虚拟电厂专题分析：分布式资源聚沙成塔，市场化盈利未来可期.pdf

虚拟电厂专题分析：分布式资源聚沙成塔，市场化盈利未来可期。虚拟电厂：配网层级的“微型调度”。虚拟电厂是聚合分布式能源资 源，统一管理协调优化的控制系统。虚拟电厂是一种运用先进通信、 计算、调度、市场等手段，聚合大量分散的分布式能源资源，并实现 统一管理与协调优化的控制系统。其可为系统运营商提供高效安全、 快速爬坡的灵活性，同时也为海量的分布式能源资源创造参与系统调 节或市场交易的机会，使其获得一定收益。从可参与虚拟电厂的资源 来看，大多身处配网层级、可以灵活调节自身出力及负荷的资源可参 与虚拟电厂。以其自身特性划分，可分为“源、荷、储”三类。面向 市场交易、调度指令分解和分布式资源控制监测是虚拟电厂的三大运 行要素。从整个运行环节来看，虚拟电厂首先以自身聚合的分布式能 源资源的特性得出虚拟电厂的响应能力。在面向市场的交易完成，调 度机构下达调节功率曲线后，虚拟电厂需要基于调用成本最优原则将 调度下达功率曲线分解至各个分布式资源，通过远程终端监测或直接 控制资源，形成资源出力/用电负荷调节，达到整个虚拟电厂完成下 达功率曲线的效果。

构成：“系统+通信+终端”，虚拟电厂紧扣轻资产运行特点，把控运 行核心和控制要点。从构成要素来看，虚拟电厂包括中央系统、通信 网络和远程终端三部分。中央系统即虚拟电厂主站，其中包含虚拟电 厂运行的四大功能模块：用户数据采集与分析，电力市场预测估计， 资源建模及聚合，以及市场优化交易决策。通信网络即虚拟电厂面向 调度机构/市场机构和面向远程终端的信息交互和控制调度通道。当 前阶段，采用的主要信息通信方式为光纤+无线公网。远程终端作为 虚拟电厂控制终端资源的手段，一般以“边端结合”的形式，既设置 即插即用的边缘智能网关，实现边缘计算等功能，也实现可调节资源 的状态监测和柔性控制。

应用场景：依托电力市场环境，多方位综合获益。目前，虚拟电厂商 业化运营的应用场景以调峰为主，在无现货市场的地区参与调峰辅助 服务市场，提升系统灵活调节能力。对于部分开展现货市场并允许虚 拟电厂进入市场的地区，虚拟电厂可以选择参与现货市场，调峰及调 频辅助服务市场。除参与市场交易和响应获取收益外，虚拟电厂还需 要考虑所得收益与调度分布式资源的成本之间的优化问题。

新能源消纳和新型电力系统发展亟需灵活资源助力，政策鼓励下虚拟 电厂发展可期。新型电力系统面临“双高”，源荷波动性亟需资源平 抑。从本质来看，新能源电力具有强不确定性和低保障性，新能源高 比例渗透叠加居民和三产负荷快速增长，源荷两端波动性增大，电力 系统面临缺电和弃电并存的局面，尖峰时刻电力系统供需不平衡矛盾 凸显。新型电力系统的源荷波动仅靠传统煤电调节难以满足需求，抽蓄和电化学储能调节性能优越，但仍存在建设周期长和运行成本高等 问题。需求侧响应调节性能较好，提升系统灵活性性价比较高。考虑 推广费用和相关智能设备以及管理平台成本，其单位投资为 200~400 元/千瓦，提升系统灵活性的成本相较于其他资源更低。国外虚拟电 厂运行较为成熟，国内虚拟电厂仍处于探索初期。国外虚拟电厂起步 较早，发展特点各有侧重，市场环境下运营模式较为成熟。国内虚拟 电厂目前仍以示范项目为主，仍处于前期聚合控制技术验证和参与系 统响应的阶段。少数项目实际接入调度，多数项目成为需求侧响应。 我们认为，虽然虚拟电厂具有优越的调节性能和性价比，当前时点虚 拟电厂仍缺乏政策端顶层设计，且调用端调度部门未形成调度负荷侧 资源习惯，虚拟电厂的运行和商业模式仍需探索发展。