虚拟电厂发展模式与实践案例

iCiroudarSoundEnergyTechnologyCo_Lnd清华四川院碳中和所副所长北京圆声能源科技有限公司副总经理2025.03cseDTw0KetnemtroneCONTENTS分布式资源分布式资源清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司是一种通过信息技术和软件系统，实现分布式电源、储能、可调负荷等多种分布式资源的聚合和协同优化，作为一个特殊的电厂参与电力市场和电网运行的协调管理系统。>既可以作为“正电厂”向系统供电调峰，又可作为“负电厂”加大负荷消纳配合系统填谷。大力发展虚拟电厂对促进电网供需平衡，实现分布式能源低成本并网，充分消纳清洁能源发电量，推动能源绿色转型具有重大的现实意义。提供电力辅助服务优化资源利用效率丰富电网运行策略适配区域电力需求提高电网安全保障水平降低用户用能成本促进新能源消纳发展虚拟电厂，将大大提升系统调节能力，降低“三弃”电量节约电厂和电网投资通过建设煤电机组满足其经营区5%的峰值负荷需厂，建设、运维和激励的资金规模仅为400-570亿元。清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司1.虚拟电厂的概念与价值清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司1.2虚拟电厂——对外交易对外交易场景市场理论与交易机制虚拟电厂参与跨区/省间虚拟电厂管控平台虚拟电厂管控平台省间市场制促进跨区绿色电力交易的输电定价、增量交易、结算机制等虚拟电厂代理购电与优化决策配置技术虚拟电厂参促进清洁能源消纳的灵活资源交易机制与价格传导机制用户侧参与调峰市场的能力挖掘与交易机制务机制调峰市场虚拟电厂参促进清洁能源优先性、保障考虑现货市场分时价格预省级现货市场易机制性消纳的现货市场机制测的交易决策优化技术1.3虚拟电厂——对内交易虚拟电厂管控平台虚拟电厂与接入的灵活性资源用户互动商业模式与交易技术设计虚拟电厂代理用户参与绿色电力交易术绿色电力能源基于虚拟电厂平台的用户间虚拟电厂接入的互动交易灵活资源法清华四川能源互联网研究院北京圆声能源科技有限公司清华四川能源互联网研究院北京圆声能源科技有限公司1.4虚拟电厂的多维度市场价值通过电能量市场体现，通过代理分布式发电、分布式储能等资源参与现货市场等交易品种获得能量套利。通过需求响应和辅助服务市场(调节能力市场)体现，为系统提供灵活调节能力，保障电网安全稳定运行。通过辅助服务市场(容量市场)体现，反映系统容量充裕度和调节充裕度，引导各类电源协调发展。新能源大规模发展和支撑性电源不足的矛盾将愈发突出，随着容量市场的机制完备，第三方市场主体可通过参与容量市场获得收益。通过绿电市场体现，通过代理绿色电力及储能资源，通过绿色市场机制实现绿色价值的外部属性内部化，推动能源电力低碳转型。2.虚拟电厂发展情况与商业模式清华四川能源互联网研究院北京圆声能源科技有限公司2.虚拟电厂发展情况与商业模式清华四川能源互联网研究院北京圆声能源科技有限公司近年来，虚拟电厂重磅支持政策频出，已成为重点发展和支持的对象时间颁发主体政策文件名称主要内容2025.02国家能源局《2025年能源工作指导意见》推动虚拟电厂高质量发展。建立适应新型储能、虚拟电厂广泛参与的市场机制。2025.01国家能源局《分布式光伏发电开发建设管理办法》分布式光伏发电可独立或者通过微电网、源网荷储一体化、虚拟电厂聚合等形式参与调2025.01国家能源局《电力系统调节能力优化专项行动实施方案明确以虚拟电厂、智能微电网等方式规范化、规模化、常态化、市场化参与系统调节，健全完善负荷侧响应资源的调度运行机制和市场交易机制，实现可观、可测、可调、可控。2024,12国家能源局《关于支持电力领域新型经营主体创新发展的指导意见》鼓励虚拟电厂聚合分布式光伏、分散式风电、新型储能、可调节负荷等资源，为电力系统提供灵活调节能力。2024.08中共中央国务院《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》建设智能电网，加快微电网、虚拟电厂、源网荷储一体化项目建设。加强电力需求侧管理。2024.08国家发改委国家能源局国家数据局《加快构建新型电力系统行动方案(2024—2027年)》合电力保供、新能源发展等需求，利用当地源荷储资源，建设一批虚拟电厂。建立健全虚拟电厂技术标准体系，完善虚拟电厂的市场准入、安全运行标准和交易规则，常态化参与系统调节，提升电力保供和新能源就地消纳能力。2024.07国家发改委《电力市场运行基本规则》明确电力市场成员包括虚拟电厂等新型经营主体，电力市场交易类型包括电能量交易、电力辅助服务交易、容量交易等。2024.05国务院《2024—2025年节能降碳行动方案》大力发展微电网、虚拟电厂、车网互动等新技术新模式。2024.01国家能源局《2024年能源监管工作要点》切实发挥需求侧参与系统调节作用，推动虚拟电厂等新型主体进入电力市场。2.虚拟电厂发展情况与商业模式2.虚拟电厂发展情况与商业模式清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司时间颁发主体改策文件名称主要内容2023.11国家发改委《关于进一步加快电力现货市场建设工作的通知》发改办体改〔2023〕813号推动储能、虚拟电厂、负荷聚合商等新型主体在削峰填谷、优化电能质量等方面发挥积极作用，探索“新能源+储能”等新方式。为保证系统安全可靠，参考市场同类主体标准进行运行管理考核。持续完善新型主体调度运行机制，充分发挥其调节能力，更好地适应新型电力系统需求。2023,01国家发改委《电力需求侧管理办法》发改运行规〔2023〕1283号明确虚拟电厂、需求响应、有序用电各自工作监管单位、运营主体和运行模式。2022.01国家发改委国家能源局(“十四五”现代能源体系规划》(发改能源[2022]210号)开展工业可调节负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、新能源汽车与电网(V2G)能量互动等各类资源聚合的虚拟电厂示范2022.01国家发改委国家能源局《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》(发改能源[2022)206号]拓宽电力需求响应实施范围，通过多种方式挖掘各类需求侧资源并组织其参与需求响应，支持用户侧储能、电动汽车充电设施、分布式发电等用户侧可调节资源，以及负荷聚合商、虚拟电厂运营商、综合能源服务商等参与电力市场交易和系统运行调节2022.01国家发改委国家能源局《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》(发改体改[2022]118号)引导各地区根据实际情况，建立市场化的发电容量成本回收机制，探索容量补偿机制、容量市场、稀缺电价等多种方式，保障电源固定成本回收和长期电力供应安全。鼓励抽水蓄能、储能、虚拟电厂等调节电源的投资建设2021.07国家发改委国家能源局《关于加快推动新型储能发展的指导意见》(发改能源规[2021]1051号)鼓励聚合利用不间断电源、电动汽车、用户侧储能等分散式储能设施，依托大数据、云计算、人工智能、区块链等技术，结合体制机制综合创新，探索智慧能源，虚拟电厂等多种商业模式2021.03国家发改委国家能源局《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》(发改能源规[2021]280号)充分发挥负荷侧的调节能力。依托“云大物移智链”等技术，进一步加强源网荷储多向互动，通过虚拟电厂等一体化聚合模式，参与电力中长期、辅助服务、现货等市场交易，为系统提供调节支撑能力2015.07国家发改委国家能源局《关于促进智能电网发展的指导意见》(发改运行[2015]1518号)依托示范工程开展电动汽车智能充电服务、可再生能源发电与储能协调运行、智能用电一站式服务、虚拟电厂等重点领域的商业模式创新2.2各地区出台相关政策，完善市场机制，培育市场主体●需求响应市场：目前有27个区域出台过支持虚拟电厂(或负荷聚合商)参与政策，2024年四川、重庆、安徽、上海、广●辅助服务市场：目前有20个区域出台过支持虚拟电厂(或第三方主体)参与政策，2024年江苏、浙江、宁夏、湖南、湖电能量(20个)电能量(20个)辅助服务(20个)需求需求响应(27个)河南、重庆、贵州、陕西重庆、广东、南方区域、蒙西2.虚拟电厂发展情况与商业模式清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司2.3各地区虚拟电厂的市场参与情况全国统一的电力市场尚未形成，各地区电力市场化改革进程差异较大，虚拟电厂试点项目与区域政策关联度较高。大多数地区虚拟电厂以参与邀约型电力需求响应为主，河北、上海等地开始探索虚拟电厂参与电力辅助服务市场，山西、山东省电力现货市场较完善，虚拟电厂可以直接参与电力现货市场交易。需求响应未来趋势辅助服务市场当前状态电力现货市场2.虚拟电厂发展情况与商业模式2基础服务内容服务一市场化需求响应代理服务服务一1.服务含义：虚拟电厂作为聚合商与用户签署需求响应代理协议，按照四川省市场化需求响应政策组织用户参与响应获得响应补贴，双方收益分成。避免大规模错避峰生产，保障企业生产经营效率最大化。2.服务方式：鼓励用户通过智能终端设备接入虚拟电厂并由虚拟电厂统一代理参与需求响应，获取响应补贴。1.服务含义：通过用户侧交互终端设备，免费为用户推送和提供基础性实时、定期的能效分析。依托虚拟电厂帮助用户清晰直观了解自身用能情况并开展用能诊断。2.服务方式：通过用户侧交互终端设备，虚拟电厂为用户推送实时的能耗负荷情况，帮助用户掌握实时生产动态，通过生成能耗总览和能耗分析评价报告，帮助用户更加精细化掌握自身用能情况，挖掘节能潜力。服务三设备预检预试及运维1.服务含义：免费的设备设施进场前的检验、测试服务，付费的生产设备及能源设施运维服务，全方位保障企业用能安全高效。2.服务方式：面向接入虚拟电厂的用户，虚拟电厂运营主体提供各类型电气设备运行前、中、后期的检测、测试和运维，同时可为自主安装分布式光伏、用户侧储能的用户提供运维及检修服务。2综合能源服务内容套餐内容：以租用用户屋顶的方式，建设分布式光伏，并为企业提供清洁电力25年(到期后撤走设备或罐送给用户),电价不高于企业市场化购电电价。(G有效降低用电成本》套餐内容：用户与虚拟电厂运营主体篮著合同能源管理协议，自身用电打包交由运营主体承担，电攒不高于企业前3年(或5年)的平均电微，并将企业施顶交由道营主体建设分布式光伏。套餐内容：用户与虚拟电厂运营主体盖著合同能源管理协议，自身用电打包交曲运营主体承担，电费不高于企业前3年(或5年)的平均电费，并将企业屋顶交由运管主体建设分布式光伏，根据用户用能情况配容建设用户(G深度能原托管)2.虚拟电厂发展情况与商业模式为了满足电力零售市场多样化的电力交易需求，电力用户可自由选择与我公司签约阶梯价格、价格联动、固定代理费、比例分成、省间绿电PPA五类电力零售套餐。I阶梯价格套餐套餐含义：售电公司与零售用户按月约定基础交易电量、基础交易电价与浮动交易电价的零售套餐。实际用电量在基础电量以内部分，市场交易电价按照基础交易电价计算；实际用电量超过基础电量部分，市场交易电价按照浮动交易电价计算。套餐特点：交易电价与用户电量预测能力紧密相关。lⅡ价格联动套餐套餐含义：售电公司与零售用户在月度代理购电价格的基础上，约定下浮价格的零售套餐。每月结算以电网企业发布的代理购电价格减去签约的下浮价格形成市场交易电价。套餐特点：交易电价计算简单、易理解，方便用户计算入市前后用电成本降低情况。清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司Il固定代理费套餐套餐含义：售电公司与零售用户按月约定交易电量与固定度电代理价格的零售套餐。根据售电公司该月对应交易类型批发合同电量加权均价(以下简称“售电公司月度批发均价")加上约定的代理价格形成市场交易电价。套餐特点：市场交易电价构成简单、易理解，只需在售电公司月度批发均价的基础上加一笔“代理服务费”,与售电公司在批发市场购电均价紧密联系。套餐含义：售电公司与用户按月约定电量、交易价格及分成比例β,根据当月批发合同均价与零售价格的差值，按β比例分享价差收益。套餐特点：市场交易电价与售电公司批发价格水平挂钩，且最高不会超过约定的月度交易价格。套餐含义：售电公司与用户签订多年省间绿电协议，按月约定固定度电代理价(基于省间绿电交易价),环境价值由合同明确关联至用户。清华大学能源环境经济研究所以清华大学核能与新能源技术研究院和清华大学经济管理学院为依托，是清华大学校级跨学科研究机构，是我国高校中最早开展能源与应对气候变化系统分析的研究单位，所属的学科管理科学与工程系国家级重点学科。围绕中国能源系统分析规划、国家绿色低碳转型技术路线、气候变化与温室气体减排决策、碳达峰碳中和技术路线、电力系统中长期脱碳路径、低碳发展机制设计等重大科学问题开展研究积累了丰富的清华四川能源互联网研究院北京圆声能源科技有限公司清华四川能源互联网研究院北京圆声能源科技有限公司圆声能源围绕双碳目标和新型电力系统建设目标，基于研发的系统架构，面向各类用户需求和不同场景，开发了三大核心产品：数字化双碳公共服务系统、源网荷储智慧管控系统、碳汇资产开发管理技术服务系统，已为超过20家用户提供双碳目标下的专业技术咨询和信息化解决方案，业务围绕北京、山东、安徽、浙江、江苏、广西6个省市开展，并向全国辐射。研究院成立于2016年3月，由清华大学与四川省共建，以清华大学电机系为依托，践行习总书记提出的“能源革命”战略思想，以“2+2”模式落实中美“气候智慧型/低碳城市”合作协议，打造能源互联网新型业态的人才汇聚平台、科技创新中心和产业发展高地。团队于清华四川院成立“碳中和信息管理技术研究所”,设立三大主攻方向，开展技术研发工作，致力为双碳目标下的政策与机制实现提供全方位技术支撑。3.工作经验与案例|团队基础清华四川能源互联网研究院北京圆声能源科技有限公司2023年3月，与国家电投旗下中国电力国际发展有限公司合资成立新源聚合能源科技(北京)有限公司(简称“新源聚合”)。新源聚合重点围绕源网荷储一体化、虚拟电厂、零碳电厂等支撑新型电力系统构建的关键技术，自主开发服务电力数字化、智能化相关软硬件产品，为地方政府、工业园区、商业楼宇、负荷聚集商、电网公司提供能源技术支持和综合服务，并参与相关行业标准的制定，助力节能降碳的绿色价值实现。中国电力国际发展有限公司十CHINAPOWERINTERNATIONALDEVELOPMENTLIMITEDCircularSoundEnergyTechnologyCo.,Ltd新源聚合能源科技(北京)有限公司CHINAPOWERGHARMONYENERGYTECHNOLOGYCO.,LTD清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司3.工作经验与案例|技术架构清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司平台功能体系平台功能体系调控指令应用云数据融合数据诊断数据分析云数据接入数据ETL边缘智能网关智能控制设备端用能监测排放监测人工测量碳汇监测生产控制系统信息管理系统例清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司服务电网起步积累技术经验从承接电网公司数字化项目和科技项目起步，理清电网公司运行模式，积累了能源数字化经验，聚焦了电力需求侧业务方向。·16年，国网江苏需求响应项目·18年，国网山东大工业用户需求响应项目·20年，国网营销部“绿色国网”平台·21年，国网北京虚拟电厂管理平台·22年，国网浙江虚拟电厂技术平台推动城市级虚拟电厂引导政府建立尖峰电价机制，协助开展电力需求侧管理政策规划，抓住电力保供需求契机，探索并推动城市级虚拟电厂模式。·20年，北京城管委电力运行管理平台·22年，芜湖虚拟电厂平台·23年，房山虚拟电厂试点·23年，合肥综合智慧零碳电厂·24年，宜宾城市级虚拟电厂平台核心能力提升投资运营转型加强核心能力建设，开放合作共享，从技术服务商向投资运营商转型。·24年，强化电力现货交易能力·24年，面向园区、微网和源网荷储等多种虚拟电厂业务形式，技术服务模式持续推进·24年，探索投-建-运一体化模式打造城市级虚拟电厂20持清华四川能源互联网研究院北京圆声能源科技有限公司作为支撑国家和地方能源、双碳领域政策出台机制设计的专业智库，具备开展从政策推动到落地执行的全流程业务服务能力。湖以厂(202214关于成立笼湖市关干推进芜湖市虚拟电厂建设的通知按画宿E源禁述5用工作方3,传宿电力需本能源电力市场动态四川省经济和信息化厅地电力播1201148号四川省经济和信息化厅关于组建四川电力需求侧管理工作专班的通知3.工作经验与案例|平台开发清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司行业应用数据虚拟电厂数字双碳综合能源智能应用使能平台专题库主题库模型库数据治理数据分析数据挖掘智慧能源数据中台数据仓库在线计算离线计算泛在物联中台平台融合数据管理物模型全量数据接入智能网络适配平台融合数据管理物模型融合智能单元负荷交互终端接入控制终端边缘计算网关智慧能源监测终端系统接入单元技术层面◆泛在物联中台，支持海量连接，实现能源领域全量数据接入◆智慧能源数据中台，构建数百种融合、挖掘及秒级应用响应◆具备高并发、高性能、高可用、全链路安全保障、动态横向扩展等特点◆实现业务解耦，模块式研发，业务模型即插即用业务层面◆国内最早切入虚拟电厂、双碳业务领域研究及实践◆对接多省份电网调度、营销、交易系统，熟悉电网内外网架构◆实现多省份、多种类电力业务互联互通◆资源接入场景丰富、设备种类齐全◆完成多个城市级、集团级平台建设清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司边缘计算网关边缘计算网关末端设备全面感知、快速接入、大容量数据存储、边缘计算及逻辑控制、协议转换、数据加密上云、多云上传、远程调试及设备运维；以太网与RS485/LoRa无线的透明传输。智慧能源监测终端以工业级微处理器为核心，全电量数据采集，有谐波计算、定值越限及温度保护等功能，采用开口式CT,支持免停电安装，支持485/LoRa.控制终端控制终端空调、储能、光伏、充电桩等多场景实时控制。DCS接入终端对接企业DCS系统，接入工业企业生产自动化系统，实现负荷柔性控用户侧负荷交互终端本地能源管理系统，负荷调度事件交互，用能优化策略推送。在山东、安徽、江苏、四川等地接入超过200多户工业大用户，含钢铁、水泥、汽车、化工、光伏、电池等行业。接入超过27000多个充电桩，完成负荷数据采集，监视充电桩状态，实时调节充电桩功率控制终端可以适配商业楼宇的水冷机组和多联机大金、日立、东芝等20余种主流品牌，可对空调进行群组设定、开关、温度调节、风速调节等设定。接入光伏逆变器，实现逆变器数据采集和功率控制，接入储能EMS系统，实现储能电站数据采集和实时充放电控制，目前已接入光储近50个站点。23清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司用户引导支撑监管用户引导支撑监管用户引导：用户引导：用户服务：资源接入数据服务资源接入数据服务主导建设投资建设支撑管理投资建设支撑管理城市级虚拟电厂城市级虚拟电厂投资建设：·分布式光伏投资建设：·分布式光伏准入管理运维：范3.工作经验与案例3.工作经验与案例|安徽芜湖清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司2021年9月29日，芜湖市政府与清华四川能源互联网研究院签署虚拟电厂建设战略合作协议，共同推动低碳发展和能源高效利用，打造城市级虚拟电厂。电网企业国有企业电网企业城市级虚拟电厂管理平台区域内分散的各类型灵活性资源3.工作经验与案例|安徽芜湖清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司3.工作经验与案例|安徽芜湖清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司现货市场辅助服务市场市级云平台运营运营维护中心核心区技术规范体系运营管理聚合管理优化调度交易管理数据接口业务接口能源大数据库安全子系统子系统子系统子系统电源侧用电源侧用户侧分布式发电分布式储能分布式光伏分布式发电安徽省需求响应安徽能耗监测负荷申报、出负荷申报、出信息流控制流信息流控制流清互联网/无线公网芜湖市虚拟电厂平台(互联网)安全设备调度接口交易接口需求申报安全设备物联接入(loT)互联网/无线公网子系统鉴权子系统鉴权大型工业楼宇空调大型工业楼宇空调25清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司3.工作经验与案例|安徽芜湖清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司四号生产线4G通信管理机安全模块多路负荷实时测控传统负荷采集控制控制线控制线二四号生产线4G通信管理机安全模块多路负荷实时测控传统负荷采集控制控制线控制线二号生产线三号生产线生产辅助三磨分路负荷一磨分路负荷一磨分路负荷生产辅助三磨分路负荷二磨分路负荷一磨分路负荷生产辅助一号生产线三磨分路负荷二磨分路负荷一磨分路负荷一号生产线控制回路控制回路控制回路生产辅助清华四川能源互联网研究院|清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司√2022年6月，完成虚拟电厂平台业务功能建设和用户接入，实现与省需求侧管理平台的贯通与融合，打通需求响√完成我市48户重点企业(万吨标煤以上)的能耗数据接入与展示，柔性负荷控制接入39户最主要工业企业，覆盖全市工业用电量的60%。√2022年迎峰度夏期间，参与省电力需求响应25次，累计响应负荷594万干瓦，单日最高响应负荷32.8万千瓦，累计为用户获得需求响应补贴约2000万元。√截止2023年6月完成全市240户工商业大用户需求响应协议签约。已完成2025年机制设计：合资设立虚拟电厂公司作为市场化主体大户先行：一期接入37家有序用电IV级用户，占比芜湖市总用电量60%平台贯通：省需求响应平台和能耗监测平台对接源网荷储全覆盖：600户工商业用户、分布式电源、储能、充电桩市场化机制：结合综合能源推广市场化运营模式政府碳治理：通过数据挖掘和碳排放模型构建，助力提升政府碳治理能力3.工作经验与案例安徽芜湖清华四川能源互联网研究院北京圆声能源科技有限公司3.工作经验与案例安徽芜湖清华四川能源互联网研究院北京圆声能源科技有限公司安徽芜湖城市级虚拟电厂——二期成效等新型商业模式。个、储能项目2个、工商业用户18户、充电桩站10座，规模99.52MW,等新型商业模式。77.997MW,调峰能力63.3MW。实现发电侧与用户侧资源全覆盖和现货市场统一调度奠定基础。新型可调资源接入能力，探索打造换电配储28安徽芜湖城市级虚拟电厂——三期计划城市全市场化模式源网荷储融合碳中和治理清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公司服务和现货交易等多种电网调节市场；地方政府、电网、电力投资企业多元主体，开创新兴市场化模式；结合碳排放双控，探索数据驱动的现代政府碳色低碳技术示范，预计总投资6000万元，中央财政支持30%。3.工作经验与案例|安徽芜湖清华四川能源互联网研究院|北京圆声能源科技有限公