虚拟电厂发展模式与市场机制研究报告

落实能源消费革命战略要求ÿ加快建设新型电力系统2本报告深入探讨虚拟电厂的技术架构、发展模式与市场机制ÿ为推动能源生产和消费方式根本性转变提供理论支撑与实践指国家战略目标推进能源消费革命对于全面建成小康社会和加快建设社会主义现代化国家具有重要的现实意义和深远的战略意义。能源消费革命有利于增强能源安全保障能力、提升经济发展质量和效益、增加基本公共服务供给。必须始终坚持以推进供给侧结构性改革为主线ÿ始终维护推进能源革命的基本国策ÿ筑牢能源安全基石。推动能源消费、多元供给、科技创新、深化改革、加强合作ÿ实现能源生产和消费方式的根本性转变。积极主动应对全球气候变化ÿ全面推进生态文明建设。通过构建清洁低碳安全高效的能源体系ÿ控制化石能源总量ÿ着力提高利用效能ÿ实施可再生能源替代行动。双碳目标提出2020年9月22日ÿ习近平总书记在第七十五届联合国大会提出中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值ÿ努力争取2060年前实现碳中和。这/重大战略决策为中国能源转型指明了方向。新型电力系统构建2021年3月15日ÿ中央财经委员会第九次会议提出构建以新能源为主体的新型电力系统。这要求深化电力体制改革ÿ提高电力系统综合调节能力ÿ加快灵活调节电源建设。碳达峰行动方案2021年10月ÿ国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》ÿ明确提出引导虚拟电厂等新型主体参与系统调节ÿ建设坚强智能电网ÿ提升电网安全保障水平。补贴政策国家层面:2017年11月ÿ国家能源局发布《完善电力辅助服务补偿(市场)机制工作方案》ÿ建立电力用户参与辅助服务的补偿机制。地方实践:截至2023年8月ÿ已有18个省(市、区)出台需求侧资源参与补贴措施ÿ补贴单价最高达到35元/(千瓦次·)。容量建设发展目标:出ÿ力争到2025年电力需求侧响应能力达到最大负荷的3%~5%。区域差异:华东、华中、南方等地区目标达到最大负荷的5%左右ÿ体现了不同区域的发展重点和资源禀赋特征。市场化建设新型主体培育:2016年《关于推进"互联网+"智慧能源发展的指导意见》提出培育虚拟电厂、负荷集成商等新型市场主体。市场体系完善:2022年《关于加快建设全国统/电力市场体系的指导意见》引导新型市场主体参与交易。源侧:可再生能源快速发展风电、光伏等可再生能源虽起步较晚但势头强劲ÿ已成为未来电力系统发展方向22022年中国新增可再生能源装机规模达1.52亿千瓦ÿ占国内新增发电装机的76.2%2预计到2060年可再生能源装机规模将达到60亿千瓦ÿ装机占比将达到84%以上ÿ/次能源消费非化石能源占比将达到78%2可再生能源发电出力的波动性、随机性和间歇性ÿ给电力系统安全稳定运行带来严峻挑战2大规模并网需要更强的系统调节能力支撑2荷侧:负荷特性显著变化随着社会经济发展和电气化水平提升ÿ电力系统尖峰负荷屡创新高、峰谷差持续拉大2"十四五"期间全社会用电量增长率预计为4%~5%ÿ受产业结构调整影响ÿ最大负荷增速将高于用电量增速2夏季冬季电力负荷"双高峰"特征更加显著ÿ预测2025年最大日峰谷差率将增至35%ÿ最大日峰谷差达到4亿千瓦2个别时段、局部地区电力供需矛盾突出2经济性要求迫切需要具有经济性的新型市场主体参与协同管理和运行调控ÿ经济性要求迫切需要具有经济性的新型市场主体参与协同管理和运行调控ÿ分担电力系统调节压力ÿ提升系统可靠性和灵活性2市场机遇《关于进/步加快电力现货市场建设工作的通知》提出推动虚拟电厂在削峰填谷、优化电能质量等方面发挥积极作用2调节压力剧增当前电力系统峰谷调节、频率调节难度显著上升ÿ现有调节容量捉襟见肘2传统电源调节能力难以满足新型电力系统需求2政策推动2023年9月ÿ《电力负荷管理办法》和《电力需求侧管理办法》明确要求将需求侧资源以虚拟电厂方式纳入电力平衡2国际标准定义定:虚拟电厂指实现分布式发电、储能设备和可控负荷的聚合、优化和控制的组织或系统2该组织或系统促进电力系统运行和电力市场活动,聚集的分布式资源不/定在同/地理区域内2《电力需求侧管理办法(2023年版)》提出:虚拟电厂依托负荷聚合商、售电公司等机构,通过新/代信息通信、系统集成等技术,实现需求侧资源的聚合、协调、优化,形成规模化调节能力,支撑电力系统安全运行2本报告定义:虚拟电厂是指利用数字化、智能化等先进技术将需求侧/定区域内的可调节负荷、分布式电源、储能等资源进行聚合、协调、优化,结合相应的电力市场机制,构成具备响应电网运行调节能力的系统2可监测可调控虚拟电厂以数字化、智能化技术为基础可监测可调控虚拟电厂以数字化、智能化技术为基础ÿ通过对各类资源进行监测、控制ÿ参与市场化交易和电网互动2实现资源状态的实时感知和精准控制2优化电网运行缓解局部区域电网过载问题ÿ服务电力保供ÿ为新型电力系统运行提供平衡资源ÿ促进新能源消纳ÿ提升电网运行效率和安全性2资源类型多样由需求侧分布式电源、分散式储能和可调节负荷等资源组成2这些资源可以分布在/定范围内不同的地理位置和电网拓扑中ÿ实现跨空间的资源整合与协调控制2市场盈利导向负荷聚合商、售电公司等市场主体ÿ利用虚拟电厂参与电力市场实现盈利ÿ同时帮助用户优化用能行为ÿ实现互利共赢的商业模式2 :需求侧业务虚拟电厂运营属于需求侧业务ÿ是需求侧资源的/种组织方式ÿ是需求侧资源管理的重要对象2虚拟电厂应能够常态化参与现货、辅助服务、需求响应等ÿ支撑电网供需平衡调节ÿ促进新能源消纳2 2资源范围:地理空间约束虚拟电厂依托电网发挥作用ÿ其聚合资源电压等级较低ÿ受电网拓扑和地理位置约束ÿ主要参与省内和局部区域调节互动2各级调度机构调管的发电资源已实现高质量的调控ÿ虚拟电厂聚合资源不应与调度直调范围重叠2小水电、自备电厂等资源不纳入聚合范围2 3管理分工:营销/口对外虚拟电厂是已有需求侧资源综合应用的管理系统ÿ按照《电力负荷管理办法(2023年版)》要求ÿ虚拟电厂应接入新型电力负荷管理系统2由电网营销部门"/口对外"ÿ调度、交易等专业分工开展专业管理ÿ有利于统/认识、达成共识ÿ推动虚拟电厂高质量发展2虚拟电厂的核心是"协调优化"中心ÿ它接收来自储能、新能源、可控负荷、充电桩等资源的能量交互和分布式通信信息ÿ通过调控与信息传输实现资源的合理优化配置和利用2集控平台与电力市场交互ÿ获取市场信息ÿ并向大电网提供可调容量ÿ大电网则提供稳定出力支撑2该架构实现了信息流(虚线)与能量流(实线)的双向互动ÿ构建了完整的虚拟电厂运行体系2通过数字化技术将分散的需求侧资源整合为统/的可调度资源ÿ参与电网运行和市场交易2微电网特征微电网是将分布式电源、负荷、储能装置、变流器及监控保护装置有机整合的小型发配电系统2具备并网和孤岛两种运行模式整合地理位置较近的分布式发电主网故障时可切换为孤岛运行注重系统自治和供电可靠性最大限度利用分布式电源虚拟电厂特征虚拟电厂凭借先进通信和计量技术ÿ聚合多个地理位置接近或分散的分布式能源2仅在并网运行模式下工作可聚合地理位置分散的资源需始终保持并网运行状态侧重参与市场交易和外特性展现需为主网提供/定支撑能力目前ÿ大多数省市虚拟电厂准入政策中允许微电网作为虚拟电厂参与电能量、辅助服务、需求响应等市场交易ÿ实现两种技术形态的融合应用2平衡单元概念平衡单元(BalanceGroup,BG)是负责结算所在区域内电力供应商生产、电力用户购买消耗、电力经销商交易电力的结算单元2在/个平衡单元内,输入和输出需保持平衡,否则将受到经济性处罚2平衡责任方(BRP)通过实时参与电力现货市场交易,维持平衡单元的实时电能量平衡2虚拟电厂作为平衡资源随着可再生能源快速普及,BRP的预测和调度变得十分复杂2为降低不平衡风险,平衡单元内应包含具有快速响应特性及可灵活控制的电源和负荷2BRP通常会引入虚拟电厂作为平衡资源提供方,通过聚合易于控制、地理位置多样化的电源、储能、负荷,避免平衡单元电能量的不平衡2核心区别平衡单元目标在于实现平衡区内电能量的实时平衡,而虚拟电厂侧重对电网提供电能量和多样化的辅助服务2平衡单元并非虚拟电厂,二者关系为:平衡单元中应包含虚拟电厂作为平衡资源提供方2123需求响应定义需求响应是电力用户对实施机构发布的价格信号或激励机制做出响应ÿ并改变电力消费模式的/种参与行为。广义上ÿ是电力用户针对市场价格信号或激励机制做出响应ÿ并改变正常电力消费模式的市场参与行为。核心区别虚拟电厂能够聚合管理风电、光伏等非就地消纳的分布式电源及多样化可调节负荷ÿ参与中长期、现货电力市场交易。需求响应侧重于通过临时调低用电功率或关停设备ÿ以错峰用电方式缓解供电压力ÿ解决短时电量供给不足问业务关系作为需求侧典型的可调节资源聚合形式ÿ虚拟电厂可以开展市场化需求响应业务。各类需求响应交易品种也是虚拟电厂取得收益的重要途径。虚拟电厂是需求响应的高级形态和重要载负荷聚合商定义:负荷聚合商是需求侧负荷调节服务机构ÿ通过技术、管理手段整合需求侧资源ÿ参与电力系统运行ÿ为电力用户提供参与需求响应、电力市场等服务2与虚拟电厂的关系:若考虑分布式电源和储能作为特殊类型的可调节负荷资源ÿ负荷聚合商与虚拟电厂的概念和聚合范围相同2虚拟电厂的管理和准入更加标准、严格ÿ可准入的市场类型更多2从概念广度上ÿ虚拟电厂含义可以涵盖负荷聚合商2售电公司定义:售电公司是将电力商品由发电公司或批发市场销售至终端用户的中间商ÿ是电力零售市场中购售电环节的主要承担者ÿ为终端电力用户提供电力业务及相关增值服务2与虚拟电厂的关系:虚拟电厂侧重针对电网的调节和服务能力ÿ售电公司侧重对用户开展电力经销服务2作为已代理/定稳定用户的电力经销机构ÿ售电公司可以将虚拟电厂作为/项经营业务开展ÿ在为用户提供电能量经销服务的同时ÿ通过技术和商业手段为电网提供辅助服务2概念核心联系主要区别关系定位微电网均靠近用户侧ÿ均为分布式可调节资源接入形式微电网具备孤岛运行能力ÿ资源地理位置更集中微电网可作为虚拟电厂的聚合单元参与市场平衡单元均包含可调节资源ÿ均需开展预测工作平衡单元强调电能量实时平衡ÿ虚拟电厂强调提供多样化服务平衡单元内包含虚拟电厂作为灵活性资源提供方需求响应均可提升用户侧灵活性调节能力虚拟电厂通过市场交易获利ÿ需求响应主要获取补贴虚拟电厂可开展需求响应业务ÿ需求响应是其收益途径负荷聚合商均开展需求侧资源聚合ÿ虚拟电厂管理更标准严格ÿ可准入市场类虚拟电厂概念可涵盖负荷聚合商均提升电网调节能力型更多售电公司均有稳定代理用户ÿ均可参与电力市场售电公司主要开展电能量经销ÿ虚拟电厂主要提供调节服务售电公司可将虚拟电厂作为经营业务开展消解分布式发电隐患消解分布式发电隐患o'实现资源有效整合推动电网供需平衡o'实现资源有效整合截至2023年9月ÿ全国户用分布式光伏累计装机容量达1.05亿千瓦。虚拟电厂对于大电网是/个可视化的自组织ÿ通过内部协调控制优化ÿ实现微能源网集群的多能互补和协调运行ÿ大大减小分布式资源并网对大电网的冲击ÿ提高局部电网运行稳定性。截至2023年9月ÿ全国户用分布式光伏累计装机容量达1.05亿千瓦。虚拟电厂对于大电网是/个可视化的自组织ÿ通过内部协调控制优化ÿ实现微能源网集群的多能互补和协调运行ÿ大大减小分布式资源并网对大电网的冲击ÿ提高局部电网运行稳定性。虚拟电厂通过智能控制和运行优化技术ÿ对各类灵活性资源进行聚合控制ÿ形成满足电力市场准入的规模化主体。浙江综合能源虚拟电厂已累计接入用户侧分布式储能电站20余座ÿ代理通信基站储能电站2.64万座ÿ形成具有5.5万千瓦响应能力的统/市场参与主体。促进能源高效利用促进能源高效利用改善能源供应管理通过整合多种能源资源通过整合多种能源资源ÿ利用智能电网技术进行优化调度ÿ实现对能源供应的智能化控制ÿ提高能源利用效率。据华能浙江虚拟电厂估算ÿ当可调容量达到30万千瓦时ÿ每年可促进新能源消纳23.3亿千瓦时ÿ节省原煤98.2万吨ÿ降低二氧化碳排设ÿ推动能源产业创新升级。如果借助虚拟电厂实现5%的峰值负荷需求ÿ建设、运营、激励等环节仅需投资500亿~600亿元ÿ远低于建设煤电机组的4000亿元成本ÿ对资源节约和环境保护具有重要意遨约型虚拟电厂政策引导阶段ÿ主要通过行政手段邀约用户参与需求响应。资源类型以可调节负荷为主ÿ通过简单的负荷聚合参与电网调节。技术手段相对基础ÿ主要依靠人工协调和简单的信息通信系统。市场型虚拟电厂市场机制逐步建立ÿ虚拟电厂开始参与电力市场交易。资源类型扩展到分布式电源、储能等多元资源。技术水平显著提升ÿ具备/定的优化调度和市场报价能力。商业模式初步形成。自主调度型虚拟电厂高度市场化和智能化阶段ÿ虚拟电厂具备完全的自主调度能力。资源聚合范围广泛ÿ技术手段先进ÿ应用人工智能、大数据、数字孪生等前沿技术。可参与多种市场交易ÿ实现收益最大化。信息通信技术利用4G/5G、卫星通信、信息通信技术利用4G/5G、卫星通信、NB-IoT等技术确保信息的高速、可靠传输。开发IEC60870-5-104、OpenADR2.0b、IEC61850等通信协议。推广电力光纤到户ÿ满足实时数据传输要求。人工智能应用主要集中在数据分析、负荷预测、优化调度等方面。通过机器学习算法和大数据分析ÿ提高对分布式资源的管理和调控能力。电力系统专业大模型正在开发之中。网络安全防护关注系统安全防护、强化边界防护、提高内部安全防护能力。研究利用区块链技术应用到需求响应、辅助服务、分布式发电交易等ÿ提高虚拟电厂中电力交易的透明度和安全性。潜力感知技术利用物联网技术实现对分布式资源的远程监控和管理。开发高精度的计量设备和算法实现智能精确感知。国内在智能计量装置普及率方面ÿ浙江和江苏等省份已超过美国平均水平。先进控制技术通过分布式控制策略对多个分布式发电机输出进行控制。综合考虑储能充放电频次和额定容量影响。结合碳排放计算经济成本ÿ实现三类资源的优化调度控制。数字孪生应用通过创建物理系统的虚拟副本ÿ实现对虚拟电厂的实时监控、预测和优化。应用于虚拟电厂的设计、运营和维护中ÿ实现对电厂的高效管理和优化ÿ提高系统灵活性和效率。:分布式电源为主德国:规模最大的虚拟电厂运营商NextKraftwerke已聚合15万个分布式资源ÿ总容量达1120万千瓦2主要针对实现分布式电源可靠并网和电力市场运营2特点:以分布式电源、储能资源为主ÿ应用先进数字化平台实现资源聚合ÿ拥有根据市场价格、用户需求实现资源优化调控的核心算法2可参与电能量、辅助服务、容量等多个市场2美国:需求侧柔性负荷规模:在需求响应基础上发展而来ÿ聚焦负荷资源聚合调配ÿ规模已超3000万千瓦2侧重于需求侧柔性负荷主动响应以提升电网运行稳定性2技术:特斯拉的Autobidder平台可以在车辆、电池、光伏设备、电网构成的生态系统中ÿ根据价格信号、功率预测等自动调并优先出清2其他地区实践澳大利亚:虚拟电厂聚合资源以用户侧储能为主ÿ可参与紧急频率控制、辅助服务市场和电能量市场ÿ主要提供频率控制辅助服务2:以用户侧储能和分布式电源为主ÿ容量计划到2030年超过2500万千瓦ÿ重视与电动汽车等新型资源的整合2146在建和在运项目数截至2023年12月底ÿ国家电网公司经营区在建和在运的虚拟电厂项目ÿ分布在17个省份ÿ以社会投资为主。11057总接入资源户数按营销户号计ÿ含普通用电户和分布式电源、储能、电动汽车充电设施等新型主体(河北铁塔22092户折算为1户)。总接入负荷容量(万千瓦)各地聚合资源类型不/ÿ主要以可调负荷为主ÿ部分地区已接入分布式光伏、储能、充电桩等多元资源。中国虚拟电厂起步较晚ÿ目前仍处于试点探索阶段。尚未形成成熟的成套解决方案ÿ项目基本处于前期试点研究阶段。多个虚拟电厂建设从实施模式探索、资源接入推广、市场机制构建等多方面入手ÿ有序推动各阶段工作任务。有望依托新型电力系统和电力市场建设ÿ快速推进虚拟电厂建设。各地虚拟电厂性能要求差异地区调节容量要求连续调节时间要求华北地区不小于5兆瓦未明确规定上海未明确规定不小于20兆瓦不低于2小时浙江不小于5兆瓦各地对虚拟电厂性能要求存在较大差异ÿ反映了不同地区电力系统特点和调节需求的不同。普遍对调节容量和速率有约束ÿ但具体标准差异较大。这种差异性要求虚拟电厂运营商根据不同地区要求进行针对性的资源配置和技术方案设计。调度中心直接交互模式适用地区:冀北、山东、湖北交互路径:虚拟电厂接入调度中心ÿ调度中心日前将辅助服务出清曲线直接发送至虚拟电厂运营商2日内由虚拟电厂运营商自行控制负荷来跟踪曲线ÿ调度中心日内不直接控制2特点:调度中心与虚拟电厂运营商直接对接ÿ响应速度快ÿ但对虚拟电厂自身调控能力要求较高2负荷管理系统转发模式适用地区:山西、上海、浙江、安徽、福交互路径:虚拟电厂接入营销负荷管理系统ÿ由负荷管理系统转发申报和出清数据至虚拟电厂运营商2特点:通过营销负荷管理系统统/管理ÿ便于数据采集和结算ÿ符合需求侧资源管理的业务流程2各省虚拟电厂主要依托自身技术系统实现对用户的优化调度ÿ以简单聚合为主ÿ部分聚合商具备协调优化算法2业务交互模式的选择反映了不同地区对虚拟电厂管理思路的差异2注册管理各省存在较大差异。冀北由调度负责ÿ山西、山东、上海、浙江、湖北由交易中心负责ÿ福建、安徽、宁夏由营销部负责。计量监视运营商大多通过自建采集系统监视用户负荷。需实时监视负荷曲线ÿ对数据监测频率和实时性要求较高(分钟级或15分钟级ÿ延时半小时以内)。 1234资质审核虚拟电厂资质审核大多由营销部负责。山东由于在市场建设初期由调度机构牵头用户参与辅助服务ÿ资质审核认证由调度机构负责。结算考核大多只结算至虚拟电厂运营商。均以营销用电采集系统数据为准进行结算ÿ保障数据权威性。运营商与聚合用户自行商定分成方式和偏差考核比例。调峰辅助服务冀北虚拟电厂通过参与华北调峰辅助服务市场获得收益2调峰辅助服务市场为虚拟电厂提供了更稳定的收益来源调峰辅助服务冀北虚拟电厂通过参与华北调峰辅助服务市场获得收益2调峰辅助服务市场为虚拟电厂提供了更稳定的收益来源ÿ激励虚拟电厂提升调峰能调频辅助服务预期盈利最好的调频辅助服务在大部分省份尚未开展2调频服务对响应速度和精度要求高ÿ技术门槛较高ÿ但收益潜力最大2需求响应市场上海、浙江、广东的虚拟电厂以邀约、投标等方式参与政策性需求响应ÿ通过参与削峰填谷获得收益2这是目前最常见的盈利方式ÿ但每年参与次数有限ÿ获利相对微薄2现货市场交易山东在现货规则中明确了虚拟电厂参与现货市场填谷交易、顶峰交易2现货市场为虚拟电厂提供了更大的盈利空间ÿ但对预测和调度能力要求更高2国际检测标准:OpenADR认证体系OpenADR联盟建立了自动需求响应的检测认证体系ÿ测试内容聚焦于用户侧系统/设备对自动需求响应标准协议的兼容性与效能。测试内容涵盖合规性测试、需求响应上位节点与下位节点间互操作性测试、系统/设备性能评估、信息安全审计等。基于OpenADR的检测系统覆盖协议遵从性、响应速度与精度、事件处理适应性及监控报告等功能ÿ极大促进了美国大规模需求侧资源与电网的互联互通水平提升。国际虚拟电厂试验项目:由西门子、RWE公司合作实施ÿ通过虚拟电厂控制中心控制管理各小规模分布式能源联合运行ÿ提高电源侧电力供应保障。丹麦EDISON项目:主要考虑虚拟电厂技术对电动汽车的协调管理ÿ针对信息通信技术加大研发力度ÿ为电动汽车用户参与电力系统调度提供标准化并网平:由关西电力公司等合作实施ÿ注重对分布式能源基础设施的安装ÿ开发虚拟电厂能量管理系统ÿ使用户侧用电需求得到有效供给。需求响应系统检测资质2020年发布DL/T2116和DL/T2117两项检测标准。2022年中国电力科学院研究院取得国家首家需求侧资源互动领域CNAS/CMA检测资质ÿ填补了国内在需求侧资源互动领域检测技术的空白。检测技术体系构建2024年国网市场营销部开展虚拟电厂入网检测管理及检测方法研究ÿ提出了调节能力检测、运营平台检测、采集装置检测方法ÿ构建了较为完备的虚拟电厂检测技术体系。虚拟电厂能力测试国网山东、山西、上海等省市开展了探索性技术研究。山西研发了首套虚拟电厂功率调节能力测试平台ÿ可自动分析调节容量、速率精度等技术指标。上海组织完成虚拟电厂参与电网调频的实测验证。技术标准制定南方电网科学研究院开展针对直控型虚拟电厂/次调频技术的现场测试。建议加快建立健全虚拟电厂检测技术体系ÿ持续深化检测方法研究ÿ推动检测技术标准制定。适用标准总数中国适用的专项虚拟电厂标准ÿ包括国际标准、国家标准、行业标准和团体标准现行标准数已正式发布实施的各级标准ÿ为虚拟电厂发展提供技术支撑33国际标准数IECTS63189系列标准等国际标准ÿ填补了虚拟电厂领域国际标准空白99已立项标准数正在编制中的标准ÿ涵盖术语、技术要求、安全防护等多个方面标准化在虚拟电厂发展中发挥着基础性、引领性作用ÿ反映着技术进步和市场需求2建立不同层次的技术标准对推动虚拟电厂规范化、规模化发展至关重欧洲标准IEC62746-10-1:2018规定了需求响应定价和分布式能源通信的最小数据模型和服务ÿ有助于电力服务提供商、运营商和终端用户之间的信息交换。IEC62746-10-3:2018定义了用于构建符合要求的适配器的方法和示例XML文件ÿ实现基于IECCIM的需求响应系统与基于SGUI桥接标准的用户设备之间的互操美国标准OpenADR通信规范提供了需求响应标准化信息模型及开放式的标准化DR接口ÿ用于支撑自动DR业务开展。该标准在美国虚拟电厂和需求响应应用中得到广泛采用。OpenADR已成为国际上需求响应和虚拟电厂领域最具影响力的通信协议标准之/。澳大利亚标准AS/NZS4755系列标准标准规范了DR设备接口功能ÿ定义了空调、电热水器、储能系统的DR模式ÿ使需求侧用电设备快速响应、即时反馈信息。该系列标准为澳大利亚虚拟电厂的快速发展提供了坚实的技术基础。IECTS63189系列标准IECTS63189-1:2023《虚拟电厂第1部分:架构与功能要求》和IECTS63189-2:2023《虚拟电厂第2部分:用例》由中国主导编制ÿ于2018年3月正式立项ÿ2023年10月正式发布ÿ国网冀北电力公司与中国电科院主导编制。:架构与功能要求首次提出虚拟电厂的统/术语定义、技术要求和控制架构ÿ明确虚拟电厂在以下方面的功能要求:发电功率预测与负荷预测发用电计划与可调节负荷管理储能装置控制管理分布式电源协调优化状态监控、通信、数据采集第2部分:用例提供了基本信息、业务角色、参与者、场景和流程的虚拟电厂用例ÿ并将冀北虚拟电厂写入了国际标准用例。为世界虚拟电厂的发展和建设提供"中国方案"ÿ标志着中国在能源转型和绿色发展领域国际标准化方面取得又/突破。意义与影响IEC63189系列标准的发布填补了虚拟电厂领域国际标准空白ÿ为各国开展虚拟电厂项目提供参考ÿ对推广虚拟电厂应用起重要作用。这是中国在新型电力系统领域标准化工作的重要成果ÿ提升了中国在国际能源标准制定中的话语权。2虚拟电厂资源接入规范2虚拟电厂资源接入规范规定了虚拟电厂接入电力系统运行应遵循的/般原则和技术管理要求2包括电网运行对虚拟电厂申请接入程序和条件、虚拟电厂运行、安全规定等2该标准规范了虚拟电厂与电网的接口要求ÿ确保虚拟电厂安全可靠地接入电力系统ÿ为虚拟电厂的准入管理提供了技术依据21虚拟电厂资源配置与评估技术规范作为虚拟电厂领域首个立项的国家标准ÿ规定了虚拟电厂性能要求、资源分析、资源配置、项目评估技术规范2该标准为虚拟电厂的规划建设提供了系统性的技术指导ÿ明确了资源配置的基本原则和评估方法ÿ是虚拟电厂标准体系的基础性文件2这两项国家标准目前尚未正式发布ÿ但其立项标志着中国虚拟电厂标准化工作进入国家层面ÿ为虚拟电厂的规范化发展奠定了重要基础2行业标准与团体标准体系在编行业标准(3项)《虚拟电厂可调节性能指标设计与计算方法》规范虚拟电厂调节能力的评价指标和计算方法ÿ为性能评估提供统/标《虚拟电厂术语》统/虚拟电厂领域的术语定义ÿ为标准体系建设提供基础。《虚拟电厂负荷聚合平台网络安全防护技术规范》规范虚拟电厂网络安全防护要求ÿ保障系统安全运行。现行团体标准(8项)T/CES12542022《负荷侧虚拟电厂管控平台功能导则》T/CNESA110242022《电化学储能系统接入虚拟电厂技术规范》T/CES20642023《多能互补型虚拟电厂聚合调控技术要求》T/CES20742023《车联网互动型虚拟电厂负荷聚合调控技术要求》T/JSREA系列标准针对空压机、分体空调、电锅炉、冰蓄冷空调等具体设备的可调节负荷监控与接口规范。1234加快国际标准向国内转化将IECTS63189系列国际标准转化为国家标准或行业标准ÿ结合中国实际情况进行本土化改造2同时积极参与国际标准制定ÿ提升中国在虚拟电厂领域的国际话语权2完善标准体系架构建立涵盖术语定义、技术要求、接入规范、测试评价、运营管理、信息安全等全方位的标准体系2加快国家标准的编制和发布ÿ填补关键领域的标准空强化标准实施与评估建立标准实施监督机制ÿ定期评估标准执行情况2根据技术发展和市场需求ÿ及时修订和完善相关标准2推动标准宣贯培训ÿ提高标准的认知度和执行力2促进产学研用协同充分发挥全国智能电网用户接口标准化技术委员会、全国电力需求侧管理标准化技术委员会等机构作用ÿ汇聚产学研用各方力量ÿ共同推进虚拟电厂标准化工作2技术成熟度有待提升虚拟电厂涉及分布式资源聚合、优化调度、实时控制等多项关键技术ÿ部分技术尚不成熟2特别是在大规模资源聚合、多类型资源协调优化、精准预测与控制等方面还存在技术瓶颈2需要持续加强技术研发ÿ提升系统的可靠性和智能化水平2市场机制尚不完善虚拟电厂参与电力市场的机制还不健全ÿ市场交易品种单/ÿ收益空间有限2需求响应补偿标准偏低ÿ辅助服务市场建设滞后ÿ现货市场规则对虚拟电厂的适应性不足2需要进/步完善市场机制ÿ建立合理的价格形成机制和激励机制2商业模式不够清晰虚拟电厂的盈利模式还在探索之中ÿ投资回报周期长ÿ收益不确定性大2运营商与用户之间的利益分配机制不够明确ÿ用户参与积极性不高2需要创新商业模式ÿ探索多元化的盈利途径ÿ建立合理的利益共享机制2标准规范体系不健全虽然已有部分标准发布ÿ但整体标准体系还不够完善ÿ部分关键标准缺失2不同地区、不同主体的标准不统/ÿ影响了虚拟电厂的互联互通和规模化发展2需要加快标准体系建设ÿ推动标准的统/和协调2资源聚合与管理资源类型多样性:如何有效聚合和管理分布式电源、储能、可调节负荷等多类型资源ÿ实现资源的协调优化2资源分布分散性:如何克服资源地理位置分散、所有权分散带来的管理难题ÿ实现统/调度和控制2资源特性差异性:不同类型资源具有不同的技术特性和响应能力ÿ如何实现有效整合和优化配置2市场准入与交易准入门槛:虚拟电厂参与电力市场的准入条件和程序需要进/步明确和简化ÿ降低参与门槛2交易品种:需要丰富虚拟电厂可参与的市场交易品种ÿ拓展盈利空间ÿ包括现货、辅助服务、容量等多个市场2价格机制:需要建立合理的价格形成机制ÿ充分体现虚拟电厂的调节价值和灵活性价值2技术平台与系统信息通信:需要建立高速、可靠、安全的信息通信系统ÿ实现虚拟电厂与电网、市场的实时互动2数据采集:需要完善数据采集体系ÿ提高数据采集的频率和精度ÿ满足虚拟电厂运营需求2优化调度:需要开发先进的优化调度算法ÿ实现资源的智能化调度和控政策支持与监管政策体系:需要建立完善的政策支持体系ÿ包括财政补贴、税收优惠、市场准入等方面的支持政策2监管机制:需要建立健全的监管机制ÿ规范虚拟电厂的运营行为ÿ保障电网安全和用户权益2协调机制:需要建立电网企业、市场机构、虚拟电厂运营商等多方协调机制ÿ形成发展合力2试点示范阶段(2024-2025)选择条件成熟的地区开展虚拟电厂试点示范ÿ探索技术方案、商业模式和管理机制2重点推进需求响应型虚拟电厂建设ÿ积累运营经验2建立健全标准规范体系ÿ完善市场机制和政策支持体系2规模推广阶段(2026-2028)在试点示范基础上ÿ总结经验ÿ完善技术方案和商业模式2扩大虚拟电厂建设规模ÿ提高资源聚合能力2丰富虚拟电厂参与的市场交易品种ÿ拓展盈利空间2推动虚拟电厂与新能源、储能等协同发展2成熟应用阶段(2029-2030)虚拟电厂成为电力系统的重要组成部分ÿ在电力平衡、新能源消纳、电网稳定运行等方面发挥重要作用2实现虚拟电厂的规模化、市场化、智能化发展2形成完善的技术体系、标准体系、市场体系和政策体系2人工智能技术深度应用利用机器学习、深度学习等人工智能技术ÿ提高负荷预测、新能源出力预测的准确性2开发智能调度算法ÿ实现虚拟电厂资源的自主优化和智能控制2探索大模型在虚拟电厂运营决策中的应用2区块链技术应用利用区块链技术的去中心化、透明化、不可篡改等特性ÿ建立虚拟电厂交易和结算的可信体系2提高交易透明度ÿ降低交易成本ÿ简化结算流程2促进用户之间的点对点能源交数字孪生技术建立虚拟电厂的数字孪生模型ÿ实现对物理系统的实时映射和仿真2通过数字孪生技术进行运营优化、故障诊断、决策支持2提高虚拟电厂运营的可视化、智能化水平2先进通信技术充分利用5G、物联网等先进通信技术ÿ提高虚拟电厂信息传输的速度和可靠性2实现海量设备的实时连接和数据采集2支持边缘计算ÿ提高响应速度ÿ降低通信延迟2建立多层次市场体系构建包括现货市场、辅助服务市场、容量市场等在内的多层次电力市场体系2明确虚拟电厂在各类市场中的定位和作用ÿ制定相应的市场规则和交易机制2完善价格形成机制建立反映虚拟电厂调节价值和灵活性价值的价格形成机制2完善辅助服务价格机制ÿ合理确定调峰、调频、备用等服务的价格水平2探索容量电价、灵活性电价等新型电价机制2优化市场准入机制简化虚拟电厂参与电力市场的准入程序ÿ降低准入门槛2明确虚拟电厂的市场主体地位ÿ保障其平等参与