2.3 智能化應(yīng)用 3—虛擬電廠需求端響應(yīng)&多負(fù)荷管理
發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)及用戶側(cè)需求推動(dòng)儲(chǔ)能快速發(fā)展。 1)發(fā)電側(cè)：儲(chǔ)能主要應(yīng)用于電源調(diào) 頻輔助服務(wù)、備用電源、平滑出力波動(dòng)的場(chǎng)景，通過(guò)配置儲(chǔ)能設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電 的削峰填谷，將風(fēng)光發(fā)電高峰時(shí)段的電量?jī)?chǔ)存后轉(zhuǎn)移到用電高峰釋放，從而減少棄風(fēng)棄光率， 另一方面，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以對(duì)隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性的可再生能源發(fā)電出力進(jìn)行平滑控制， 從源頭降低波動(dòng)性，滿足可再生能源并網(wǎng)要求。2)電網(wǎng)側(cè)：儲(chǔ)能通過(guò)參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、 緩解輸電設(shè)備擁堵、提升電能質(zhì)量，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。3)用戶側(cè)：電力用戶通過(guò)配 置儲(chǔ)能，聚合可中斷負(fù)荷，協(xié)同分布式發(fā)電參與需求響應(yīng)推動(dòng)新能源消納;利用峰谷價(jià)差， 降低用電成本;以“儲(chǔ)能+微電網(wǎng)”形式可保證用戶側(cè)用電的穩(wěn)定性。儲(chǔ)能裝置通過(guò)虛擬電 廠實(shí)現(xiàn)能源聚合，儲(chǔ)能技術(shù)為虛擬電廠發(fā)展提供重要基礎(chǔ)。
虛擬電廠(VPP)本質(zhì)是通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將儲(chǔ)能、分布式能源(發(fā)電)和可控負(fù)荷 (用電)三大要素進(jìn)行聚合，形成為需求側(cè)響應(yīng)的“虛擬集中式電廠”。虛擬電廠通過(guò)先進(jìn) 信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)三大要素的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，形成一個(gè)虛擬的電廠來(lái)做統(tǒng)一 的管理和調(diào)度，參與電力市場(chǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。
虛擬電廠具有需求側(cè)響應(yīng)、多負(fù)荷管理等多種功能，可應(yīng)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)多樣化困難。虛擬 電廠可以應(yīng)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)不穩(wěn)定性(風(fēng)光隨機(jī)性和間歇性對(duì)能源系統(tǒng)平衡造成挑戰(zhàn))、電力需 求沖擊(大量電動(dòng)汽車隨機(jī)接入，對(duì)能源系統(tǒng)造成沖擊)、調(diào)控難度大(分布式能源增多， 導(dǎo)致動(dòng)態(tài)調(diào)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(chǔ)資源、中游系統(tǒng)平臺(tái)、下游電力需求構(gòu)成虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈。1)上游基礎(chǔ)資源 主要包括可調(diào)負(fù)荷、分布式能源和儲(chǔ)能設(shè)備，可調(diào)負(fù)荷按應(yīng)用可分為工商業(yè)和居民，其中工 商業(yè)可調(diào)負(fù)荷包括空調(diào)、照明等，居民負(fù)荷由于分散化且單點(diǎn)容量小，導(dǎo)致聚合難度高;分 布式能源主要是用戶附近配置的發(fā)電裝置;儲(chǔ)能設(shè)備可分為機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、空氣儲(chǔ) 能等多種形式。2)中游能源聚合商依托互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)各層數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合、 優(yōu)化、調(diào)度和決策，從而增強(qiáng)虛擬電廠協(xié)調(diào)控制能力。3)下游電力需求方由電網(wǎng)公司、售 電公司和大客戶構(gòu)成，其中電網(wǎng)公司作為電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商，是電力市場(chǎng)的重要買方。虛擬電 廠連通產(chǎn)業(yè)鏈上下游，使得發(fā)電企業(yè)、電力公司、電力用戶三方受益，發(fā)電企業(yè)實(shí)現(xiàn)存量機(jī) 組利用效率的提升，電力公司提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行水平，同時(shí)虛擬電廠為用戶帶來(lái)便捷手 段參與市場(chǎng)交易，實(shí)現(xiàn)利益最大化。
我國(guó)虛擬電廠目前主要商業(yè)模式是獲取補(bǔ)貼分成，未來(lái)有望通過(guò)參與電力交易獲益。我 國(guó)目前虛擬電廠多為邀約型，通過(guò)政府機(jī)構(gòu)或電力調(diào)度機(jī)構(gòu)發(fā)出邀請(qǐng)信號(hào)，由負(fù)荷聚合商、 虛擬電廠組織資源進(jìn)行削峰填谷等需求響應(yīng)，并以此獲取補(bǔ)貼分成。此外，在具有電力現(xiàn)貨 市場(chǎng)試點(diǎn)的省份，虛擬電廠可通過(guò)參與市場(chǎng)交易獲取收益分成。
商業(yè)模式 1：以需求響應(yīng)、削峰填谷獲取補(bǔ)貼分成(當(dāng)下主流)
虛擬電廠相較傳統(tǒng)的火電削峰填谷具環(huán)保及經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)測(cè)算，通過(guò)火 電廠實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷，滿足 5%的峰值負(fù)荷需要投資 4000 億，而通過(guò)虛擬電廠，在 建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、激勵(lì)等環(huán)節(jié)投資僅需 500-600 億元，隨著虛擬電廠技術(shù)發(fā)展，虛擬電廠有望成 為削峰填谷重要手段。
商業(yè)模式 2：參與電力交易獲取盈利分成(未來(lái)可行方向)
發(fā)電側(cè)能源聚合參與現(xiàn)貨市場(chǎng)交易，依托調(diào)度靈活性獲得收益。虛擬電廠參與電力市場(chǎng) 交易種類主要包括中長(zhǎng)期市場(chǎng)和現(xiàn)貨市場(chǎng)兩種，虛擬電廠可單獨(dú)參與單級(jí)市場(chǎng)交易，通過(guò)市 場(chǎng)價(jià)格與內(nèi)部成本之間的價(jià)差獲得收益。基于虛擬電廠的靈活的特性，可參與聯(lián)合市場(chǎng)進(jìn)行 交易，結(jié)合虛擬電廠內(nèi)部單元出力特性，通過(guò)預(yù)測(cè)市場(chǎng)價(jià)格與負(fù)荷量，進(jìn)行產(chǎn)品組合交易。結(jié)合我國(guó)目前電力市場(chǎng)改革狀況，由于現(xiàn)貨市場(chǎng)目前僅在試點(diǎn)中進(jìn)行試運(yùn)營(yíng)，隨著電力市場(chǎng) 化改革的推進(jìn)，虛擬電廠參與電力市場(chǎng)交易規(guī)模有望進(jìn)一步加大。
虛擬電廠案例：國(guó)電投虛擬電廠——需求響應(yīng)、輔助服務(wù)與電力現(xiàn)貨相結(jié)合。國(guó)家電投 集團(tuán)上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院牽頭研發(fā)的虛擬電廠平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了“虛擬電廠+電力需求響 應(yīng)”、“虛擬電廠+電力輔助服務(wù)”和“虛擬電廠+電力現(xiàn)貨”3 項(xiàng)基礎(chǔ)功能試驗(yàn)，并步入商業(yè) 化運(yùn)營(yíng)。國(guó)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(cè)管理平臺(tái)數(shù)據(jù) 接入試驗(yàn)，其日運(yùn)行負(fù)荷達(dá) 700MW，最大可調(diào)容量 300MW，平臺(tái)整合了多類型用電大客戶， 并完成了交易管理、負(fù)荷規(guī)劃、調(diào)度監(jiān)盤等關(guān)鍵應(yīng)用，具備了參加江蘇需求響應(yīng)和輔助服務(wù) 的能力，通過(guò)虛擬電廠充分激發(fā)和釋放用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)能力，不但能為電網(wǎng)供需平衡做出貢 獻(xiàn)，還能提高售電公司的市場(chǎng)營(yíng)銷競(jìng)爭(zhēng)力。深圳能源虛擬電廠于 2022 年 6 月投運(yùn)，公司通 過(guò)預(yù)測(cè)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格，通過(guò)調(diào)節(jié)用戶可控負(fù)荷將用戶負(fù)荷從現(xiàn)貨高價(jià)調(diào)整至現(xiàn)貨低價(jià)時(shí) 段，實(shí)現(xiàn)售電公司電力現(xiàn)貨盈利的提升，實(shí)現(xiàn)平均度電收益 0.274 元。
2.4 智能化應(yīng)用 4—輔助電力交易決策
全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系加速構(gòu)建，售電側(cè)市場(chǎng)逐步放開(kāi)。2022 年 11 月，國(guó)家能源局在 《電力現(xiàn)貨市場(chǎng)基本規(guī)則(征求意見(jiàn)稿)》中明確要求，按照統(tǒng)一市場(chǎng)、協(xié)同運(yùn)行的框架， 構(gòu)建省間、省/區(qū)域現(xiàn)貨市場(chǎng)，建立健全日前、日內(nèi)、實(shí)時(shí)市場(chǎng)。然而電力現(xiàn)貨交易具有價(jià)格 波動(dòng)大、交易頻次高等特點(diǎn)，隨著售電主體數(shù)量、交易規(guī)模、交易品種的增加，極大增加了 交易員的工作量，針對(duì)電力交易中的痛點(diǎn)問(wèn)題，電力交易輔助決策系統(tǒng)可提供實(shí)時(shí)的、可量 化的數(shù)據(jù)決策支撐。
電力交易輔助決策系統(tǒng)助力發(fā)電企業(yè)提升售電收入。電力交易輔助決策系統(tǒng)作為信息化 的現(xiàn)貨交易輔助工具，可結(jié)合市場(chǎng)行情預(yù)測(cè)、自身發(fā)電能力分析等，提供多種目標(biāo)的現(xiàn)貨及 中長(zhǎng)期交易決策方案，形成可行的交易策略庫(kù)，并通過(guò)對(duì)交易合同、市場(chǎng)占有率、收益組成 等數(shù)據(jù)的分析，為交易員提供實(shí)時(shí)的、可量化的數(shù)據(jù)決策支撐，發(fā)電企業(yè)可憑借更高精確度、 更全面的數(shù)據(jù)來(lái)提升交易能力，從而進(jìn)一步提升交易收益。
評(píng)論