国内外虚拟电厂发展经验及对上海的启示

研究
团队

上海市发展改革研究院 张瀚舟、寇书萌、韩勰瑞

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  一、研究背景与目的

  虚拟电厂(VPP)是电力系统绿色化、数字化转型的关键组成部分,通过将区域内的分布式电源、可调节负荷、储能等多种资源聚合在一起,实现电力系统的灵活调度与高效运行,并为构建新型电力系统提供清洁、智能和低成本的解决方案。据测算,正常运行的每100万千瓦虚拟电厂可节约标煤160万吨,减排二氧化碳334万吨。随着我国能源结构低碳转型,城市电力峰谷差不断拉大,虚拟电厂迎来了快速发展的机遇期。上海作为国内首个开展商业建筑虚拟电厂示范的城市,近年来发展速度和响应规模距离预期还有差距,通过借鉴国内外先进经验可获得启发。

  二、研究的主要内容

  一是分析总结国外虚拟电厂建设经验。欧美等国在虚拟电厂运营的经验借鉴主要在于资源聚合和盈利模式方面。例如,基于自身能源供需特征发展聚合资源。以德国为代表的欧洲国家可再生能源占比高,VPP聚焦于供电侧,通过聚合可再生新能源参与电力市场交易与电力系统运行;美国则优先选择需求侧资源,通过需求响应、能效管理来缓解高峰负荷压力、提高综合能效。又如,多元盈利模式推动VPP市场化、常态化运行。欧美的VPP运营商可通过削峰填谷、辅助服务和综合能源服务等多种模式获取收益,充分补偿VPP建设投入,从而吸引市场主体积极参与VPP建设。

  二是分析总结国内虚拟电厂建设经验。国内现行省市虚拟电厂建设的主要经验在于资源聚合、调度管理和效益产生方面。扩大资源接入规模和种类方面,国内大多VPP项目以聚合可调节工商业用户、电动汽车、建筑楼宇空调、分布式储能、电采暖、智能家居等负荷侧资源为主,而冀北和深圳VPP项目则聚合了蓄热式电锅炉、分布式光伏、余热余能、能源站等电源测资源,进一步提升可调容量。建立智能化的统一调度平台方面,深圳和冀北虚拟电厂均以智慧调度运行管理云平台为基础。发挥政策牵引培育产业生态方面,深圳市政府对试运行阶段VPP投入每年500万元、持续3年的专项扶持资金,用以向运营商和资源方提供2元/千瓦时的调峰补偿,激励相关市场主体参与。虚拟电厂建成后,资金回报和效益产生在于多方面,不仅节约了电力投资成本,还可通过参与调峰辅助服务等实现直接经济效益,更可以间接带动光伏、储能等相关产业链发展,形成新的经济增长点。

  三是对上海进一步推动虚拟电厂规模化发展提出建议。关键在于优化管理机制和完善市场机制,打出“软硬兼施”的组合拳。硬件方面,充分挖掘需求侧可聚合资源、优化管理调度平台。软件方面,完善市场交易机制、构建协同发展的产业生态。

  三、研究的主要创新

  分析总结国内外虚拟电厂的实践经验,上海较有借鉴意义,可操作性较强。提出上海可以从建设新型配电网、优化管理调度平台、完善市场交易机制、活跃市场参与主体等方面着手,促进上海虚拟电厂进一步发展,为有关部门制定相关政策提供了决策参考。

  • 能源环境研究所