清华四川院：虚拟电厂发展模式与实践案例

虚拟电厂发展模式与实践案例杨玺博士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01.虚拟电厂的概念与价值CONTECONTENTS03.工作经验与案例04.四川虚拟电厂发展建议01.虚拟电厂的背景与概念41.1.虚拟电厂的概念与价值清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司虚拟电厂（Virtualpowerplant，VPP）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。提高电网安全保障水平提高电网安全保障水平将需求侧分散资源聚沙成塔，发展虚拟电厂，与电网进行灵活、精准、智能化互动响应，平抑电网峰谷差，提升电网安全保障水平。降低用户用能成本参与虚拟电厂后用户用能效率大幅提升，在降低电费的同时，还可以获取需求响应收益。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%的峰值负荷需求，电厂及配套电网投资约4000亿元；建设虚拟电厂，建设、运维和激励的资金规模仅为400-570亿元。51.虚拟电厂的概念与价值清华四川能源互联网研究院丨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丨北京圆声能源科技有限公司2虚拟电厂参与调峰辅助服务机制3虚拟电厂参与现货市场交易机制省间市场调峰市场省级现货市场对外交易场景虚拟电厂参新能源消纳机制13虚拟电厂管控平台市场理论与交易机制1.虚拟电厂的概念与价值清华四川能源互联网研究院丨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丨北京圆声能源科技有限公司对内交易场景6对内交易场景6虚拟电厂管控平台绿色电力能源虚拟电厂接入的灵活资源度的用户协同激虚拟电厂与接入的灵活性资源用户互动虚拟电厂代理用户参与绿色电力交易基于虚拟电厂平台的用户间互动交易法衡的绿电追溯技术23商业模式与交易技术71.虚拟电厂的概念与价值清华四川能源互联网研究院丨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丨北京圆声能源科技有限公司随着新能源逐步成为装机、电量主体，电力商品的价值较以往出现细分，由以电能量价值为主，逐步向电能量价值、可靠性价值、灵活性价值以及绿色环境价值等多维价值体系转变。1133 2 2灵活性价值 4 4可靠性价值绿色环境价值02.虚拟电厂发展情况与商业模式2.2.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丨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、可调节负荷等资源合电力保供、新能源发展等需求，利用当地源荷储资源，建设拟电厂技术标准体系，完善虚拟电厂的市场准入、安全运行标准和交明确电力市场成员包括虚拟电厂等新型经营主体，92.2.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丨北京圆声能源科技有限公司知》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、新能措施的意见》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意见》引导各地区根据实际情况，建立市场化的发电容量成本量市场、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、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丨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丨北京圆声能源科技有限公司l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、广东、长三角省间互济等6地开展了需求响应工作。l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、湖北、华北等6地开展了辅助服务工作。l电能量市场：目前山西、广东、山东、甘肃、宁夏等20地出台过支持虚拟电厂参与电力现货市场政策。需求响应（27个）辅助服务（20个）电能量（20个）2.2.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丨北京圆声能源科技有限公司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未来趋势未来趋势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丨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丨北京圆声能源科技有限公司2.2.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丨北京圆声能源科技有限公司03.工作经验与案例清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司理论——技术——产品——实践产品实践理论研究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、碳汇资理论研究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，积累了丰富的技术开发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碳目标下的政策与机制实现提供全方位技术支清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司2023年3月，与国家电投旗下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。清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司边边边缘智能网关智能控制设备端管数据融合数据诊断数据分析数据接入数据ETL电力需求响应综合能源服务智能优化调控指令政府碳治理碳足迹核算认证减排项目开发绿色产品认证企业碳管理电碳市场协同应用功能接口平台功能体系云例清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司引导政府政策推动城市级虚拟电厂引导政府政策推动城市级虚拟电厂核心能力提升投资运营转型持清华四川能源互联网研究院丨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。清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司负荷交互终端接入控制终端负荷交互终端接入控制终端规则引擎数据管理平台融合智能组网设备管理连接管理虚拟电厂数字双碳综合能源数据分析数据挖掘全量数据接入智能网络适配智能业务协同算力协同智能应用使能平台业务层面末端设备全面感知、快速接入、大容量数据存储、边缘计制、协议转换、数据加密上云、多云上传、远程调试及设末端设备全面感知、快速接入、大容量数据存储、边缘计制、协议转换、数据加密上云、多云上传、远程调试及设对接企业DCS系统，接入工业企业生产自动化系统，实现清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司3.工作经验与案例清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司资源接入数据服务城市级虚拟电厂资源管理资源接入范3.工作经验与案例丨安徽芜湖清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司3.工作经验与案例丨安徽芜湖清华四川能源互联网研究院丨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需求响应电力交易综合能源清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司3.工作经验与案例丨安徽芜湖清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司安全鉴权隔离设备辅助服务市场安徽省需求响应芜湖市虚拟电厂平台（内网区）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调度接口交易接口需求申报物联接入（IoT）大型工业楼宇空调充电桩/换电站数据中心5G基站运营维护中心核心区技术规范体系分布式储能分布式光伏分布式发电安全防护体系互联网业务区芜湖市虚拟电厂平台(互联网)安全设备安徽能耗监测现货市场电源侧用户侧子系统子系统子系统3.工作经验与案例丨安徽芜湖3.工作经验与案例丨安徽芜湖清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司主站系统4G安全模块主站系统4G安全模块多路负荷实时测控传统负荷采集控制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三磨分路负荷二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三磨分路负荷二磨分路负荷一磨分路负荷四号生产线三号生产线二号生产线一号生产线通信管理机控制线控制线控制回路控制回路控制回路…3.工作经验与案例丨安徽芜湖清华四川能源互联网研究院丨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594万千瓦，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。机制设计：合资设立虚拟电厂公司作为市场化主体机制设计：合资设立虚拟电厂公司作为市场化主体平台贯通：省需求响应平台和能耗监测平台对接户、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能力2025年政府碳治理2025年政府碳治理：通过数据挖掘和碳排放模型构建，助力提升政府碳治理清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司3.工作经验与案例丨安徽芜湖清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司实现了源网荷储全监控：接入光伏项目4个、储能项目2个、工商业用户18户、充电桩站10座，规模99.52MW，顶峰能力77.997MW，调峰能力63.3MW。为芜湖虚拟电厂预留对接接口，为未来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。预留数据中心、换电站/码头、5G基站等新型可调资源接入能力，探索打造换电配储等新型商业模式。3.工作经验与案例丨安徽芜湖城市全城市全源网荷覆盖储融合碳中和治理市场化模式清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司实现城市全覆盖，真正打造城市级虚拟电厂；融合“源-网-荷-储”，参与需求响应、辅助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已参与国家发改委环资司污染治理和节能减碳专项中央预算内投资第三批项目评审，申请绿色低碳技术示范，预计总投资6000万元，中央财政支持30%。3.工作经验与案例丨安徽芜湖清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司2023年6月：建设成果与规划已由芜湖发改委上书至省政府，并获得常务副省长费省长及单省长批示，要求总结经验全省推广；参与安徽省辅助服务调节试点、参与长三角需求侧资源互济，央视新闻网专题报道。3.工作经验与案例丨四川宜宾清华四川能源互联网研究院丨北京圆声能源科技有限公司3.工作经验与案例丨四川宜宾清华四川能源