南大學(xué)計劃在2024年完成虛擬電廠術(shù)語項目。今年初,《虛擬電廠資源配置與評估技術(shù)規(guī)范》和《虛擬電廠管理規(guī)范》兩項國家標準也已被批準立項。
來源:華夏時報 作者: 胡雅文
評論