2.3 智能化應用 3—虛擬電廠需求端響應&多負荷管理

　　發電側、電網側及用戶側需求推動儲能快速發展。 1)發電側：儲能主要應用于電源調 頻輔助服務、備用電源、平滑出力波動的場景，通過配置儲能設備可以實現可再生能源發電 的削峰填谷，將風光發電高峰時段的電量儲存后轉移到用電高峰釋放，從而減少棄風棄光率， 另一方面，儲能系統可以對隨機性、間歇性和波動性的可再生能源發電出力進行平滑控制， 從源頭降低波動性，滿足可再生能源并網要求。2)電網側：儲能通過參與電網調峰調頻、 緩解輸電設備擁堵、提升電能質量，保證電力系統穩定運行。3)用戶側：電力用戶通過配 置儲能，聚合可中斷負荷，協同分布式發電參與需求響應推動新能源消納;利用峰谷價差， 降低用電成本;以“儲能+微電網”形式可保證用戶側用電的穩定性。儲能裝置通過虛擬電 廠實現能源聚合，儲能技術為虛擬電廠發展提供重要基礎。

　　虛擬電廠(VPP)本質是通過通信網絡技術，將儲能、分布式能源(發電)和可控負荷 (用電)三大要素進行聚合，形成為需求側響應的“虛擬集中式電廠”。虛擬電廠通過先進 信息通信技術和軟件系統，實現三大要素的聚合和協調優化，形成一個虛擬的電廠來做統一 的管理和調度，參與電力市場和電網運行的電源協調管理系統。

　　虛擬電廠具有需求側響應、多負荷管理等多種功能，可應對發電系統多樣化困難。虛擬 電廠可以應對發電系統不穩定性(風光隨機性和間歇性對能源系統平衡造成挑戰)、電力需 求沖擊(大量電動汽車隨機接入，對能源系統造成沖擊)、調控難度大(分布式能源增多， 導致動態調度與控制難度提升)和用戶需求日益提升等多種困難。

　　上游基礎資源、中游系統平臺、下游電力需求構成虛擬電廠產業鏈。1)上游基礎資源 主要包括可調負荷、分布式能源和儲能設備，可調負荷按應用可分為工商業和居民，其中工 商業可調負荷包括空調、照明等，居民負荷由于分散化且單點容量小，導致聚合難度高;分 布式能源主要是用戶附近配置的發電裝置;儲能設備可分為機械儲能、電化學儲能、空氣儲 能等多種形式。2)中游能源聚合商依托互聯網及大數據技術，對各層數據信息進行整合、 優化、調度和決策，從而增強虛擬電廠協調控制能力。3)下游電力需求方由電網公司、售 電公司和大客戶構成，其中電網公司作為電力系統運營商，是電力市場的重要買方。虛擬電 廠連通產業鏈上下游，使得發電企業、電力公司、電力用戶三方受益，發電企業實現存量機 組利用效率的提升，電力公司提升電力系統穩定運行水平，同時虛擬電廠為用戶帶來便捷手 段參與市場交易，實現利益最大化。

　　我國虛擬電廠目前主要商業模式是獲取補貼分成，未來有望通過參與電力交易獲益。我 國目前虛擬電廠多為邀約型，通過政府機構或電力調度機構發出邀請信號，由負荷聚合商、 虛擬電廠組織資源進行削峰填谷等需求響應，并以此獲取補貼分成。此外，在具有電力現貨 市場試點的省份，虛擬電廠可通過參與市場交易獲取收益分成。

　　商業模式 1：以需求響應、削峰填谷獲取補貼分成(當下主流)

　　虛擬電廠相較傳統的火電削峰填谷具環保及經濟性的優勢。根據國家電網測算，通過火 電廠實現電力系統削峰填谷，滿足 5%的峰值負荷需要投資 4000 億，而通過虛擬電廠，在 建設、運營、激勵等環節投資僅需 500-600 億元，隨著虛擬電廠技術發展，虛擬電廠有望成 為削峰填谷重要手段。

　　商業模式 2：參與電力交易獲取盈利分成(未來可行方向)

　　發電側能源聚合參與現貨市場交易，依托調度靈活性獲得收益。虛擬電廠參與電力市場 交易種類主要包括中長期市場和現貨市場兩種，虛擬電廠可單獨參與單級市場交易，通過市 場價格與內部成本之間的價差獲得收益。基于虛擬電廠的靈活的特性，可參與聯合市場進行 交易，結合虛擬電廠內部單元出力特性，通過預測市場價格與負荷量，進行產品組合交易。結合我國目前電力市場改革狀況，由于現貨市場目前僅在試點中進行試運營，隨著電力市場 化改革的推進，虛擬電廠參與電力市場交易規模有望進一步加大。

　　虛擬電廠案例：國電投虛擬電廠——需求響應、輔助服務與電力現貨相結合。國家電投 集團上海發電設備成套設計研究院牽頭研發的虛擬電廠平臺實現了“虛擬電廠+電力需求響 應”、“虛擬電廠+電力輔助服務”和“虛擬電廠+電力現貨”3 項基礎功能試驗，并步入商業 化運營。國家電投江蘇綜合能源公司于 2022 年 2 月完成與江蘇省電力需求側管理平臺數據 接入試驗，其日運行負荷達 700MW，最大可調容量 300MW，平臺整合了多類型用電大客戶， 并完成了交易管理、負荷規劃、調度監盤等關鍵應用，具備了參加江蘇需求響應和輔助服務 的能力，通過虛擬電廠充分激發和釋放用戶側靈活調節能力，不但能為電網供需平衡做出貢 獻，還能提高售電公司的市場營銷競爭力。深圳能源虛擬電廠于 2022 年 6 月投運，公司通 過預測電力現貨市場價格，通過調節用戶可控負荷將用戶負荷從現貨高價調整至現貨低價時 段，實現售電公司電力現貨盈利的提升，實現平均度電收益 0.274 元。

　　2.4 智能化應用 4—輔助電力交易決策

　　全國統一電力市場體系加速構建，售電側市場逐步放開。2022 年 11 月，國家能源局在 《電力現貨市場基本規則(征求意見稿)》中明確要求，按照統一市場、協同運行的框架， 構建省間、省/區域現貨市場，建立健全日前、日內、實時市場。然而電力現貨交易具有價格 波動大、交易頻次高等特點，隨著售電主體數量、交易規模、交易品種的增加，極大增加了 交易員的工作量，針對電力交易中的痛點問題，電力交易輔助決策系統可提供實時的、可量 化的數據決策支撐。

　　電力交易輔助決策系統助力發電企業提升售電收入。電力交易輔助決策系統作為信息化 的現貨交易輔助工具，可結合市場行情預測、自身發電能力分析等，提供多種目標的現貨及 中長期交易決策方案，形成可行的交易策略庫，并通過對交易合同、市場占有率、收益組成 等數據的分析，為交易員提供實時的、可量化的數據決策支撐，發電企業可憑借更高精確度、 更全面的數據來提升交易能力，從而進一步提升交易收益。