虚拟电厂是将分布式发电、需求侧响应和储能资源统一协调控制,响应电网调度指令的物联网技术。“虚拟”:指不具备实体电厂的形式;“电厂”:指具有部分电厂属性,如提供调峰调频等辅助服务、参与电力市场并获得收益...
南方财经全媒体资讯通研究院彭卓实习生杜雪妍综合报道
7月20日,Wind数据显示,截至A股收盘,虚拟电厂指数(884188.WI)震荡上行,成分股中,科陆电子、远东股份领涨。
新能源与用电负荷存在错配,虚拟电厂与需求侧互动响应
东吴证券提出,电这种资源具有瞬时性,发电、供电、用电在同一时间内完成,而风电光伏的发电高峰与我们的用电高峰是不匹配的,近两年频发的缺电现象有很大程度是由于新能源发电和用电的供需错配,而不是发电量的绝对量,我们能够及时响应的稳定能源是不足的。因此在风电光伏大发展的过程中,用电发电的供需矛盾、电网的调峰调频问题也会愈发严峻。
国信证券表示,随着“十四五”可再生能源政策的推进,具有显著间歇性和强随机波动性的风电光伏在电力系统中占比不断提高,这也给电网调节消纳带来巨大压力。虚拟电厂可以有计划地消纳电力,将分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车等能源整合成一个可控的聚合体,统一实施能源管理并参与电网运行,以实现资源的优化配置。虚拟电厂可作为一个特殊电厂参与电网运行和电力市场交易。进行更灵活高效的“削峰填谷”。
开源证券认为,虚拟电厂是满足新型电力系统需求侧互动响应能力提升的重要工具。虚拟电厂是满足新型电力系统需求侧互动响应,能力提升重要工具,其提供的新能源电力与传统能源和储能装置集成的模式,能对大电网呈现出稳定的电力输出特性,成为安全高效利用新能源电力有效抓手。
光伏发电出力与用电负荷存在错配/图片来源:国盛证券
虚拟电厂是一种区域性电能集中管理运作模式
国盛证券提出,虚拟发电厂可看作是一种区域性电能集中管理模式,为配电网和输电网提供管理和辅助服务。通过分布式新能源发电单位整合,同时带有储能、制定发电计划、传输电力等功能,既可作为"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。能够有效实现新能源电力的高效传输和消纳,有望解决新能源电力供给不稳定的问题。
虚拟电厂运作模式/图片来源:国盛证券
相较于传统电力能源生态,虚拟电厂下的生态系统出现明显变化,发电、输电、配电、用电界限相互交叉,同时兼具生产者与消费者的角色,根据需求可以改变角色身份特征,运行方式特征表现为“源荷互动”。虚拟电厂系统和服务平台将发、输、配、用电综合聚合一起,内部的每一部分都是一个小能源系统,属于智能电网的拓展。
传统电力与虚拟电厂能源生态系统对比/图片来源:国盛证券
虚拟电厂是解决电网负荷的最具经济性选项之一
开源证券认为,技术日渐成熟促使虚拟电厂成本不断下降。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。虚拟电厂显示出较强的经济性,有望成为新型电力系统建设的重要方向。
不同方案满足5%峰值负荷的投资金额对比/图片来源:国盛证券
东吴证券认为,自2020年我国“碳中和”发展目标提出以来,2021年以来发电侧的风电、光伏发电迎来了高速发展,进入2022年,储能变得愈发重要。不管是发电侧的电化学储能、火电的灵活性改造,还是电网侧的抽水蓄能,用电侧的需求侧响应,到虚拟电厂,都是在解决新能源上网对电网造成的巨大负荷,为电网调峰调频的有效途径,虚拟电厂是储能的重要补充。
东吴证券认为,虚拟电厂能削峰填谷、减轻日益增加的电网负荷。
电网侧:为电网提供削峰填谷、减轻电网负荷。碳中和的大背景下,随着风电和光伏的大量接入、电力电子装备增加、对电力系统的平衡调节造成了巨大压力,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,有助于平抑电网峰谷差,提升电网安全保障水平。
用户侧:降低用户侧用能成本。从江苏等地试点看,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。如江苏南京试点项目平均提升用户能效20%;无锡试点项目提高园区整体综合能源利用率约3个百分点,降低用能成本2%,年收益约300万元。
发电侧:促进新能源消纳。部分时段部分地区的弃风弃光现象仍比较严重,发展虚拟电厂,将大大提升系统调节能力,降低“三弃”电量。
虚拟电厂产业链由上游基础资源、中游系统平台、下游电力需求方构成
国盛证券梳理虚拟电厂产业链显示,虚拟电厂产业链由上游基础资源、中游系统平台、下游电力需求方构成。
上游基础资源:主要包括可调负荷、分布式电源和储能设备。
1)可调负荷的重点领域主要包括工业、建筑和居民等。根据36氪研究院,不同应用场景负荷可调潜力差异较大,商业和公共建筑可调负荷主要是空调、照明、动力,约占楼宇负荷的25%。居民可调负荷