虚拟电厂与需求响应的异同
文摘
2024-11-19 07:09
浙江
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一、概念引入与发展现状
虚拟电厂最早起源于 1997 年，Shimon Awerbuch 博士提出 “虚拟公共设施” 概念，后德国能源公司 RheinEnergie 首次提出 “虚拟电厂” 概念。目前我国虚拟电厂处于试点示范应用阶段，江苏、上海、河北、广东等地相继开展项目试点。如上海市于 2017 年建成黄浦区商业建筑虚拟电厂示范工程；冀北地区建设聚合了分布式光伏等的虚拟电厂，并参与华北辅助服务市场进行调峰。![]()
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需求响应最早起源于 20 世纪 70 年代的负荷管理，全球需求响应市场规模 2023 年达 365.0 亿元。在我国从最初的电话通知邀约发展到通过平台实现系统邀约和响应以及可调资源的直接控制。近年来，浙江、山东等受电省通过经济手段大力倡导企业和负荷聚合商参与需求响应，在迎峰度夏、度冬期间的电网平衡发挥了巨大的作用。二、核心差异剖析
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（一）是否产生逆向潮流
虚拟电厂的侧重点在于增加供给，会产生逆向潮流现象。而需求响应侧重点强调削减负荷，不会发生逆向潮流现象。这是虚拟电厂和需求响应两者最主要区别之一。例如，虚拟电厂通过聚合多种资源，实现自主协调优化控制，参与电力系统运行和电力市场交易，在这个过程中可能会产生逆向潮流。而需求响应主要是通过引导用户改变用电行为，减少或增加用电，以促进电力供需平衡，不会产生逆向潮流。（二）资源聚合范围不同
虚拟电厂可以将不同空间的可调负荷、储能、微电网、电动汽车、分布式电源等一种或多种可控资源聚合起来，形成一个协调一致的虚拟集合体。而需求响应主要侧重于聚合可调负荷，资源聚合范围相对较窄。（三）调节方式与手段差异
虚拟电厂接入了更多元的用户，如储能、分布式电源等，在用户参与调节时，不仅负荷侧用户可以调节自身用电增减，还可以召集储能侧、分布式电用户调节电能输出，有更丰富的调节方式和手段。例如，在电力供应紧张时，虚拟电厂可聚合分布式电源为系统供电调峰，也可在用电低谷时加大负荷消纳配合系统填谷。而需求响应则更侧重于以价格信号或补贴激励的形式，引导负荷侧用户调节自身的用电负荷，主要目的是在削峰需求时削减负荷、填谷需求时拉升负荷。三、发展阶段对比
（一）虚拟电厂的发展阶段
从全球虚拟电厂的发展历程来看，虚拟电厂经历三个发展阶段：邀约型、市场型和跨空间自主调度型阶段。目前国内虚拟电厂行业处于邀约型向市场型过渡的初级阶段，其中以江苏、上海、浙江等省市开展得比较多。同时，广东、山西等省份相继发布了虚拟电厂参与市场的相关规则，已经朝市场型方向发展。在邀约型阶段，主要由政府部门或调度机构牵头组织，发出邀约信号，并由负荷聚合商响应，获得容量 / 电量补贴。而在市场型阶段，电力市场建设较为完善，虚拟电厂聚合商以类似于实体电厂的模式，分别参与电能量交易、辅助服务和容量市场获得收益，也会同时存在邀约型模式，其邀约发出的主体是系统运行机构。（二）需求响应的发展阶段
需求响应早期主要是通过电话通知等方式进行邀约，随着技术的发展，逐渐发展到通过平台实现系统邀约和响应以及可调资源的直接控制。比如20年浙江就在网上国网开展过居民侧的需求响应。目前我国需求响应处于不断发展和完善的阶段，各地逐步探索创新需求响应实施内容，如山东尝试通过需求侧竞价的模式确定补偿价格，浙江明确 2020 年度电力需求响应补贴资金来源于跨区域省间富余可再生能源电力现货交易购电差价盈余部分等。同时，需求响应的补偿价格市场化程度有所上升，补贴资金来源途径获得突破，参与负荷和响应手段更多元，精准、数字化成为亮点。![]()
（三）两者发展阶段的联系
虚拟电厂和需求响应在发展过程中相互影响、相互促进。在虚拟电厂的邀约型阶段，需求响应作为虚拟电厂聚合资源的一种方式，共同完成邀约、响应和激励流程，实现削减峰荷等目标。随着电力市场的不断完善，虚拟电厂进入市场型阶段，需求响应也更加多元化和市场化，两者共同为电力系统的稳定运行和能源转型提供支持。在未来，随着虚拟电厂向跨空间自主调度型阶段发展，需求响应也将在更广泛的区域和更复杂的场景中发挥重要作用，进一步提升电力系统的灵活性和可靠性。四、未来趋势展望
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（一）虚拟电厂未来发展趋势
技术创新推动发展：虚拟电厂的核心技术包括能源管理系统、储能技术、协调控制技术等，这些技术在不断发展和进步。例如，电池储能技术的持续提高，将有助于提升虚拟电厂的响应速度和效率。数字化和自动化技术的应用，能使虚拟电厂的运营更加高效，从而降低建设和运营成本。据相关数据显示，到 2025 年，全球虚拟电厂装机累计规模预计达 58 - 60GW，中国虚拟电厂累计装机总容量将达 39GW，投资规模 300 亿元。市场需求增长：随着社会对清洁能源的需求不断增加，虚拟电厂将拥有更大的市场空间。政府对清洁能源的支持力度也在不断加大，为虚拟电厂的发展带来机遇。如欧洲一些国家提出的 “绿色能源” 计划，鼓励发展清洁能源，这将推动虚拟电厂的进一步发展。产业链不断完善：虚拟电厂产业链包括上游基础资源、中游虚拟电厂运营以及下游电力需求市场。未来，产业链各环节将不断发展和完善，上游基础资源建设将更加丰富多样，中游运营平台将更加智能化和高效化，下游电力需求市场将更加广阔。（二）需求响应未来发展趋势
数据驱动个性化服务：数据驱动的需求响应将成为未来几年的主要趋势之一。借助高端数据分析软件，需求响应市场领域的制造商能够提供个性化的服务。聚合商可以建立虚拟的能源使用模型，在分析客户过去的用电趋势后将其用作预测工具，确保较低的能源成本。补偿价格市场化：目前我国需求响应的补偿价格市场化程度有所上升，补贴资金来源途径获得突破。未来，需求响应的补偿价格将更加市场化，参与负荷和响应手段将更加多元化，精准、数字化将成为需求响应的亮点。与新型能源体系深度融合：随着新型电力系统的建设，需求响应将与分布式能源、储能等新型能源资源深度融合，共同为电力系统的稳定运行和能源转型提供支持。（三）虚拟电厂与需求响应的协同作用
共同提升电力系统灵活性：虚拟电厂和需求响应都能够在不同程度上提升电力系统的灵活性。虚拟电厂通过聚合多种资源，实现自主协调优化控制，参与电力系统运行和电力市场交易；需求响应则通过引导用户改变用电行为，减少或增加用电，以促进电力供需平衡。两者协同作用，能够更好地应对电力系统中的各种变化和挑战。助力能源转型：在实现碳达峰、碳中和的目标下，虚拟电厂和需求响应都将在能源转型中发挥重要作用。虚拟电厂能够提升能源服务，实现对分布式能源的响应分配、灵活潜力挖掘、多元负荷预测、实时协调控制，参与电力交易市场和需求响应；需求响应能够促进用户合理用电，提高能源利用效率，减少能源浪费。两者共同为绿色能源转型贡献力量。拓展市场空间：虚拟电厂和需求响应的协同发展，将拓展各自的市场空间。虚拟电厂可以为需求响应提供更多的资源支持和技术手段，需求响应可以为虚拟电厂提供更多的用户参与和市场需求。两者相互促进，共同推动能源市场的发展和完善。![]()
本文对虚拟电厂和需求响应的异同进行了分析，接下来将开展更多关于虚拟电厂和电力市场、新型电力系统相关的讨论，感谢关注。
