2025 新型电力系统、电力市场环境下虚拟电厂发展与实践（华电）

报告人:2025.05李忆中国·雄安华电电科院简介华电电科院简介华电电科院始建于1956年，是五大发电集团之一的中国华电集团有限公司直属的唯一科研机构，曾隶属电力工业部、水利电力部、能源部。总部坐落于浙江杭州，下设北京、东北、山东、西北等分职能定位：承担华电集团中央研究院职责,为集团行使技术监督、技术服务、技术支撑三大职能的核心科研机构。2233拥有国家分布式能源、火电能效检测等4个国家级研发拥有国家分布式能源、火电能效检测等4个国家级研发中心，1个省级重点实验室；10个集团级技术中心以及中国华电大坝管理中心；设有院士工作站、博士后工作站。是3个标委会单位（能源行业燃气分布式标委会、电力行业燃煤机械标委会、中电联电力实验室管理标委会2个专委会会长单位（中国电促会燃机发电专委会、中国散协粉煤灰专委会会长单位3个专委会秘书处单位（中国能源研究会低碳智慧供热技术专委会、中国电机工程学会电力环保专委会、IEEEPES（中国）分布式能源分委会秘书处单位是中国科学引文数据库（CSCD）核心库期刊《发电技术》的主办单位。拥有工程咨询甲级、调试一级、工程设计乙级、电力施工总承包、承装修试、监理、特检、计量、信息系统建设等20余项资质。目录552024年12月，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》2024年4月2024年12月，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》2024年4月，国家发展改革委发《电力市场运行基本规则》2024年6月，国家能源局发布《新型电力虚拟电厂是践行国家“双碳”战略目标、建设新型电力系统的重要手国家推出系列政策文件积极鼓励虚拟电厂发展国家推出系列政策文件积极鼓励虚拟电厂发展，加快推动分布式新能源、需求侧灵活资源接入。预计2030年66一、背景与现状虚拟电厂概念2025年3月25日2025年3月25日，我国《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》（发改能源〔2025〕357号）文件明确虚拟电厂定义：基于电力系统架构，运用现代信息通信、系统集成控制等技术，聚合分布式电源、可调节负荷、储能等各类分散资源，作为新型经营主体协同参与电力系统优化和电力市场交易的电力运行组织模式。需求响应型通过参与削峰填谷的“电网急救”获得补偿。需求响应型市场交易型通过在电力市场中“低买高卖”赚差价，赚取代理服务费或参市场交易型与辅助服务市场赚取收益。77一、背景与现状国外虚拟电厂发展起步早国外虚拟电厂发展起步早，已进入成熟运作阶段。由于各国资源特性和电网发展面临的问题不同，各国在资源聚合和市场运营方面展现出显著的多样性和复杂性。聚合资源类型存在差异欧洲以分布式电源、储能为主美国虚拟电厂起源于需求响应澳大利亚以用户侧储能为主n德国最大的虚拟电厂运营商NextKraftwerke，聚合包括沼气电厂、热电联产电厂、水电、光伏、电动汽车、可控负荷欧洲以分布式电源、储能为主美国虚拟电厂起源于需求响应澳大利亚以用户侧储能为主n一、背景与现状一、背景与现状88市场机制和商业模式较为成熟澳大利亚虚拟电厂主要参与现货和辅助服务市场获99我国虚拟电厂自2009年开始试点。我国虚拟电厂自2009年开始试点。据不完全统计，截至2024年底，国家电网经营区虚拟电厂项目涵盖17个省份，投运项目118个，接入容量1239万千瓦，最大调节能力828万千瓦，主要分布在江苏、浙江、上海、冀北、山西、宁夏等地区。各地聚合资源以可调负荷为主冀北虚拟电厂接入蓄热式电采暖、大工业用户、电动重卡充换电站等11类可调负荷资源，上海虚拟电厂主要商业模式由需求响应逐步向市场交易过渡主要通过接入负荷系统或调度系统的方式进行调用投资主体呈现多元化趋势接入容量超120万千瓦。国家能源在湖北等5个省份建成虚拟电厂，接入容量60万千瓦。大唐在河南等3个省虚拟电厂关键技术与实践二、虚拟电厂关键技术与实践434二、虚拟电厂关键技术与实践关键技术一：构建虚拟电厂资源可调度潜力评估指标及用户优选指标体系，实现多类型灵活性可调度潜力构建虚拟电厂聚合资源运行响应模型建立储能、电动汽车、分布式发电和可控负荷等多种虚拟电厂资源运行响应模型，揭示了在虚拟电厂环境中各类资源的发用电特征；针对用户参与虚拟电厂的响应情况，基于调节容量、响应时间、持续时间和爬坡率等量化标准制定虚拟电厂可调度潜力统一评估指标体系，从理论和实验两个角度实现了虚拟电厂资源可调潜力的量化。构建虚拟电厂内部资源用户优选指标体系结合省级电力市场实际情况，分析各类市场需求以及考核标准，着重站在虚拟电厂的视角，系统地构建了电力市场品种优选标准；从负荷管理水平、调节潜力和历史信用等方面，分析不同市场需求下虚拟电厂聚合资源的选择标准，提出了基于云模型和证据理论的用户优选方法。二、虚拟电厂关键技术与实践以虚拟电厂年利润最大化为目标，综合考虑储能的建设成本、运维成本、虚拟电厂参与电力市场收益及内部调度成本，以工业负荷生产特性的需求响应、多能耦合特性、储能规划、热电平衡、其余分布式资源等为约束条件，建立虚拟电厂电/热储能设备的双层优化配置模型，提出了市二、虚拟电厂关键技术与实践关键技术三：创新虚拟电厂参与批发和零售市场考虑交易的时间尺度以及市场类型考虑交易的时间尺度以及市场类型，设计虚拟电厂“批-零”协调两级运营模式，形成双向购售电最优决策方案，提升虚拟电厂的交易收益。基于市场规则与相关政策及流程基于市场规则与相关政策及流程，分析和设计虚拟电厂参与电力零售市场的运营机制。明确了不同场景下聚合交易主体成本收益关系，建立了不同场景下资源效益激励机制。二、虚拟电厂关键技术与实践二、虚拟电厂关键技术与实践虚拟电厂协同管控平台优势能源调度和协同运行数据分析和决策支持实现对分散能源资源（如太阳能、风能、储能等）的整合和协调管理。通过集成和优化各类能源资源的信息，平台可以实现对能通过监测和分析能源需求、供应和储调整能源生产和消能源系统的运行效实时监测和分析能源系统的运行状态可以预警和应对潜在的故障和安全隐可以进行数据分析和智能决策支持。通过收集和分析能平台可以提供对能源生产、消费、交易和市场等方面的通过优化能源系统台可以推动清洁能源的利用和碳排放生能源的发展和应二、虚拟电厂关键技术与实践虚拟电厂参与电力市场2025年福建省电力中长期市场交易方案中提出已注册生效2025年福建省电力中长期市场交易方案中提出已注册生效(#1机)、负荷类资源(#2机)。负荷类资源根据聚合节量负荷类机组(#2R机)。分别明确其参与电能量、现货、辅助服务市场的发展机遇和挑战三、发展机遇和挑战三、发展机遇和挑战资源方面，我国负荷侧可调资源已超过5000万千瓦；136号文件明确包括分布式电源在内的新能系统灵活调节性调节需求将进一市场的准入条件，健全参与电能量、辅助服务市场机制，优化需现货市场限价区间逐步拉大，通过电能量、辅助服务、容量市场资源聚合、调节能力、智慧调控等技术攻关，持续提升虚拟电厂的调节性能和运行控制水平，进由于需求响应属于偶发交易，仅在电网供需调节存在困难期间触发，且部分地区补偿力度低，无法构成主要盈利模式。部分地区电力供需趋于宽松，现货市场峰谷价差较低，辅助服务市场竞争也较为激烈，叠加调度机构基于多数终端用户对虚拟电厂缺乏了解，虚拟电厂与用户侧尚未建立成熟的收益分配机制，用户调整用电习惯的成本虚拟电厂聚合各类资源，但目前缺乏有效的调节能力认定评估标准，实际调节能力“聚而不实”；同时，相关调当前虚拟电厂的调度、通信、计量等工作均为电网企业负责，虚拟电厂的顶层设计、需求发布和运营多由电网企业主导，为业内树立了良好的标杆。同时，电网既是“裁判员”又是“运动员”，不利于虚拟电厂公平竞争和多应对策略及展望四、应对策略及展望大型发电企业聚焦虚拟电厂业务相关建议积极布局虚拟电厂业务积极布局虚拟电厂业务坚持系统需求和市场导向坚持系统需求和市场导向sl发挥售电公司主体责任发挥售电公司主体责任加强关键技术和平台研发四、应对策略及展望业务••结合各区域可聚合资源、系统调节需求、电力市场建设等因素，分批次推用户•在分布式电源即将全面入市的形势下，发电企业可依托虚拟电厂，聚合内外部分布式电源，使