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　　2.3 智能化应用 3—虚拟电厂需求端响应&多负荷管理

　　发电侧、电网侧及用户侧需求推动储能快速发展。 1)发电侧：储能主要应用于电源调频辅助服务、备用电源、平滑出力波动的场景，通过配置储能设备可以实现可再生能源发电的削峰填谷，将风光发电高峰时段的电量储存后转移到用电高峰释放，从而减少弃风弃光率，另一方面，储能系统可以对随机性、间歇性和波动性的可再生能源发电出力进行平滑控制，从源头降低波动性，满足可再生能源并网要求。2)电网侧：储能通过参与电网调峰调频、缓解输电设备拥堵、提升电能质量，保证电力系统稳定运行。3)用户侧：电力用户通过配置储能，聚合可中断负荷，协同分布式发电参与需求响应推动新能源消纳;利用峰谷价差，降低用电成本;以“储能+微电网”形式可保证用户侧用电的稳定性。储能装置通过虚拟电厂实现能源聚合，储能技术为虚拟电厂发展提供重要基础。

　　虚拟电厂(VPP)本质是通过通信网络技术，将储能、分布式能源(发电)和可控负荷 (用电)三大要素进行聚合，形成为需求侧响应的“虚拟集中式电厂”。虚拟电厂通过先进信息通信技术和软件系统，实现三大要素的聚合和协调优化，形成一个虚拟的电厂来做统一的管理和调度，参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。

　　虚拟电厂具有需求侧响应、多负荷管理等多种功能，可应对发电系统多样化困难。虚拟电厂可以应对发电系统不稳定性(风光随机性和间歇性对能源系统平衡造成挑战)、电力需求冲击(大量电动汽车随机接入，对能源系统造成冲击)、调控难度大(分布式能源增多，导致动态调度与控制难度提升)和用户需求日益提升等多种困难。

　　上游基础资源、中游系统平台、下游电力需求构成虚拟电厂产业链。1)上游基础资源主要包括可调负荷、分布式能源和储能设备，可调负荷按应用可分为工商业和居民，其中工商业可调负荷包括空调、照明等，居民负荷由于分散化且单点容量小，导致聚合难度高;分布式能源主要是用户附近配置的发电装置;储能设备可分为机械储能、电化学储能、空气储能等多种形式。2)中游能源聚合商依托互联网及大数据技术，对各层数据信息进行整合、优化、调度和决策，从而增强虚拟电厂协调控制能力。3)下游电力需求方由电网公司、售电公司和大客户构成，其中电网公司作为电力系统运营商，是电力市场的重要买方。虚拟电厂连通产业链上下游，使得发电企业、电力公司、电力用户三方受益，发电企业实现存量机组利用效率的提升，电力公司提升电力系统稳定运行水平，同时虚拟电厂为用户带来便捷手段参与市场交易，实现利益最大化。

　　我国虚拟电厂目前主要商业模式是获取补贴分成，未来有望通过参与电力交易获益。我国目前虚拟电厂多为邀约型，通过政府机构或电力调度机构发出邀请信号，由负荷聚合商、虚拟电厂组织资源进行削峰填谷等需求响应，并以此获取补贴分成。此外，在具有电力现货市场试点的省份，虚拟电厂可通过参与市场交易获取收益分成。

　　商业模式 1：以需求响应、削峰填谷获取补贴分成(当下主流)

　　虚拟电厂相较传统的火电削峰填谷具环保及经济性的优势。根据国家电网测算，通过火电厂实现电力系统削峰填谷，满足 5%的峰值负荷需要投资 4000 亿，而通过虚拟电厂，在建设、运营、激励等环节投资仅需 500-600 亿元，随着虚拟电厂技术发展，虚拟电厂有望成为削峰填谷重要手段。

　　商业模式 2：参与电力交易获取盈利分成(未来可行方向)

　　发电侧能源聚合参与现货市场交易，依托调度灵活性获得收益。虚拟电厂参与电力市场交易种类主要包括中长期市场和现货市场两种，虚拟电厂可单独参与单级市场交易，通过市场价格与内部成本之间的价差获得收益。基于虚拟电厂的灵活的特性，可参与联合市场进行交易，结合虚拟电厂内部单元出力特性，通过预测市场价格与负荷量，进行产品组合交易。结合我国目前电力市场改革状况，由于现货市场目前仅在试点中进行试运营，随着电力市场化改革的推进，虚拟电厂参与电力市场交易规模有望进一步加大。

　　虚拟电厂案例：国电投虚拟电厂——需求响应、辅助服务与电力现货相结合。国家电投集团上海发电设备成套设计研究院牵头研发的虚拟电厂平台实现了“虚拟电厂+电力需求响应”、“虚拟电厂+电力辅助服务”和“虚拟电厂+电力现货”3 项基础功能试验，并步入商业化运营。国家电投江苏综合能源公司于 2022 年 2 月完成与江苏省电力需求侧管理平台数据接入试验，其日运行负荷达 700MW，最大可调容量 300MW，平台整合了多类型用电大客户，并完成了交易管理、负荷规划、调度监盘等关键应用，具备了参加江苏需求响应和辅助服务的能力，通过虚拟电厂充分激发和释放用户侧灵活调节能力，不但能为电网供需平衡做出贡献，还能提高售电公司的市场营销竞争力。深圳能源虚拟电厂于 2022 年 6 月投运，公司通过预测电力现货市场价格，通过调节用户可控负荷将用户负荷从现货高价调整至现货低价时段，实现售电公司电力现货盈利的提升，实现平均度电收益 0.274 元。

　　2.4 智能化应用 4—辅助电力交易决策

　　全国统一电力市场体系加速构建，售电侧市场逐步放开。2022 年 11 月，国家能源局在《电力现货市场基本规则(征求意见稿)》中明确要求，按照统一市场、协同运行的框架，构建省间、省/区域现货市场，建立健全日前、日内、实时市场。然而电力现货交易具有价格波动大、交易频次高等特点，随着售电主体数量、交易规模、交易品种的增加，极大增加了交易员的工作量，针对电力交易中的痛点问题，电力交易辅助决策系统可提供实时的、可量化的数据决策支撑。

　　电力交易辅助决策系统助力发电企业提升售电收入。电力交易辅助决策系统作为信息化的现货交易辅助工具，可结合市场行情预测、自身发电能力分析等，提供多种目标的现货及中长期交易决策方案，形成可行的交易策略库，并通过对交易合同、市场占有率、收益组成等数据的分析，为交易员提供实时的、可量化的数据决策支撑，发电企业可凭借更高精确度、更全面的数据来提升交易能力，从而进一步提升交易收益。