虚拟电厂本质上是一套软件平台系统,通过先进信息通信技术和软件系统,实现分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车等分布式能源资源的聚合和协调优化,以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统,为配电网和输电网提供管理和辅助服务。
双碳背景下,风光装机与发电量逐年攀升,出力曲线进一步拉大峰谷差,间歇性与波动性容易造成短时供需不平衡,负电价与实时电价波动会降低收益与增加风险,虚拟电厂可一定程度为电网调节提供空间,保障新型电力系统“源网荷储”的互动运行。
虚拟电厂是提升电网系统灵活性的高性价比之选,据国网测算,如果实现电力系统的削峰填谷、满足5%的峰值负荷,通过虚拟电厂实现这一目标的投资额仅为火电厂的1/8到1/7。
2021年以来我国不断发布支持虚拟电厂建设各项政策,2023年5月,国家发改委发布《电力需求侧管理办法(征求意见稿)》和《电力负荷管理办法(征求意见稿)》,提出“建立和完善需求侧资源与电力运行调节的衔接机制,逐步将需求侧资源以虚拟电厂等方式纳入电力平衡,提高电力系统的灵活性”、“重点推进新型储能、虚拟电厂、车网互动、微电网等技术的创新和应用”。
日前,南方电网公司分布式源荷聚合服务平台在广东广州、广东深圳、广西柳州三地同步开展虚拟电厂多功能联合调控,在多省区同步实现了调频、直控等快速响应,标志着我国首个区域级虚拟电厂投入运行。
虚拟电厂业务大致划分为三类:软件平台类、硬件类、运营聚合类。其中软件平台涉及到:①本地控制、②聚合平台、③价值预测优化、④市场和电网交互四大模块;硬件包括:①终端采集设备(智能电表等)、②负荷控制终端、③网关和通信三种。
国金证券判断在虚拟电厂三种业务中,软件提供商的产品毛利率最高,其次是硬件设备类、再其次是资源运营聚合类。但在长期市场容量方面,虽然涉及资源运营和聚合的业务利润较薄,但是规模增速未来有望超过软件平台和硬件设备类业务。
川财证券策略高级研究员张卓然表示,各地相继出台了支持虚拟电厂建设和运营的相关政策,为虚拟电厂发展提供了市场空间和发展机遇;随着新能源的大规模并网,电力系统需要更多的灵活性资源参与电力市场和辅助服务,虚拟电厂作为一种智慧能源系统,可以为电力系统提供多种价值和效益;技术创新,随着信息通信技术、智能计量技术、协调控制技术等的不断发展和进步,虚拟电厂的技术架构、功能和运行模式也在不断创新和完善。
华泰证券报告指出,我国虚拟电厂正由邀约型向市场型过渡,近年来缺电事件频发,各地虚拟电厂试点明显加速,短期只考虑辅助服务市场和现货市场,预计2025年我国虚拟电厂市场规模达102亿。2030年假设市场化交易电量占比61%、现货占比10%,则现货市场规模达939亿元;辅助服务费用占比提升至5%,则辅助服务市场规模达770亿元,虚拟电厂市场规模有望达千亿。