登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
编者按
虚拟电厂是一种新型电力系统,可对大规模新能源电力进行高效利用,是电力行业未来极具潜力的发展方向。虚拟电厂现阶段发展状况如何?如何发挥虚拟电厂的价值?未来该从哪些方面进一步挖掘潜力?······聚焦行业热点,我们的“朋友圈”在畅聊。从本期开始,朗新研究院将陆续刊发三位作者从不同角度对【虚拟电厂】的总结思考、洞察分析,来一场热点“畅聊局”,敬请关注,也欢迎留言和我们分享您的思考和见解~
第一位作者将从商业、技术、策略三个观察视角,对虚拟电厂的发展进行较全面的行业观察扫描,本期将先行刊发《走进虚拟电厂——综述篇》。
(来源:微信公众号“朗新研究院” 作者:邓庆安)
导语
由于资本的追捧,过去的一年里,与虚拟电厂相关公司的股票大涨,虚拟电厂也因此成为业内研讨的热点。那么,虚拟电厂到底是什么?为什么突然火爆?它可以解决什么问题?它跟普通人有什么关系?
文章以大众的视角,同大家一起拨开云雾,透过现象看本质,一起走进“虚拟电厂”,共同探讨虚拟电厂大火的内在商业逻辑、布局虚拟电厂业务需要具备的技术能力以及正确的切入策略。希望可以不负时代,抓住机遇,一起推动虚拟电厂的产业发展。
资本逐鹿,所为何事
虚拟电厂并不是什么新生事物。1997年,Shimon Awerbuch博士在其著作《虚拟公共设施:新兴产业的描述、技术及竞争力》一书中就提出了“虚拟电厂”的概念。
在欧美,虚拟电厂技术及市场已经相当成熟。我们国家在2013年也在北京、上海、江苏、佛山等省市开展了电力需求侧响应及虚拟电厂项目试点工作。2019 年,国网冀北建成投运国内首个虚拟电厂“国网冀北虚拟电厂”。那为什么国内提出需求电厂这么多年没火,却在今年突然爆发了呢?个人观点不一定对,最大的原因应该是虚拟电厂是支撑未来新型电力系统的重要技术手段。
2020年,我国向全世界宣布了“30·60”碳达峰、碳中和的目标,2021年初,我国进一步做出工作部署,提出构建以新能源为主体的新型电力系统。随着能源转型的深入,大规模的风电、光伏等不稳定电源及呈爆发性增长趋势的新能源汽车已经、正在或正要接入电网,给电力系统的安全稳定运行造成了巨大的冲击。由此,给电力系统提供调频、调峰等辅助服务的市场需求将大幅增加。
正如当初爱迪生发明的发电机必然要演变成如今的大电厂、大电网一样,假使真的有一天电力系统实现了100%的可再生能源的电力供应,那么有一个事物就必须在这一天之前出现:一种能集合和协调电网下的各个发电单元、终端负荷和储能中转设备的灵活系统,它将取代传统发电厂而成为参与电网运营与电力交易的市场主力,这便是虚拟电厂。
三月份发改委发布了《“十四五”现代能源体系规划》提出推动储能设施、虚拟电厂等发展,投资规模将超千亿。大势所趋,时代机遇。正是看到了未来预期,于是资本市场一下子就被点燃了。
拨云见日,何谓虚拟电厂
(一)什么是虚拟电厂
“虚拟”即意味着并非实体,所以虚拟电厂并不是真正意义上的发电厂,而是一种基于能源互联网技术的“看不见的电厂”。其核心是通过先进信息通信技术和软件系统,把工厂、商场甚至居民家的屋顶光伏、电锅炉、电动汽车、空调等各类分散、可调节资源汇聚起来,统一协调控制,形成一个虚拟的“电厂”。
虚拟电厂加入电网调度,它既可作为“正电厂”向电网供电,又可作为“负电厂”通过增减用电负荷配合电网削峰填谷。比如在高温天气电网供电紧张时,虚拟电厂将聚合的商场空调上升1~2摄氏度,在没有影响到商场消费者体验的情况下,减少了用电需求;或者将聚合的分布式能源、储能设施在用电高峰时向电网送电,取得高峰时的高电价收益。
(二)虚拟电厂有什么作用
话说回来,以前没有虚拟电厂的时候,电网不也运行得好好的吗?是现在的电网发生什么变化了吗?还真是的!谈虚拟电厂就不能不提新型电力系统。还记得刚提新型电力系统的时候,前面是冠与“以新能源为主体的新型电力系统”的吗?虽然现在说新型电力系统的时候不怎么提以新能源为主体,但新型电力系统的核心还是逐步提升光伏、风能等新能源发电在电网中的占比。新能源发电最大的特点就是“靠天吃饭”,出力具有较强的随机性、波动性和间歇性。一片云飘过,就可能影响了下面光伏场站的发电。
因此可以想象,新能源占比的提高,对于电网供需平衡荷安全稳定运行带来了前所未有的挑战。我们看下面三张图。也许这三张图过于专业,但读懂这三张图有助于我们理解为什么新型电力系统需要虚拟电厂。下面我们就一起来解读。
新型电力系统供需不平衡给电网带来的三个挑战
图1是著名的新型电力系统电力需求“鸭型曲线”。光伏是新型电力系统的主要电力来源之一,其特点是发电量与太阳升起高度一致,正午最强。然而夜晚没有阳光照射、光伏不发电,这时我们的用电负荷又该由谁来供应呢?自然只有传统电源如火电了。当白天光伏大发的时候,绝大部分用电负荷只靠光伏发电就能满足,传统电源只要承担一小部分,这部分负荷我们称为“净负荷”。
随着新能源的大量导入,“净负荷”的曲线图变化就会呈现出图1中这种白天净负荷低,而夜晚净负荷急剧跃升的现象。随着可再生能源发电比例越高,“鸭子曲线”的背部会更低,脖子会更长。
一般来说,传统火电在高负荷运行或者连续数天供电的情况下,能提供比较好的燃料经济性,但并不能很好地适应这种频繁启停。因此,传统削峰填谷的调节手段不能满足未来新型电力系统的灵活调节需求。
图2是新能源不同占比下的电网频率影响曲线。想必大家都知道平时家里用的电是50赫兹,电压是220伏。频率或电压不稳,我们的电器设备就无法正常使用。那么电网是如何维持我们的用电频率和电压的呢?
打个比方,会开车的人就知道,车行驶在平路上,固定的挡位和油门,就可以让车子匀速前行。即使有个小坡,小坎的,顺着惯性也就冲过去了。但是遇到长坡,如果不调档,不加油,车就要停下来。因此开车的人就是通过挂档或油门来调节发动机出力,以应对外部路况的变化,从而实现车子匀速行驶。以此类似,电网也是通过调节电厂发电机组的出力来维持相对稳定的频率和电压的。
在传统电力系统中,频率和电压的变化相对温和,大部分情况下靠着发电机组的惯性或者自动调节已能解决。但是随着新型电力系统中新能源和电力电子装备的比例增加,电网频率或电压的波动加剧,发生毫秒时间内的大幅度掉频或失压概率大大增加,如图2所示。好比路况变差,不再是小坡小坎,而是随时变化的山间野道。传统的发电机组已经无法对这种瞬时大幅度的变化进行响应,新型电力系统需要更灵敏高效的可调节手段。
图3是电力现货市场价格波动曲线。目前我国电力现货市场建设已经进入快车道。在电力现货市场中,电力价格不再像现在中长期甚至是日前交易那样相对稳定,而是随着十五分钟一个变化,最高价和最低价之间价差有可能相差数倍。因此在电力现场市场环境下,售电公司需要能根据价格信号自动调节用户可控负荷,在不影响用户正常生产的情况下,将用户负荷从现货高价转移至现货低价时段,从而提高售电公司的电力现货盈利。
在此背景下,虚拟电厂采用先进通信网络和调控交易技术,动态聚合用户侧分布式规模化灵活资源,构建满足新型电力系统“惯性支撑、快速调频、灵活调峰”等多时空尺度调控需求的灵活调节电源,参与电网实时调控、高频交易,是最大化利用新能源电力,缓解尖峰时段短时供电能力不足,支撑新型电力系统安全稳定运行的重要技术手段。
(三)为什么是虚拟电厂
能够提供电网调节的资源主体包括传统火电、水电、抽水蓄能、新型储能等,那么我们为什么还要这么大费周章搞虚拟电厂呢?我们可以以下几个方面加以分析。
首先是虚拟电厂具备的不可替代的灵活性。
虚拟发电厂与传统火电、水电、抽水蓄能、新型储能等调节主体重要不同之处在于,其他调节主体装机容量固定,除新型储能系统外,其他调节主体从启动到达到要求的功率,都需要较长时间。但是虚拟发电厂的各个可调节资源可自由组合,容量可大可小,并且响应更快。这种灵活性,在前面提到的在参与新型电力系统调峰、调频或调压等调节中就非常重要。
例如在太阳快要落山,但还没落山的短时间内,电网处于供应略小于需求的时候,如果启动火电进行调节,由于机组发电能力太大,就可能造成新的供需不平衡。但如果是虚拟电厂来调节就可以由小到大,无缝调节。因此,新型电力系统对灵活性资源的需求是催生虚拟电厂的根本原因。
其次是虚拟电厂具备的优越的经济性。
根据国家电网测算,通过火电厂实现电力系统削峰填谷,满足5%的峰值负荷需要投资4000亿;而通过虚拟电厂,在建设、运营、激励等环节投资仅需为400-570亿元,成本仅为1/7至1/10。此外,若一味通过建设电厂、抽水蓄能、新型储能系统来满足尖峰时段的用电需求,便会在用电低谷期产生巨大浪费。因此相比之下,虚拟电厂显示出较强的经济性,理应成为新型电力系统建设的重要方向。
此外,成熟的虚拟电厂技术为需求侧资源聚沙成塔提供了可行性。以新能源为主体的新型电力系统,其核心就是要减少传统电厂的占比。这个比例未来可能只剩下40%、20%,甚至更低。到那个时候,电网的可调节资源就必然要依靠需求侧的分布式光伏、楼宇空调、分布式储能等可调节资源了。在欧美,虚拟电厂技术已经被证明了确实可行。当前大数据、云计算、区块链、5G通信技术等领域不断创新突破,将为科学利用需求侧资源提供关键支撑。
蓝海问道,拥抱虚拟电厂星辰大海
综上所述,虚拟电厂是支撑未来新型电力系统的重要技术手段,但它同时也是电力能源行业的一种新业态。依托创新商业模式和跨行业领域先进技术引领,虚拟电厂将成为一个市场环境下广大电力用户充分参与、跨行业协同推动的新兴产业,成为国民经济的一个新增长点。
因此虚拟电厂不仅是一项技术,更是一门大生意。普通的社会化企业相比较于电网企业或大型电厂而言,两者在虚拟电厂市场建设中扮演的角色不同,责任不同,可掌握的资源也不同。另外由于体制上的差异,普通的社会化企业可能更贴近于客户,同时也具备更多的商业灵活性。
目前关于虚拟电厂的文章涉及的国内典型案例绝大部分是电网公司或大型电厂的示范类项目。那么,作为社会化的普沟通企业又该如何谋篇布局,抓住时代机遇,参与其中呢?
在走进虚拟电厂的系列文章中,笔者将继续从普通的社会化企业角度,就虚拟电厂的商业逻辑、关键技术能力构建和企业布局策略展开讨论,以期让我们可以“取势、明道、优术、利器”,不负时代,把握机遇,拥抱虚拟电厂星辰大海。敬请期待。
作者:邓庆安
部门:朗新科技集团综合能源业务部
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
3月26日,重庆经信委印发《重庆市虚拟电厂建设管理实施方案(征求意见稿)》。《方案》提出,重庆虚拟电厂重点聚合分布式光伏、分散式风电、用户侧储能、分布式燃机、冻库、充换电设施、空调负荷、集中式供冷供热、铁塔基站、公共照明和工业可调节负荷等可调节资源。按照虚拟电厂聚合资源的类别,重庆
为深入学习贯彻习近平总书记重要讲话精神和全国两会精神,认真落实国家能源局部署,牢牢把握推动高质量发展、加快发展新质生产力的重要要求,进一步了解掌握江苏省新型能源体系建设情况,3月25日至26日,江苏能源监管办主要负责同志带队赴常州、无锡地区围绕智能化调度能力建设、重大能源工程建设、供
3月23日,位于四川省成都市的龙泉虚拟电厂进入试运行阶段。区别于电源型、负荷型虚拟电厂,龙泉虚拟电厂是一座混合型虚拟电厂,由成都天府新区供电公司参与建设,同时聚合了可自主压降并参与调峰的工商业客户,以及可向电网反向送电的储能客户等。目前,该虚拟电厂已聚合充电站及新能源公交车、工业客
多花10分钟充满电,新能源车主将获得更低的充电价格;夏日用电高峰期,空调温度调高一度,写字楼、商场或许能获得额外经济补偿……山东正在建设虚拟电厂,探索如何在不影响社会正常生产生活的前提下,达到节能目的,推动能源转型向绿。既没有高耸的烟囱、成片的厂房,也不消耗煤炭等燃料。虚拟电厂并不
北极星储能网获悉,3月27日,安徽省工业和信息化厅发布关于印发《安徽省光伏建筑一体化试点示范和推广应用实施方案》的(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,按照高水平设计、高标准建设、高质量应用的原则,推动光伏发电系统与建筑有机结合,鼓励配置必要储能设施,在新建公共建筑、工业建筑、
27日,记者在国网重庆市电力公司召开的2024年国网重庆电力履责实践发布会暨社会责任沟通日上获悉,重庆将建虚拟电厂助力度夏期间安全可靠用电。什么是虚拟电厂?虚拟电厂是一座基于能源互联网技术的“看不见”的电厂,该电厂是通过将电网中海量、分散的柔性用电负荷、分布式光伏、用户侧储能等可调节电
北极星储能网获悉,3月26日,重庆经信委印发《重庆市虚拟电厂建设管理实施方案(征求意见稿)》。《方案》提出,重庆市虚拟电厂建设管理工作按照“总体设计、分步实施、试点推进”的原则,结合重庆实际发展需求,坚持市场驱动,构建虚拟电厂市场化运营管理机制,建设重庆市虚拟电厂运营服务平台,聚合
在2024中国清洁能源博览会开幕式暨中国清洁电力峰会上,中国电力企业联合会专家委员会副主任委员(原专职副理事长)、华北电力大学新型能源系统与碳中和研究院院长、国家气候变化专家委员会委员王志轩先生带来《中国新能源发展的现状问题及展望》主题演讲,以下为北极星储能网摘编整理:目前,中国电能
近日,集团所属智慧能源公司参加深圳市供电局虚拟电厂管理中心开展的2024年首次需求响应,并通过自主研发的虚拟电厂高级应用平台,顺利完成需响交易。在本次需求响应中,智慧能源虚拟电厂高级应用平台与深圳虚拟电厂管理平台进行良性互动,申报、出清、执行均达到预期目标。智慧能源虚拟电厂高级应用平
3月17日,山西电力科学研究院技术人员来到山西中能博源能源科技有限公司安装数据采集装置,方便实时采集企业虚拟电厂的功率、电量等数据,并最终测算出虚拟电厂的功率调节能力。经测算,该企业虚拟电厂的调节容量预计可达2.4万千瓦。据了解,虚拟电厂能聚合、协调分布式电源、储能系统及可控负荷等可调
北极星输配电网获悉,按照成都市虚拟电厂建设工作部署,成都正加快推进“1+2+N”城市级虚拟电厂一体化发展格局,双流虚拟电厂是成都最早启动建设的虚拟电厂之一,目前该虚拟电厂已进入试运行阶段,预计今年3月底正式投运。据工作人员介绍,国网成都市双流供电公司目前正大力推广分布式光伏和储能建设,
3月28日,河北省十四届人大常委会第八次会议表决通过了新修订的《河北省电力条例》(以下简称《条例》),将于今年5月1日起施行。这是去年中央深改委作出深化电力体制改革、加快构建新型电力系统的部署后,全国首部进行全面修订的地方性电力法规。《条例》共七章六十五条,围绕电力规划与建设、电力生
3月28日,河北省十四届人大常委会第八次会议表决通过了新修订的《河北省电力条例》,将于今年5月1日起施行。这是去年中央全面深化改革委员会审议通过《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》后,全国首部进行全面修订的地方性电力法规。河北省电力条例共7章65条,围绕电力规划与建设、
为深入学习贯彻习近平总书记重要讲话精神和全国两会精神,认真落实国家能源局部署,牢牢把握推动高质量发展、加快发展新质生产力的重要要求,进一步了解掌握江苏省新型能源体系建设情况,3月25日至26日,江苏能源监管办主要负责同志带队赴常州、无锡地区围绕智能化调度能力建设、重大能源工程建设、供
3月27日,南方电网公司董事长、党组书记孟振平与来访的中国电气装备集团董事长、党委书记白忠泉,董事、总经理、党委副书记周群一行举行会谈,双方就进一步深化合作进行深入交流。公司党组成员、副总经理王绍武,中国电气装备集团党委常委、副总经理成卫出席会谈。孟振平欢迎白忠泉一行来访,对中国电
3月28日上午,长沙市雨花区与国网长沙供电公司签订新型电力系统深化合作协议,通过建立健全“政府主导、政企联动、责任共担、合作共赢”等工作机制,充分发挥各自优势,加强在能源电力领域的全面合作,加快构建新型电力系统,实现雨花区电网向能源互联网转型升级,为加快建设全国一流现代化强区提供强
3月28日,2024中国国际清洁能源博览会(下称“CEEC2024”)在北京圆满落幕。通过3天7馆50000平米的新展品展示、新技术呈现、新成果发布和新思维碰撞,为4万多观众展示了覆盖风、光、氢、储等多个领域,包括清洁能源发电、储电、输电、配电、变电、用电等完整的新型电力系统生态链的最新发展成果和新质生
北极星储能网讯,3月27日,2024第二届中国储能大会上,电力规划设计总院能源科技创新研究院院长助理董博先生带来《我国新型储能发展现状及展望》演讲,以下为北极星储能网摘编整理:一、我国新型储能发展现状:1、目前主要是配置在电源侧和电网侧。从地域上来看,华北、西北、华中等地区2、新型储能的
3月25日,随着一声哨响,玉门750千伏变电站新建工程330千伏配电装置区首基构架缓缓立起,标志着该变电站主体施工进入新的阶段。该工程330千伏构架共计86吊,构架钢材总重量1178吨,此次吊装的330千伏构架梁柱连接首次采用圆孔固结设计方式,母线梁采用双角铁、小梁采用单角铁。该设计方式使构架稳固性
新的生产实践需要新的生产力理论来指导。在能源革命与数字革命交织并进的背景下,需要以全新的生产力理论视角,剖析数字化赋能能源电力提质增效的内在机制,推动能源电力高质量发展。数字化重构能源电力生产活动的逻辑。从生产力理论来看,人类生产活动是以生产要素为资源、生产力为驱动、通过发展相适
从能源视角看新质生产力——国网浙江电力锚定创新助力高质量发展去年9月,在黑龙江考察时,习近平总书记首次提出“新质生产力”。此后,他在多个场合谈到“新质生产力”。2024年《政府工作报告》也提到要加快发展新质生产力。回望人类进化和生产方式演变,从古老的狩猎时代走到农耕时代,从机械化、电
3月26日,新疆克拉玛依市和国网新疆电力有限公司举行发展合作座谈交流会,双方签订了《加快构建新型能源体系打造能源转型发展先行区发展合作协议》。根据协议,双方将在推动能源转型升级、加快电网基础设施建设、支持重点产业发展、营造良好发展环境4大方面展开务实合作,全面推进具有中国特色国际领先
随着耗电的数据中心和清洁技术工厂在全美各地激增,美国大片地区面临着电力短缺的风险。公用事业公司和监管机构迫切需要制定可靠的计划来扩大美国脆弱的电网。(本文转载自:能源新媒ID:energymagazine)在佐治亚州,对工业电力的需求正在飙升至历史新高,预计未来十年的新增用电量将是现在的17倍。亚
为全面贯彻党的二十大精神,认真落实中央经济工作会议部署,完善能源消耗总量和强度调控,进一步加强绿色电力证书(以下简称“绿证”)与节能降碳政策衔接,拓展绿证应用场景,促进非化石能源消费,推动完成“十四五”能耗强度下降约束性指标,国家发展改革委、国家统计局、国家能源局近日联合印发《关
随着可再生能源大规模发展和并入电力系统,以及“双碳”目标下化石能源机组的退出,贵州省对电力系统灵活性的需求不断提高。为防止电力短缺状况出现,同时避免发电投资过多造成巨大浪费,尽早讨论布局贵州省电力市场构建中的容量机制设计具有重要意义。构建贵州电力容量保障机制具有必要性贵州省作为我
需量,即需求量。在电力领域泛指用户对于用电功率的需求,可以理解为在某个时刻,用电户从电力系统获取的瞬时功率值。(来源:微信公众号:黄师傅说电作者:黄师傅)而实际最大需量,就是这众多需量中的佼佼者,那个最大的值。其有时间范畴,目前是一个抄表周期内抄见一个值。大多数省份的抄表周期都已
你对电力系统发电能力的直观认识还在用“发电装机容量”为参考吗?那你OUT啦!“发电装机容量”已经不能代表真实的“发电能力”了!(来源:微信公众号:硕电汇作者:小硕团队)发电装机容量指电力系统中各类发电机组额定容量的总和。可反映发电机组在标准工况下所能输出的最大有功功率,不随运行条件
12月4日,国网湖北省电力有限公司牵头指导编制的基于电力需求侧响应碳普惠方法学——“武汉市基于电力需求侧响应的居民低碳用电碳普惠方法学”获武汉市生态环境局批准发布。该方法学量化研究了武汉市居民客户产生的电力碳减排量,助力居民形成低碳用电习惯,实现减少碳排放的目标。国网湖北电力联合国
近年来,《“十四五”可再生能源发展规划》《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》等多份文件鼓励水风光一体化发展。在这些文件的指导下,各地积极推进多能互补与一体化项目的实施。自然资源保护协会(NRDC)与四川大学合作开展的研究发现,电源侧水风光多能互补一体化开发,可以充分
近日,印度联邦煤炭部表示,国内电力需求处于高位,煤炭生产积极,11月的煤炭产量为8453万吨,同比增长11.03%,对进口煤的依赖也相应减少。其中,印度国有煤炭有限公司11月产量增至6597万吨,同比增长8.74%,而其对公用事业的调度总量为6226万吨,环比增长3.92%。4月至11月,印度煤炭产量为5.9128亿吨
北极星输配电网获悉,12月5日,山东省发展和改革委员会发布关于进一步加强新型储能电站集中调用管理的通知。文件提出,如遇电力供应紧张,国网山东省电力公司在预测常规火电、核电、抽水蓄能机组出力和省外来电规模无法满足全网电力需求的情况下,可根据相关运行规程和工作程序,向新型储能电站下达应
6日,国网西宁供电公司统计数据显示:2023年西宁售电量已突破600亿千瓦时大关,同比增长13.85%。其中,清洁能源消纳449.04亿千瓦时,占全年售电量的74.84%,创青海地区供电企业新纪录。电量是经济社会发展的“晴雨表”,电力需求旺盛、强势上升的态势,直接反映出地方经济持续稳步向好发展。近年来,国
编者按当前,中国电力需求增长面临一系列新形势:中国式现代化背景下,经济社会仍将持续较快发展,中国电力需求还有较大增长空间;实现“双碳”目标是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,形成电力需求形势研判的重大边界条件;构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统,对源网荷协调互动下的电力需
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!