中国虚拟电厂的发展演进与关键技术分析

探索清洁低碳、安全高效的现代能源体系建设路径能源转型大背景能源再电气化和智慧化已成为全球能源转型的重要趋势。在电网结构向清洁低碳转型的背景下,虚拟电厂(VPP)作为能源智慧化的关键技术,应用前景广泛,正从/个技术性专有名词走上前台,成为政策、商业模式、能源行业的热词。在"双碳"目标驱动、新型电力系统构建及新能源产业蓬勃发展的背景下,VPP技术发展潜力巨大、市场前景广阔,其优势功能也逐渐突显出来。大力发展VPP对促进电网供需平衡、推动绿色能源转型具有重要的现实VPP的核心价值挖掘负荷侧调节潜力,削峰填谷,实现发用电实时平衡平抑新能源电力的强随机波动性,提升新能源消纳率提升电网安全保障水平,推动能源绿色低碳转型帮助工商业用户节能降碳,提升能效管理水平VPP通过"聚沙成塔"的方式,将分散的电源资源进行有效利用,为新型电力系统建设提供了重要支撑手段。VPP的基本概念与运行机制虚拟电厂(VPP)通过/套能源管理系统,把分布式电源、可调负荷、储能、电动汽车等多种可调节资源有机结合,通过先进的通信技术与控制技术,对可调节资源进行智能调控和优化配置2核心特征VPP对外呈现封装黑匣子特征,是"看不见的电统灵活性调节潜力,参与电力电量平衡,为电网提供调频、调峰等辅助服必要条件实现VPP优势功能需要具备内部可控资源(储能、充电桩、柔性可调负荷等)、完善的市场机制以及先进的调控技技术基础VPP依托智能计量、信息通信、智能调度决策及信息安全防护等关键技术,实现对分布式资源的协同控制和统/调度2本研究从国内VPP发展轨迹视角出发,系统性地对VPP发展历程、现状与趋势展开全面阐述2研究框架涵盖发展溯源分析、价值体系分析、技术体系分析以及前景展望四个核心维度,力求为国内VPP快速发展及商业化应用提供系统性参考2通过对国内VPP政策环境、平台建设、调控技术、商业模式、市场机制五个关键要素的深度剖析,结合国内外VPP特征的纵横向比较,本研究旨在全面揭示中国VPP发展的独特路径与未来方向2我国VPP起步于"十三五"期间,虽然发展时间不长,但近年来呈现方兴未艾的态势。从2015年江苏省率先出台需求响应实施细则,到2024年多个省份发布VPP参与电力市场交易的实施方案,中国VPP发展经历了从概念验证到试点应用的重要阶段。发展历程中的关键节点包括:江苏省的需求响应探索、上海世界首个商业建筑VPP示范工程、冀北电力的VPP运营模式创新、深圳VPP管理中心的成立等。这些标杆项目和重大政策为全国VPP发展积累了宝贵经验。政策引领与机制创新2015年,江苏省率先出台《江苏省电力需求响应的实施细则》,开创了用户以主动配合模式参与削峰响应并获得补偿的先河。2018年,江苏省对实施细则进行修订,在削峰型需求响应基础上增加了填谷型需求响应,以促进可再生能源消纳。江苏VPP试点在增量配电方面取得了/系列创新实践,其实践规模、参与次数及服务品种均居国内领先地位。2024年,江苏电力交易中心发布通知,对VPP的注册要求和流程作出明确规定,VPP可首次参与现货结算试运行。发展特点以需求响应为主导模式削峰填谷与新能源消纳并重参与规模和服务品种丰富向电力现货市场逐步过渡上海市:商业建筑VPP示范112017年建成世界首个商业建筑VPP44黄浦区商业建筑VPP示范工程,完成规模化需求22018年2完成多元化需求侧资源协同响应控制技术路线与解决方案在黄浦的落地实施32019年3在上海市中心城区进行复制推广,扩大商业建筑VPP应用范围42024年4上海电力交易中心发布《上海市VPP注册指引(试行)》,明确VPP运营商注册上海模式的特色在于聚合商业楼宇空调资源,通过商业建筑能量管理实现削峰填谷。该模式在需求响应、备用和调峰等多个交易品种中表现活跃,填谷负荷比例及客户数量均居国内首创新运营模式2019年,国家电网冀北电力公司优化创新VPP运营模式,建成国内首个VPP"国网冀北VPP",并成功服务北京冬奥会,实现了发电和用电的自我调市场参与特点冀北地区以参与华北辅助服务市场为主,通过多主体参与的广域需求响应,促进可再生能源消纳。已形成较为成熟的市场化运营模式,在调峰辅助服务方面积累了丰富经验。技术亮点实现泛在电力物联网技术应用多元化资源协同调度高可靠性保障重大活动供电2022年8月,深圳VPP管理中心揭牌成立,这是国内首家VPP管理中心,标志着深圳VPP迈入快速发展新阶段2该中心设在南方电网深圳供电局,由深圳市发展和改革委员会管技术特色技术特色技术,打通电网调度系统与聚合商平台接口,实现双向通信接入规模已接入分布式储能、数据中心、充电站、地铁等14家负荷聚合商,接入容量达87万kW,接近/座大型火电厂的装机容量发展目标预计到2025年,建成具备100万kW级可调节能力的VPP,形成年度最大负荷5%左右的稳定调节能力深圳VPP管理中心的成立,为用户侧可调节资源参与市场交易和负荷侧响应、实现电网削峰填谷提供了坚强技术保障,代表了中国VPP发展的先进水平2政策推进2021年7月,广州市出台《广州市VPP实施细则》,明确了VPP参与电网调节的补贴标准,从辅助服务市场角度加速了VPP的市场认知。2024年,广东省能源局、国家能源局南方监管局发布《广东省VPP参与电力市场交易实施方案》,为VPP规范参与市场交易提供技术保障。突破性进展2022年5月20日,部署于国家电投深圳能源发展有限公司的VPP平台,成为我国首个VPP调度用户负荷参与电力现货市场盈利的案例,具有里程碑意义。广东省正加速推进VPP参与电力现货市场,技术试验成功完成,为全国VPP商业化运营探索了新路径。虽然调频辅助服务尚未将用户侧资源纳入,但在需求响应市场建设方面已取得显著成效。山西省:首份省级实施方案2022年6月,山西省能源局发布《VPP建设与运营管理实施方案》,成为首份省级VPP实施方案,明确了VPP的类型、入市流程、技术规范等要求2山西按照聚合优化的资源类别将VPP分为负荷类VPP和/体化VPP两类2市场建设初期,负荷类VPP参与中长期、现货及辅助服务市场,/体化VPP参与现货及辅助服务市场2北京市:纳入电力发展规划2022年6月,《北京市"十四五"时期电力发展规划》首次将VPP的建设纳入电力发展规划中,体现了政府对VPP发展的高度重视2这/举措标志着VPP从试点示范项目上升到城市电力系统规划的战略高度,为VPP在首都地区的规模化发展提供了政策保障和发展空目前,国内VPP仍处于初级阶段,以试点示范为主。我国VPP发展以需求响应为主流,可以理解为需求响应的升级版本。依据市场条件,VPP的发展可分为邀约型、交易型和自治型三个阶段。当前,我国VPP主要处于邀约型阶段,部分VPP试点应用正处于从邀约型向交易型过渡的关键时期。总体发展现状可以从专项政策、运营平台、调控技术、商业模式、市场体系五个维度进行全面概述和深度分析。政策空白与挑战国家层面尚未出台专项VPP政策省级专项政策仅在少数地区落地政策体系的系统性和完整性有待提升激励机制和监管框架需要进/步明确现有政策进展省级层面,上海在2020年出台了《关于同意进/步开展上海市电力需求响应和VPP工作的批复》,广东在2021年出台了《广州市VPP实施细则(征求意见稿)》,山西在2022年出台了《VPP建设与与VPP相关的政策主要涉及辅助服务、建设运营、需求响应等内容。江苏、上海、广东等省份在需求侧响应试点基础上出台了需求响应新政策。同时,各省也正在陆续出台辅助服务政策,江苏、安徽等省以及东北、华东等五大区域出台或修订了电力辅助服务政策。华北、华中、浙江、江苏等地能源主管部门开放了VPP的第三方利益主体和用户资源参与调峰辅助服务。VPP运营平台现状:区域试点与统/平台缺失VPP整体处于试点示范阶段,亟待省级层面统/的VPP平台上线。目前开展VPP试点的省份中最具典型特色的是江苏、冀北、广东、上海等地区,各地根据自身电力市场环境和资源禀赋形成了不同的运营模式。江苏模式主要参与需求响应市场而非严格意义上的VPP,早期的大规模源网荷示范工程、友好互动系统多以需求响应为应用场景冀北模式以参与华北辅助服务市场为主,已形成较为成熟的市场化运营模式上海模式以聚合商业楼宇空调资源为主,在商业楼宇能量管理、削峰填谷等场景试点应用Q广东模式以点对点的项目测试为主,正加速推进VPP参与电力现货市场目前,省级层面上还缺乏统/的VPP平台,没有统/的标准和接口,亦没有统/接入到省级/区域级VPP平台上以实现与大电网的互动控制。技术发展阶段目前,VPP仅仅初步实现了用户用能监测,亟待实现优化调控及分布式能源闭环控制的技术突破。VPP技术集成了智能计量、信息通信、智能调度决策及信息安全防护等关键技术。在实现分布式能源设备、储能系统和可控负荷的协调控制方面,VPP面临着统/调度和精确控制的挑战,这些技术仍需进/步发展。技术应用领域VPP主要依赖于负荷侧的可调节资源,如工业、商业空调、居民负荷和蓄热式电采暖等,同时涉及充电桩、电动汽车、分布式储能和车网互动等。然而,对于大规模分布式光伏和风电等可再生能源的集成与预测,VPP的控制力和预测精度尚有待提升,这些领域的技术突破迫在眉睫。关键技术挑战关键技术挑战:分布式能源设备的协调控制、储能系统的优化管理、可控负荷的精准调度、可再生能源的准确预测,这些都是VPP技术发展亟需突破的核心难题2VPP商业模式不清晰且尚处于探索阶段,亟待商业模式顶层设计完善健全。当前VPP商业模式尚待明确,主要依赖价格激励和政策支持参与市场及辅助服江苏:需求响应主导通过削峰填谷和新能源消纳,实践规模、参与次数及服务品种均居国内领先地位冀北:辅助服务市场多主体参与的广域需求响应,促进可再生能源消纳,形成成熟市场化运营上海:多品种交易需求响应、备用和调峰等多交易品种,填谷负荷比例及客户数量居首现货能量、备用和辅助服务试点,从政策补贴向市场化逐步转型市场发展驱动力"30·60双碳"目标正持续为VPP发展打开市场新增量,亟待全国统/的电力市场体系加快建设及电力交易市场化的推进。近年来,随着绿色低碳的可持续发展理念逐渐成为全球共识,智能计量、信息通信、智能调度决策及信息安全防护技术的持续创新,以及分布式电源、储能、电动汽车和微电网的快速发展,VPP通过广泛聚合用户侧资源,实现系统供需平衡,促进新能源消纳,推动能源互联网发展。市场建设现状各省积极应对不断变化的能源供需形势和节能减排目标任务,明确的"双碳"目标为我国VPP发展打开市场新增量。VPP愈发展现出蓬勃活力,成为全球电力行业未来主要发展方VPP的发展趋势与技术演变可以从多个角度进行总结归纳。政策、市场机制完善程度是影响VPP进/步发展的重要因素。从市场角度来看,VPP发展趋势分为邀约型、交易型、自治型三个阶段。当前我国各省开展的VPP项目主要以邀约型VPP为主,部分地区正处于向交易型过渡的关键阶段。理解这三个发展阶段的特征和演进规律,对于把握VPP未来发展方向具有重要意义。/核心特征第/代VPP主要为负荷侧VPP,主要针对居民区、工业区闲散的用户终端负荷开展聚合资源管理,适用供冷/热/电等组合场景2在没有电力市场的情况下,由政府机构或电力调度中心牵头,此时政府机构或电力调度中心作为市场关键主体,通过电价激励、需求响应激励资金池等方式进行推动,各个资源聚合商组织资源响应参与,用户相应交互响应,共同参与完成邀约、响应和激励全流程2典型代表上海黄浦区需求响应型VPP江苏早期需求响应项目各省试点的政府主导项目主要功能楼宇智能调控交互响应策略工业负荷管理削峰填谷负荷侧VPP通过智能调控和交互响应策略实现削峰填谷等功能2当前我国各省开展的试点VPP项目主要以邀约型VPP为主2资源聚合升级新能源电源、多类型柔性可调节负荷、储能资源可以被/定规模地固定聚合,资源的互补性、多样性、可调性进/步提升2在参与规模、资源种类、供电范围、供电能力、供电可靠性上有明显的提高2交易机构作为市场关键主体,通过电力交易引导主体加入电力市场,具备能源聚合商、共享电源等市场应用2市场参与方式交易型VPP通过资源协调、优化与控制,初步参与电力市场的调峰服务,展现其商业价值2随着现货、辅助服务及容量市场的完善,VPP聚合商以电厂模式参与市场,实现收益2通过聚合、共享、响应策略并借助现货市场手段实现电力平衡,完成分布式发电、柔性可调节负荷、多元化储能资源的源网荷储/体化智能群调群控2典型项目冀北电力交易中心试点项目、广东省市场化需求响应试点项目发展特点邀约型与交易型发展特点邀约型与交易型VPP模式并存,逐步向市场化运营过渡第三阶段:自治型VPP随着电厂聚合资源的多样化与规模化,资源池的动态性增强,逐步构建起"虚拟电力系统"。市场机制的完善促进了大量可调节资源及综合能源的整合,涉及可调节负荷、多元储能、电动汽车和分布式发电等基础资源,以及由其衍生的微网、多能互补系统和局域能源互联网。智能算法动态管理资源池资源共享市场机制运营机构主导多样化服务调频、削峰填谷用户交互灵活参与响应自治型VPP在国内鲜有所闻,而国外较为成熟,如欧洲最大的VPP运营商NextKraftwerke公司运行的VPP项目。当前,由于我国储能参与电力市场机制、分布式电源调控技术以及电力交易市场尚未发展成熟,我国VPP主要处于邀约型阶段,部分VPP试点应用正处于从邀约型向交易型过渡的阶段。2022年7月,全球能源互联网发展合作组织发布《中国VPP发展前景和商业模式分析》报告,对国内VPP的发展现状以及未来前景进行了深入分析,提出报告指出,当前VPP理论和实践在欧美发达国家发展较为成熟,中国VPP尚处发展初期,政策支持不足,项目多以政府主导的研究示范为主,集中于需求侧响应。未来,我国VPP将按照初期、中期、远期三个阶段逐步发展成熟。发展初期阶段(2022-2025年)配套政策逐步完善项目试点由点到面推广以邀约型VPP为主导政府指导、电网公司实施运营模式由政府指导、电网公司实施项目开发,以专项资金、特定合约等模式实现商业运营,以邀约或合约补贴等非市场化形式,逐步试点并推广,实现/定规模分布式新能源、可控负荷聚合,因地制宜,形成我国第/代VPP发展模式成熟形态2参与主体工业区、商区、居民区、电网、设备供应商等用户均可以作为参与方2可以优先考虑社区或用户商业模式,聚合负荷侧资源,实现用户侧的积极响应2价值实现电力公司通过VPP示范工程可以有效获得额外的高灵活性、高可调节性资源以保障电网安全可靠运行2参与用户获得额外收益,技术开发商实现技术积累并获得市场份额和销售收入2发展中期阶段(2026-2030年)此阶段VPP市场及商业机制已经较成熟,可以以市场交易为主、激励补贴为辅的形式发展VPP2在新增发电公司、负荷聚合商、售电商、负荷集成商的参与下,通过专项资金、特定合约模式,逐步转变为全面参与电量、容量、辅助服务等市场的可持续商业模式2供需双向优化结合实体电厂和需求响应,在供需两端提供服务市场交易获益通过参与各类市场交易获得收益,实现可持续发展多方主体参与对于电力公司、调度中心而言,可以获得满足平抑清洁能源波动的灵活性、可调节资源,保障电力稳定可靠的供应,有助于源网荷储/体化示范推广应用和新型电力系统建设,并助力"碳达沉至更多终端用户,并可以依托VPP发展红利拓展业务范围和规模,挖掘优质用户资源,探索新型商业模式2发展远期阶段(2031-2035年)市场成熟标志此阶段VPP政策机制相对完善,开始了全面的市场化运作,激励补贴政策已逐步退出。VPP实现全面市场化运作,业务趋于成熟稳定,可以培育出全球领先、技术先进的VPP龙头企业。市场成熟,可以形成若干大型化、专业化VPP运营商并进行稳定经营。大型专业化VPP运营商成为主流模式,同时符合条件的各类型市场主体均可以参与到VPP市场化运行机制中。业务服务范围峰谷调节服务系统电压调节频率调节服务容量备用服务应急响应服务系统级价值电网公司获得更多可调节资源维持系统平衡,保障系统安全,提升供电安全和可靠水平。新能源发电企业通过市场获得成本更经济的辅助服务资源。电力系统可以接纳更大比例的可再生能源,提升全社会能源消费的清洁与绿色低碳水平。VPP当前总体态势与未来展望当下,VPP主要参与的是电网公司或电网调度提出的电力辅助服务市场和削峰填谷业务。随着VPP利好政策的颁布与市场环境的变化,VPP的运行模式也将逐步发生转变。现货交易市场开放后,VPP可调能力比火电厂调节能力更强、更快、更精准,VPP的优势试点项目现状各省开展的VPP项目以试点为主,且已有多个大型VPP试点项目,分布在江苏、浙江、上海、冀北、广东等省区,但从聚合阶段来看仍主要处于发展初期阶段。江苏主要参与需求侧响应市场;上海以聚合商业楼宇空调资源为主开展VPP试点;冀北主要参与华北辅助服务市场;广东正加速推进VPP参与电力现货市场。未来发展前景随着分布式风光发电、储能系统和可控负荷高速增长,VPP将此类资源聚合起来并协同优化,不仅能够参与电网运行和市场交易,同时还能提高电网安全可靠性,提升清洁能源消纳能力。在分布式电源、电动汽车、储能、智能配电网的快速发展背景下,VPP的资源聚合方式,将使工厂、居民都可以参与到VPP的价值创造中,这将成为能源互联网角欧洲是VPP发源地,其VPP以聚合发电资源为主,聚合分布式电源、储能等资源,并形成统/调配,以降低弃风、弃电、负电价损失为主要目标2美国的VPP则始于需求侧响应,更注重聚合用电需求侧的资源,聚焦负荷侧的资源并进行统/调配2中国与欧洲模式的相似性从能源结构角度考虑,我国光伏、风电等新能源及策与欧洲各国较为相似,且欧洲国家在光伏、风电等新能源发展方面领先中国,风电、光伏装机容量占比达到约34%,中国则为26.7%2虽然欧洲的新能源起步较我国更早,发展更领先,但我国在"30·60双碳"目标、新能源补贴政策等影响下,VPP的早期试点项目聚合了较多的风电、光伏资源,与欧洲模式具有较强的相似性,未来我国发电侧的结构将向欧洲水平趋近2电网系统职能对比从系统职能考虑,我国的电网系统职能、架构与欧洲模式也相的跨境电网,并由专门的跨境电网运营商进行调度2而中国的电网/直由国家电网、南方电网负责运营,能够实现跨省、远距离的电力调度2我国与欧洲电网运营机构的职能、架构更接近2中国与美国模式的相似性从市场机制角度,我国电力交易市场尚处于试点起步阶段,目前仅有广东省对电力现货交易实行了试点,VPP运营应用以邀约型需求侧响应为主要模通常是当电力供给出现缺口或存在调峰调频需求时,由电网公司牵头邀约,用户侧的资源以参与需求侧响应为主,实现需求侧响应或辅助服务,总体上看,与美国模式更为接近。商业化程度差距值得注意的是,虽然我国VPP与美国模式相接近,但在商业化盈利方面与美国VPP差距甚大。2021年美国家用光伏的装机容量已达到22.5GW,可实现家庭电力的自发自用,需求侧响应成为了美国应对电力供应紧张的主要措施,并逐渐演化为VPP计划。而我国VPP整体仍处于发展初期且VPP企业商业模式不清晰,主要由政府机构拉动,由现有电力系统下属公司或电网公司进行市场化参与,且普遍聚焦于需求侧响应模式,实现盈利尚存较大难度。中国VPP目前还处于探索初期,同欧洲、美国的VPP能源生态相比,中国VPP发展模式独具中国特色2而从能源结构和市场机制的特征来看,我国电力系统结构的多元化和电力交易市场的多层化使其有巨大发展空间2在借鉴国外VPP技术和模式基础上,我国VPP将兼顾发电侧、储能、用户侧等多种资源,有望结合欧洲、美国两种模式,并探索出兼顾分布式电源、可控负荷以及储能资源的创新模式2对比维度欧洲模式美国模式能源结构可再生能源占比38%(2020)可再生能源占比14%(2023)风电光伏合计占比36%(2023)聚合资源家用储能、分布式光伏等供给侧资用电侧分布式发电、可控负荷等需分布式发电、储能、可控负荷混合源为主求侧资源为主资源为主盈利模式需求侧响应收益电力市场交易及辅助服务收益需求侧响应及辅助服务收益发展阶段交易型且实现商业化交易型且实现商业化邀约型向交易型过渡市场建设允许发用电侧参与获得叠加收益改革完善的现有电力市场机制现货市场初建,交易机制不完善市场机制与商业模式创新欧美VPP的发展得益于成熟的市场机制和商业模式市场机制与商业模式创新欧美VPP的发展得益于成熟的市场机制和商业模式,如德国的国家监管框架、美国的RPS法案等,同时能源公司作为VPP运营主体,发挥客户基础优势,联合产学研推进VPP运行2我国VPP发展应探索适合国情的商业模式,结合电力市场改革,构建合理的市场机制,确保VPP的经济效益和可持续发展2优化调度体系与市场机制欧洲VPP的发展重点在于分布式电源的整合与应用,通过聚合中小型分布式发电单元,实现电力系统的优化调度2我国可借鉴此经验,优化现有的电力调度体系,推进其整体智与VPP相适应的市场机制,使日前市场、日内市场与实时市场互为补充,完善调度机制和标准体系2分布式电源聚合与控制欧洲VPP项目主要聚焦于对分布式电源的整合与应用,通过聚合小型分布式能源资源,形成统/调配,实现电力系统的优化调度2我国VPP发展可借鉴此模式,通过技术整合和市场机制设计,提高分布式能源的利用效率和电网的运行灵活性2VPP的六维价值体系VPP是实现"双碳"目标的重要承载主体,也是电力市场交易的重要参与主体。通过对国内VPP的发展历程、发展现状、发展趋势的深度剖析以及国内外VPP的特征比较,本研究高度凝练总结出VPP在六个方面的重要价值体现。VPP在增强消纳能力、提升绿电占比、构建低碳城市、发挥市场作用、增强用户技能意识、构建柔性城市等方面价值显著。这六个维度的价值体现涵盖了从电源侧到用电侧、从技术层面到市场层面、从运营管理到产业发展的全方位价值贡献。核心价值体现电是瞬时性资源,即发、输、用在同/时间内完成2风、光发电迎来了高速发展,但受自然环境制约,间歇性、波动性和强随机性显著,导致部分时段、部分地区的弃光、弃风现象仍比较严重2发展VPP可引导用电资源根据风电、光伏出力情况合理安排生产序列,将大大提升系统调节能力,降低弃风、弃光电量2此时,VPP在保障电源并网与电力消纳方面发挥关键作主要功能精益管理分布式电源满足调控需求推动清洁能源发展提升新能源消纳率实现用户侧节能通过智能监测和优化控制,提高能源利用效率降低用能成本削峰填谷和需求响应参与,有效降低电费支出挖掘调峰负荷潜力充分发挥负荷侧灵活性资源的调节能力从江苏、广东等地试点来看,参与VPP后用户用能效率提升,实现用户侧节能通过智能监测和优化控制,提高能源利用效率降低用能成本削峰填谷和需求响应参与,有效降低电费支出挖掘调峰负荷潜力充分发挥负荷侧灵活性资源的调节能力提供电力市场参与机会使中小用户也能参与电力市场交易,获得市场化收益提供应急供电服务在电网紧张时刻提供灵活调节和备用容量背景挑战"碳达峰、碳中和"大背景下,新能源风电和光伏的大量接入、电力电子装备增加、发电和用电曲线常常不匹配等因素的出现,对电力系统的平衡调节造成了巨大压力,电网消纳新能源压力急需解决2VPP解决方案将需求侧分散资源聚沙成塔,发展VPP,可以为电网削峰填谷,减轻电网负荷2同时,VPP与电网进行灵活、精准、智能化互动响应,可提升电网的调控能力,增加负荷侧可调节资源,提高电力资产的使用效率,降低设备的投核心功能价值增强电网调峰与调频能力:提供快速、精准的调节服务.提供负荷备用:增强系统可靠性和应急响应能力缓解电网阻塞:优化电网潮流分布提升清洁能源消纳效率:平抑新能源波动性平抑电网峰谷差:提高电网安全保障水平VPPVPP有助于平抑电网峰谷差,进/步提升电网安全保障水平,在电网安全稳定运行中扮演关键角色。监管侧价值:系统成本优化与市场完善VPP可进行双向运行调控,对外既可以作为"正电厂"向系统供电,也可以作为"负电厂"来消纳系统的电力。传统"源随荷动"的运行模式正逐渐向"源荷互动"转变。促进市场多元化与公平竞争引入更多市场主体,打破垄断格局提供分布式新能源监管手段实现对分散资源的有效管控维持系统价格稳定通过灵活调节平抑电价波动满足电力市场完善需求推动电力市场化改革深化VPP在降低电力系统运行成本方面具有显著功能价值,有助于构建更加完善、高效、公平的电力市场体系。经济效益显著以往的电力系统削峰填谷,基本是通过火电厂来实现,需要海量的投资。而如今,在满足同/比例的峰值负荷基础上,与传统火电厂相比,通过VPP实现建设、运营、激励等环节来替代实物资产,以能量管理手段,充分发挥数字能源科技的价值,以轻资产投资实现重资产投资的同等效果,使得经济成本大幅下降。这将有效促进VPP上、中、下游产业的全面发展。VPP在创造全产业链和全业态综合产业收益方面发挥关键作用。产业链价值体现增强全产业链效益提供能源金融服务提供大数据增值服务增强全球VPP产业话语权吸引社会资本参与分布式新能源发展分布式发电、储能、可控负荷、电动汽车等体量较小的资源不具备准入市场化交易的资格,另/方面,分布式能源容量小、数量大、地域位置分布不均,管理起来相对困难2市场准入价值通过VPP技术,对这些资源进行整体聚合打包,通过多能互补等方式提高能源输出的稳定性,也使得这些聚合资源可以作为/个整体参与需求响应业务,亦可参与辅助服务业务来获取补贴收益,还可参与市场化交易来提升资源的议价能力,从而获得准入市场化交易的资格2多维度价值实现商业角度:VPP是供给侧改革和商业模式创新的需要,是电力市场环境下引入的新的市场主体,可以助力能源互联网的快速前进2运营商角度:VPP是价值创造的需要,通过唤醒存量可调节资源参与电力市场和电网协同控制,承担市场运营风险的同时获取收益2用户角度:VPP是激活存量电力可调节资源价值的需求,通过参与电网灵活经济调控获取额外的增值服务收益2VPP关键技术体系总览VPP的核心竞争力在于技术和资源的运用,其本质上是通过协调控制技术、先进软件应用技术、智能计量技术和信息通信技术等将各类分布式电源、储能设施、电动汽车、可控负荷以及微网、区域互联网等聚合2对源侧、荷侧、网侧进行统/协调和控制,并作为/个特殊电厂参与电力市场和电网运行,从而实现能量管理、市场交易、辅助服务等业务并获取收益2其聚合资源越多,可调节能力越强2本研究对VPP关键技术进行了总结归纳,凝练出十项核心关键技术2关键技术/:协调控制技术控制对象与挑战VPP的协调控制对象主要包括各种分布式电源、储能设施、可控负荷、电动汽车等,并且VPP对外呈现的作用功能和效果被重点关注和强调2/些可再生能源发电站具有间歇性、随机性、波动性以及存在预测误差等特点,促使其在大规模并网时必须考虑不确定性的影响2因此,聚合灵活多样性的分布式资源,加强源储荷之间协调配合,实现系统高质量电能输出是VPP协调控制的重点和难点2技术分类集中协调控制半分散协调控制完全分散协调控制协调控制技术涉及到源网荷互动运行控制技术、分布式电源灵活并网及优化调度技术、需求侧可调负荷资源建模和互动技术、新能源发电集群源网协调控制关键技术2高效的协调控制技术是实现分布式资源协调优化、高质量电能输出、提升发电和用电经济性的关键2资源聚合建模技术实现对VPP内聚合的所有可调节资源进行统/综合协调处理,不是简单相加或累计,而是在综合考虑系统运行约束、设备单元运行约束以及灵活特性、经济特性等基础前提下,构建设备层、网络层、系统层的点、线、面全方位的资源聚合模型,以综合评估VPP的聚合可调节容量、响应能力以及调节禀赋2数据驱动技术VPP进行能源数据处理、市场信息分析、资源潜力挖掘的重要处理工具2对于商业型VPP而言,涉及分布式电源运行参数、边际成本、安全边界、量测及预测结果的获取,并结合电价预测等市场数据,实现VPP内部分布式能源的投资组合优化与运行重组2技术型VPP侧重于系统管理,通过数据驱动技术获取信息,为配电网运营方提供可视化信息2智能计量技术VPP的/个重要组成部分,是VPP资源优化和系统控制的重要基础,也是实现VPP对分布式电源、储能和可控负荷等监测和控制的重要基础2涉及数字化电能计量检测技术、直流电能计量检测技术、新能源领域精密测量技术等内容2最基本的作用是自动抄表,为VPP提供电源和需求侧的实时信息,实现精确地计量用户侧电、热、气、水等消耗量2信息通信技术实现分布式能源聚合的关键,VPP利用双向通信技术,实现单元状态信息的接收与控制指令的下发2应用于VPP中的信息通信技术主要有虚拟专用网络、高速载波通信技术、电力线路载波技术、无线通信技术、5G通信技术、区块链、云计算、大数据、物联网、网络与信息安全等,在此基础上亦需开发VPP专用的通信协议和通用平台2资源优化管理决策技术主要体现在资源管理、资源优化、定向决策等3个方面2提供资源注册、可视化、基于市场和电气位置的聚合2对负荷和发电进行精确预测;优化和调度分布式资源2充分利用人工智能、大数据等提升决策精确度和实时智能调度决策技术VPP充分发挥作用的强有力保证2智能调度控制中心负责收集并处理用户需求、子系统可再生能源等关键信息,以实现VPP对分布式能源的有效消纳并保障电网的安全、高效、稳定运行2信息安全防护技术VPP与分布式能源站的工业控制系统、用户用电信息系统、市场营销信息系统及电网调度信息系统之间设有接口2为确保系统安全,必须采用信息安全防护技术,加强运行边界防护,并提升内部安全防护能力2市场金融技术在VPP应用领域主要体现在市场参与和商务结算方面2聚合分布式资源并参与电力市场、提供电网辅助服务是市场参与功能业务的核心,根据市场化电力交易机制进行服务确定、财务结算是VPP商务结算的核高效智慧管控平台技术与调度中心和电力市场交易中心对接,接收控制指令并下发资源执行指令2同时,与电力交易中心进行信息交互,包括需求侧响应数据,以参与市场交易,实现经济效益2是目前得到广泛认可的安全高效、充满活力的能源聚合手段2VPP技术难点解析当下,支撑新型电力系统建设的VPP在推广应用过程中存在/些技术难点亟待突破。本研究总结归纳了八个方面的VPP技术难点,涵盖了从区块链应用、需求响应基线估计、商业模式设计到通信技术、资源建模、预测算法、新能源接入以及市场机制等核心领这些技术难点的突破对于VPP的规模化应用和商业化发展至关重要,需要学术界、产业界和政府部门的共同努力,加强科学研究,推动技术创新,为新型电力系统建设提供坚实的技术支撑。技术难点/至四:基础技术突破11区块链可信交易技术应用基于区块链的可信交易技术能够为VPP提供交易安全支撑,确保交易主体和客体信息真实,交易过程安全可信。随着园区、家庭分布式电源、电动汽车、储能的快速发展,保护用户数据和隐私变得更加重要。区块链可信交易技术所具备的透明可信的交易环境、高性能的共识算法、高效智能合约引擎、新型共识机制、匿名性等关键特性在VPP应用方面亟待突破。33商业模式顶层设计VPP商业模式顶层设计初见雏形尚待完善。目前,国家层面的VPP专项政策尚未出台,如何准确地对VPP进行界定与管理仍面临问题。在进行VPP的商业模式顶层设计时,必须综合考量激励资金的来源问题,以确保能够构建/个长期且稳定的资金池。这些复杂因素的叠加,给商业模式顶层设计带来了巨大挑战。22需求响应基线估计用户基线负荷指用户不参与需求响应项目情况下本该消耗的负荷。负荷基线估计的准确性会直接影响需求响应项目实施者和参与者的利益。当前研究对基线的制定尚未考虑网络拓扑