中国区域内虚拟电厂发展现状

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中国区域内虚拟电厂发展现状 Virtual Power Plant in China ： State of the Art 中国电力科学研究院 “ 双碳” 目标推动系统电源结构与负荷特性加速转变 ，电网尖峰负荷屡创新高、峰谷差持续拉大 ，给电网平衡、电力保供 和 带来巨大挑战 ，据测算 到 2025 年电力系统调节资源将达 5.6 亿千瓦。分布式资源以聚合虚拟电厂形式参与电网互动调节是发展新型电力系统的必然选择 ，也是国家“十四五 ”现代能源体系规划的重要内容。 The ”Dual-carbon" goals are driving a rapid transformation in the power supply structure and load characteristics of the system, leading to frequent peaks in electricity demand and a widening gap between peak and off-peak periods in the power grid. This poses significant challenges for grid balance and ensuring a reliable power supply. According to estimates, the regulatory resources of the power system will reach 560 GW by 2025. Involving distributed resources in the form of aggregated virtual power plants in grid interaction and regulation is not only an inevitable choice for developing a new type of power system but also a crucial component of China's "14th Five-Year Plan" for modernizing the energy system. 一 发展背景 I Development Background 117000 112000 107000 102000 97000 92000 87000 82000 77000 实际供电负荷 实际负荷需求 缓解局部电网供需矛盾，保障清洁能 源安全有序消纳 Mitigate local grid supply- demand conflicts and ensure the safe and orderly integration of clean energy sources. 落实国家双碳目标要求，支撑新型电 力系统建设 To implement the national dual- carbon objectives and support the construction of a new type of power system. 丰富电网灵活性调节资源，提高电网 平衡调节能力。 Enhancing the flexibility of the power grid regulation resources to improve grid balance and regulation capabilities. 2022 年公司迎峰度夏期间全网负荷情 况 电网灵活性调节资源需求预测 10:1 5 11:3 0 12:4 5 14:0 0 15:1 5 16:3 0 17:4 5 19:0 0 20:1 5 21:3 0 22:4 5 24:0 0 电力系统形态演变 0:1 5 1:3 0 2:4 5 4:0 0 5:1 5 6:3 0 7:4 5 9:0 0 3 2 1 为深入贯彻党中央“双碳”重大战略部署 ，国务院会同各部委陆续颁布了相关规划方案 ，要求以数字化、智能化技 术助力源网荷储智慧融合发展。“云大物移智链边 ”等数智化技术在源网荷储各侧逐步融合应用 ，推动传统电力配置方 式由部分感知、单向控制、计划为主向高度感知、双向互动、智能高效转变。 In order to further implement the major "dual-carbon" strategic deployment of the Central Committee of the Communist Party of China, the State Council, in conjunction with various ministries and commissions, has successively issued related planning schemes, requiring the use of digital and intelligent technologies to support the smart integration of energy sources, grids, loads, and storage. Digital technologies such as "cloud computing, big data, Internet of Things, artificial intelligence, and blockchain" are gradually being integrated and applied across the entire energy supply chain, promoting the transformation of the traditional power configuration from partial perception, one-way control, and planning-oriented to highly perceptual, bidirectional interactive, and intelligent efficiency-oriented. 大力提升电力系统综合 大力提升电力负荷弹性。 推动将需求侧可调节资 做好“双碳”背景下的电 推动电力用户 、 售电企 以数字化智能化电网支 数字化、智能化技术助 调节能力。 引导自备电 整合分散需求响应资源， 源纳入电力电量平衡， 力安全保供工作 ，深化电 业和储能 、 分布式发电、 撑新型电力系统建设， 力源网荷储智慧融合发 厂 、 传统高载能工业负 高比例释放居民 、 一般 探索建立以市场为主的 力负荷管理 ， 2025 年， 负荷聚合商 、 虚拟电厂 提高负荷预测精度和智 展。推动传统电力配置 荷 、 虚拟电厂等参与系 工商业用电负荷的弹性。 补偿机制 ， 全面调查评 系统负荷控制能力达到本 和新能源微电网等新兴 能管理水平 ， 推动负荷 方式由部分感知、单向 统调节 。 省级电网基本 争到 2025 年 ， 电力需 价需求响应资源并建立 地区最大负荷 20% 以上， 市场主体参与电力现货 侧资源分层分级分类聚 控制、计划为主向高度 具备 5% 以上的尖峰负荷 求侧响应能力达到最大 分级分类清单 ， 形成动 负荷监测能力达到本地区 交易 ， 充分激发和释放 合及协同优化 ， 加快推 感知、双向互动、智能 响应能力。 负荷的 3% ～ 5% 。 态的需求响应资源库。 最大负荷 70% 以上。 用户侧灵活调节能力。 动负荷侧资源参与系统 调节。 高效转变。 一 发展背景 - 政策要求 I Development Background-Policy requirements 《关于印发 2030 年前碳达峰 《关于印发 “十四五”现代 《关于完善能源绿色低碳转 行动方案的通知》（国发 能源体系规划的通知》 （发 型体制机制和政策措施的意 〔 2021 〕 23 号） 改能源〔 2022 〕 210 号） 见》 （发改能源 〔 2022 〕 206 号） 2021.10 2022.1.29 2022.1.30 2022.6.24 2022.11.25 2023.3.31 2023.6.2 《关于加快推进能源数字 国家能源局《新型电力系 化智能化发展的若干意见》 统发展蓝皮书（征求意见 （发改能源） 稿）》 ） 国家能源局《关于公开征 求电力现货市场基本规则 、电力现货市场监管办法 意见的通知》 《关于推进新型电力负荷管 理系统建设的通知》 （发改 办运行〔 2022 〕 471 号） 政策方面， 国家层面尚未出台虚拟电厂专项政策 ，省市层面， 山西、上海、宁夏、 山东济南、广东广州、广东深圳出台了虚拟电厂专项政策， 对虚拟电厂设计建设、参与交易、资金支持等多方面进行了引导和规范。 In terms of police, there hasn’t been a specific national policy for VPP yet. At the provincial and municipal levels, however, provinces and cities such as Shanxi, Shanghai, Ningxia, Jinan in Shandong, Guangzhou in Guangdong, and Shenzhen in Guangdong have introduced dedicated policies for VPP. These policies provide guidance and regulations on various aspects of VPP design, construction, participation in transactions, and financial support. 市场机制方面 ，虚拟电厂作为新兴市场主体纳入规划 ，可参与现货市场交易、辅助服务市场交易及需求响应市场交易 ，参与不同市场时按照 具体市场规则执行。 In terms of market mechanisms, VPP as emerging market entities, are included in the planning and can participate in spot market trading, ancillary services market trading, and demand response market trading. When participating in different markets, they are subject to specific market rules and regulations. 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 上海黄浦区启动 上海建成黄浦区商 国网冀北公司启动“能源互 中国电科院牵头的国家重点 国标开展编制 需求响应型虚拟 业建筑虚拟电厂示 联网环境下的多主体多能虚 研发计划项目“规模化灵活 政策推陈出新 电厂试点工作。 范工程。 拟电厂关键技术研究与示范 应用”项目。 资源虚拟电厂聚合互动调控 关键技术”获批立项。 一 发展背景 - 国内发展历程 I Development Background- Domestic Development 国家发改委 、 能源局印发 《“ 十四五 ”现代能源体系规 划》 ，提出开展虚拟电厂示范。 国网上海电力启动“城市公共 建筑群虚拟电厂聚合调控关键 技术研究及应用”项目。 虚拟电厂标准获国际电工委员会 （ IEC ）批准立项。 国家发改委批复上 海黄浦商业建筑需 求侧管理示范项目。 现存虚拟电厂项目与电力现货交易试点区域几乎重合， 除河北冀 北 外 ，开展试点省份均在两批电力交易试点省份名单中。广东、江浙 沪等 经济发达地区电力交易试点较为成熟 ，业务基础良好。 Existing VPP projects are almost entirely overlapping with the regions where power spot pilot region are implemented. Except for northern Hebei, all the provinces conducting pilots are included in the two batches of provinces designated for power trading pilots. Regions with strong economies such as Guangdong, Jiangsu, Zhejiang, and Shanghai have more mature electricity trading pilots with a solid business foundation. 目前虚拟电厂国内外在编标准 6 项 ，其中 IEC 在编标准 2 项 ，国内 在编 标准 4 项（推荐性标准） 。虚拟电厂还可按需采用需求侧管理、 储能、 分布式电源并网相关标准。 There are six standards being developed for VPP both domestically and internationally, including two standards in progress by the International Electrotechnical Commission (IEC) and four domestic standards under development (recommended standards). VPPs can also choose to adopt standards related to demand-side management, energy storage, and the integration of distributed energy resources as needed. 目前以参与需求响应邀约、 调峰、调频、容量备用辅助服务交易 为 主要收益来源 ，部分虚拟电厂具备峰谷套利能力 ，还可作为综合能 源服 务商通过为用户提供能源托管等服务获益。 The primary sources of revenue for VPP include participation in demand response invitations, peak shaving, frequency regulation, and capacity reserve ancillary service transactions. Some VPPs also have peak-off-peak arbitrage capabilities and can serve as integrated energy service providers by offering services such as energy aggregation for users to generate income. 尚未形成成熟的成套解决方案 ，虚拟电厂项目基本处于前期试点 研 究阶段。近年来 ，江苏、上海、河北、广东等地相继开展了虚拟电 厂的 试点 ，聚合资源主要偏重于可调节负荷。 Mature comprehensive solutions have not yet been established, and VPP projects are primarily in the early pilot research phase. In recent years, provinces such as Jiangsu, Shanghai, Hebei, and Guangdong have successively initiated pilots for VPP, with resource aggregation primarily focusing on adjustable loads. 一 发展背景 - 国内研究进展与案例 I Development Background- Domestic Research Progress and Case Studies 试点建设 Pilot Construction 标 准 制 定 与 应 用 Standard Development and Application 实 施 模 式 Implementation Model 盈利模式 Profit Model 2022 年 4 月 16 日 ，广东电力交易中心印发《广东省市场化需求响应实施细则 （试行）》（广东交易〔 2022 〕 54 号）文件 ，规定虚拟电厂调节能力与需求响应机制。 非直控虚拟电厂调节能力： 响应能力不低于 0.3MW ，单次响应持续时间不低于 2 小时； 直控虚拟电厂调节能力：上下调节不低于 10MW ，单次响应持续时间不低于 2 小 时； 需求响应机制： 响应时段为所发布的需求响应时段 ，响应价格为单段报价 ，具 备 条件后可启用多段报价。 On April 16, 2022, the Guangdong Power Exchange Center issued the " G