隨著物聯網、大數據、云計算、人工智能等技術的不斷發展,虛擬電廠的技術基礎得到了極大的加強。這些先進技術的應用使得虛擬電廠能夠更好地實現對分布式能源資源的監控、預測和調度,提高了能源管理的智能化水平。同時,儲能技術的不斷提高也將有助于提高虛擬電廠的響應速度和效率。
近日,國內首個全綠電供應虛擬電廠項目在浙江寧波東方電纜園區正式投入運行。項目實現工業園區可溯源全綠電供應,通過光伏、儲能、充電樁、工業負荷協同運行,可實現多種電源參考實時經濟性智能切換。該項目是國內首個可溯源綠電供應虛擬電廠項目,通過整合光伏、儲能等靈活性資源,可解決園區80%日常用電需求,剩余20%電量缺口通過購買中廣核浙江涂茨海上風電場綠電補充。
虛擬電廠是一種通過先進信息通信技術和軟件系統,實現DG、儲能系統、可控負荷、電動汽車等DER的聚合和協調優化,以作為一個特殊電廠參與電力市場和電網運行的電源協調管理系統。虛擬電廠概念的核心可以總結為“通信”和“聚合”。虛擬電廠的關鍵技術主要包括協調控制技術、智能計量技術以及信息通信技術。虛擬電廠最具吸引力的功能在于能夠聚合DER參與電力市場和輔助服務市場運行,為配電網和輸電網提供管理和輔助服務。“虛擬電廠”的解決思路在我國有著非常大的市場潛力,對于面臨“電力緊張和能效偏低矛盾”的中國來說,無疑是一種好的選擇。
虛擬電廠產業鏈由上游基礎資源、中游系統平臺和下游電力需求方共同構成。上游基礎資源主要包括分布式電源(如分布式光伏、分布式風電等)、儲能系統、可控負荷(如數據中心負荷、工業園區生產及冷熱負荷等)以及電動汽車充電樁等分布式資源。中游系統平臺負責聚合上游的各種分布式資源,并進行優化管理和調度。下游電力需求方包括電網公司、售電公司以及大用戶等。
商業型虛擬電廠是從商業收益角度考慮的虛擬電廠,是DER投資組合的一種靈活表述。其基本功能是基于用戶需求、負荷預測和發電潛力預測,制定最優發電計劃,并參與市場競標。商業型虛擬電廠不考慮虛擬電廠對配電網的影響,并以與傳統發電廠相同的方式將DER加入電力市場。技術型虛擬電廠是從系統管理角度考慮的虛擬電廠,考慮DER聚合對本地網絡的實時影響,并代表投資組合的成本和運行特性。技術型虛擬電廠提供的服務和功能包括為DSO提供系統管理、為TSO提供系統平衡和輔助服務。
近年來,隨著全球能源結構轉型和電力市場改革的推進,虛擬電廠作為智能電網技術,通過聚合分布式資源優化電力供需,市場需求持續增長。在中國,虛擬電廠市場規模同樣呈現出快速增長的趨勢。預計到2025年,中國虛擬電廠市場規模將達到99.3億元,而到2030年則有望突破373.6億元。這一增長主要受到政策、技術和市場需求的共同驅動。此外,據一些預測,中國虛擬電廠市場的年均復合增速可能高達100%以上,顯示出極高的增長速度和廣闊的市場前景。
根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年中國虛擬電廠行業深度分析及發展前景預測報告》顯示:
目前,中國虛擬電廠行業仍處于發展初期,市場集中度相對較低。然而,隨著技術的不斷成熟和市場的逐步規范,預計未來市場集中度將逐漸提高。在市場競爭中,一些技術實力和市場份額領先的企業如國電南瑞、特銳德、國網信通、華為、恒實科技等已經占據了一定的優勢地位。
近年來,中國政府密集發布了一系列支持虛擬電廠發展的政策。例如,《電力現貨市場基本規則(試行)》提出推動分布式發電、負荷聚合商、儲能和虛擬電廠等新型經營主體參與交易。這些政策為虛擬電廠的發展提供了良好的外部環境和有力支持。
隨著能源消費結構的不斷調整和能源市場的逐步開放,對能源供應的可靠性和靈活性提出了更高的要求。虛擬電廠通過集成和優化調度分散的能源資源,能夠滿足不同用戶的多樣化需求,提高能源供應的可靠性和經濟性。因此,市場需求成為推動虛擬電廠發展的重要動力。新能源發電的間歇性和波動性對電網安全和穩定性帶來挑戰,而虛擬電廠具備規模化調節能力,能夠應對短時電力供需緊張和新能源消納困難問題。因此,新能源的大規模接入是推動虛擬電廠市場發展的重要驅動力之一。
盡管虛擬電廠行業發展前景廣闊,但仍面臨一些挑戰。例如,虛擬電廠的建設和運營需要較高的技術水平和專業知識,對人才的要求較高;同時,虛擬電廠涉及到多個利益相關方,需要協調各方利益并建立合理的市場機制。未來,隨著技術的進步和市場的成熟,虛擬電廠將在能源系統中發揮更加重要的作用。技術創新將引領虛擬電廠發展,實現更加智能化和自動化的能源管理。同時,政策支持、市場需求增長以及產業鏈完善等因素將共同推動虛擬電廠行業的快速發展。
綜上所述,虛擬電廠行業正處于快速發展階段,具有巨大的市場潛力和廣闊的發展前景。然而,也需要關注行業發展中面臨的挑戰和風險,加強技術研發和人才培養,完善市場機制和監管體系,為虛擬電廠的健康發展提供有力保障。
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