研报分享丨中国虚拟电厂市场分析

电力系统往清洁化方向转型是实现碳中和、碳达峰的重要手段之一，随着以风能、光伏为代表的可再生能源发电占比逐步提升，电力系统如何消纳大量高波动性、间歇性的电能成为不可忽视的难题。在用电侧，各领域电气化程度的提升，也加大了负荷用能预测的难度，电力系统维持供需实时平衡状态的难度加大。假设使用煤电机组来解决因新能源接入电网导致的系统不平衡问题，存在与能源发展相悖且成本高企的缺点。而通过研发虚拟电厂技术，聚合大量分散式灵活资源，来解决电网平衡问题，既能够充分利用大量分散式可再生电力资源，又能够以较低成本为电网提供平衡服务，是未来新型电网发展的重要方向。

摘要

高比例新能源电力接入电网 催生需求侧调节响应需求

为解决以风、光为代表的波动性较强的新能源电力大规模接入电网带来的问题，需要“源网荷”三方共同调动自身的调峰调频能力。在电网侧，新能源电厂可配备一定比例的储能；在电网侧，可通过灵活性燃煤机组改造；在需求侧，通过负荷聚合商（即虚拟电厂）整合可调控负荷资源，响应电网的调度需求

虚拟电厂基于四大管理中心实现可控制电量的合理流动

虚拟电厂平台通过调控中心与电力交易中心的接口，接收电网调度控制的指令，然后控制部署在不同空间的各类分布式电力资源和可控负荷的物联网智能终端接口，让可控电源与可控负荷对调度指令作出响应

现阶段中国虚拟电厂的商业模式尚未成熟，盈利来源依赖于政府部门的专项费用补贴

需求侧响应是指从配电端入手，通过经济补助等手段调节电力用户的用电习惯，以解决电力系统负荷峰谷差过大的问题。现阶段虚拟电厂主要通过聚合大量需求侧资源，提升自身响应容量，参与需求响应交易。

中国虚拟电厂产生背景

十四五可再生能源规划出台，确立了可再生能源发电地位。预计2025年可再生能源发电量达33,231亿千瓦时，发电增量较“十三五”期间有较大提升

新型电力系统的电源结构、用电结构和平衡模式将发生重大变化。高比例新能源电力接入电网，催生需求侧调节响应需求

中国虚拟电厂定义介绍

虚拟电厂是将不同空间的可调节负荷、多元储能侧、电源侧等一种或多种资源聚合起来，参与电力系统运行与交易的智慧能源管理系统

虚拟电厂平台通过调控中心与电力交易中心的接口，接受电网调度控制的指令，让可控电源与可控负荷对调度指令作出响应

中国虚拟电厂发展现状-虚拟电厂分类

按照聚合资源的不同，虚拟电厂可分为电源型、负荷型、储能型、混合型。欧洲虚拟电厂主要以电源型与储能型为主体，美国则以可控负荷为主体

中国虚拟电厂发展现状-虚拟电厂技术

实时响应协调技术、智能控制平台、人工智能与大数据技术能支撑虚拟电厂实现需求侧响应、电力辅助服务、调频服务、等复杂样化的业务场景

边缘计算能协助虚拟电厂对大量的用户侧数据进行分析，提高中心平台对分散资源的掌控能力，从而快速为各独立单元制定最优盈利策略

区块链技术可应用于虚拟电厂与电力中心的交易环，区块链为每个虚拟电厂构建一个公开透明的交易平台

中国虚拟电厂发展现状-发展趋势

虚拟电厂发展分为三个阶段，目前中国虚拟电厂市场处于邀约阶段，随着顶层设计出台，预估其市场化程度将进一步提高

中国虚拟电厂发展现状-入市流程

虚拟电厂入市流程分为七步骤，首先向所在省能源局报备，经过评估后纳入待建设目录，随后电力公司进行技术测试后，才能获得最终注册资格

中国虚拟电厂发展现状-运作机制

随着各省市《新型电力系统建设规划》落地，各地电力监管机构将加快制定虚拟电厂参与交易的机制，以有效解决区域内新能源消纳需求的难题

虚拟电厂盈利模式-中国虚拟电厂

现阶段中国虚拟电厂的商业模式尚未成熟，处于多地试点阶段。盈利来源依赖于政府部门的专项费用补贴

虚拟电厂现阶段作为灵活性资源聚合商参与部分省市的辅助服务市场，从各省出台细则看，虚拟电厂的补偿资金来源将伴随电力市场化改革走向多样化

中国虚拟电厂的建设主要以示范工程为主，处于探索阶段。预计后期开展范围逐步从区域性试点往省市一级扩大，其聚合资源仍以可控负荷为主

虚拟电厂盈利模式-海外虚拟电厂

欧洲虚拟电厂的盈利模式以聚合分散式电源，参与电量市场交易获利为主，而美国虚拟电厂主要以聚合大量可控负荷参与电力辅助市场盈利

德国是欧洲虚拟电厂产业的发展典型，其发展路径值得中国虚拟电厂产业借鉴，中国可沿电力系统、政策制度、硬件设备三个维度引导产业进一步发展

从海外虚拟电厂成功经验看，明确可再生能源发电的市场交易主体地位，解绑虚拟电厂参与市场的准入限制，是虚拟电厂商业模式走向成熟的必要条件

中国虚拟电厂理论市场规模

中国虚拟电厂主要通过聚合各分布式用能单元，集成资源参与辅助服务市场获利。头豹研究院预计，到2030年中国虚拟电厂市场规模将达到1,314亿元

供稿单位：秦创原总平台