9. 山东虚拟电厂商业模式介绍

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山东虚拟电厂商业模式介绍 国网山东综合能源服务有限公司 2024年7月 1 01 02 目 录 山东虚拟电厂运营模式 虚拟电厂发展背景 2 建设成效 示范宣传 虚拟电厂发展背景 1 3 1.虚拟电厂发展背景 4 Ø 山东新能源发展速度快，亟需提升消纳能力 截至2024年3月底，山东电网共有风电场264座，装机总容量为2600.46万千瓦。集中式风电场容总容量为2599.46万千瓦；分散式风电场容量 1.00万千瓦。光伏装机容量5932.57万千瓦。其中集中式光伏电站322座，装机容量1607.84万千瓦，分布式光伏4324.73万千瓦，新能源发电出力 不稳定，且与用电高峰存在错位，影响新能源消纳能力。 Ø 电力用户主体数量持续增长 截至2024年3月底，山东省注册生效经营主体33347家，含电力用户31617家，入市电力用户数量同比增长11.35%。然而因受限专业性，中 小型电力用户无法独立完成市场化的电力交易，无法发挥其可调节能力。 2022年 1222.01 3328.9 4550.91 2023年 1607.84 4324.73 5932.57 增长率 31.57% 29.91% 30.36% 集中式 分散式 装机总容量 29.00% 29.50% 30.00% 30.50% 31.00% 31.50% 32.00% 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 单位：万千瓦 2022年 786 847 28394 2023年 850 852 31617 增长率 8.14% 0.59% 11.35% 发电企业 售电公司 电力用户 0.00% 2.00% 4.00% 6.00% 8.00% 10.00% 12.00% 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 单位：家 2024年3月山东省光伏装机情况 2024年3月山东省经营主体注册情况 （一）发展背景 1.虚拟电厂发展背景 5 新能源发电消纳 诉求 分布式发电业主 诉求 中小型用能户诉 求 新能源大量接入，但发电量峰谷与用电量峰谷易形成错位， 弃电与缺电交替出现，供需实时平衡困难叠加 分布式发电由于单体容量小发电不稳定，在电力市场价值 无法得到释放，经济效益无法保障 中小型的用电户，无法有效参与电力市场，可控负荷在电 力平衡以及辅助服务市场机制无法释放，用能成本高 光伏、风电、储能等分布式能源功能技术日趋成熟，成本 优势日益突出 物联网技术、大数据及云计算技术的发展，使得大量分布 式电源及可控负荷的监测和集中控制在技术上成为可能 分布式发电技术 发展 物联网和互联网 技术发展 虚拟电厂 虚拟电厂是指利用数字化、智 能化等先进技术，将需求侧一定区 域内的可调节负荷、分布式电源、 储能等资源进行聚合、协调、优化， 结合相应的电力市场机制，构成具 备响应电网运行调节能力的系统。 （一）发展背景 1.虚拟电厂发展背景 （二）政策支撑 6 1.虚拟电厂发展背景 u 虚拟电厂参与现货市场 ü 2024年4月，国家能源局山东监管办公室、山东省发 改委、山东省能源局联合下发《山东电力市场规则 （试行）》（鲁监能市场规〔2024〕24号），明确虚 拟电厂等新型市场主体可作为独立市场主体参与市场 交易。 ü 虚拟电厂运营商可通过聚合分布式光伏、分散式风电、 储能、电动汽车（充电桩）、蓄冷蓄热空调、电热水 器、高载能工业负荷、居民农业侧可调节负荷等可调 节资源聚合为一个整体，实现资源的聚合、协调、优 化，独立参与市场交易。 （三）山东虚拟电厂市场政策支撑 7 1.虚拟电厂发展背景 u 虚拟电厂参与需求响应 ü 2022年6月，山东省发改委、能源局印发《2022年全 省迎峰度夏有序用电方案》《2022年全省迎峰度夏有 序用电用户轮停方案》《2022年全省电力可中断负荷 需求响应工作方案》（鲁发改能源[2022]481号）。 ü 2023年6月，山东省发改委、能源局印发《2023年全 省电力市场化需求响应工作方案和2023年全省迎峰度 夏电力负荷管理方案》（鲁发改运行[2023]419号）， 其中明确，需求响应参与主体包括电力用户、负荷聚合 商、虚拟电厂运营商、储能运营商。 （三）山东虚拟电厂市场政策支撑 8 1.虚拟电厂发展背景 u 虚拟电厂参与辅助服务 ü 2023年7月，国家能源局山东监管办公室印发《山东省电力并网运 用实施细则》、《山东省电力辅助服务管理实施细则》的通知（鲁 监能市场〔2023〕53号），通知提出辅助服务是指为维护电力系 统安全稳定运行，保证电能质量，促进新能源消纳，由火电、核电、 风电、光伏发电、抽水蓄能等发电侧并网主体，电化学、压缩空气、 飞轮等新型储能，传统高载能工业负荷、工商业可中断负荷、电动 汽车充电网络等能够响应电力调度指令的可调节负荷（含通过聚合 商、虚拟电厂等形式聚合）提供的服务。 ü 2024年4月，国家能源局山东监管办公室、山东省发改委、山东省 能源局联合下发《山东电力市场规则（试行）》（鲁监能市场规 〔2024〕24号）提出，虚拟电厂等新型经营主体按自愿原则参与 调频辅助服务市场。 （三）山东虚拟电厂市场政策支撑 9 1.虚拟电厂发展背景 （四）试验示范方案支持 u 虚拟电厂申请试验示范项目 ü 2024年5月，山东省发展和改革委、山东省能源局、国家能源局山 东监管办公室联合印发《关于开展虚拟电厂试验示范的通知》，鼓励 虚拟电厂根据自身特性自主参与电力市场，虚拟电厂聚合的发电主体， 按照山东电力市场规则获得容量补偿。可再生能源发电企业可购买虚 拟电厂调节能力，作为可再生能源发电企业配建调峰能力(暂按其调 节能力的20%折算)，同等条件下优先安排并网。调节能力取分时电 价尖峰时段下调(削峰)能力和深谷(夏季取谷段)时段上调(填谷)能力的 最大值。 假设某虚拟电厂参与试验示范，虚拟电厂尖峰时段下调（削峰）能 力为15MW，谷时段上调（填谷）能力为10MW，则虚拟电厂可租赁调 节能力为15MW*20%=3MW。 10 山东虚拟电厂运营模式 2 11 2.山东虚拟电厂运营模式 （一）市场准入 《山东电力市场规则(试行)》明确，虚拟电厂是指实现分布式发电、储能设备和可控负荷的聚合、优化和控制的组织或系统。 虚拟电厂运营商是指开展虚拟电厂资源聚合业务，并参与电力系统运行或电力市场的主体。虚拟电厂运营商可通过聚合分布 式光伏、分散式风电、储能、电动汽车（充电桩）、蓄冷蓄热空调、电热水器、高载能工业负荷、居民农业侧可调节负荷等可调 节资源聚合为一个整体，实现资源的聚合、协调、优化，独立参与市场交易。 ü 随着新型电力系统建设的持续推进，虚拟电厂（负荷聚合商） 按照要求签订相关协议，接入新型电力负荷管理系统、电力 调度自动化系统，纳入常态化管理。 ü 具备对应的负荷调节或控制能力，建设自有监控平台，具备 负荷预测、发用电计划管理、负荷管理策略执行等功能，并 通过相关能力测试，能够按要求上传量测数据。 ü 虚拟电厂机组可调节能力暂定为不低于 5 兆瓦、连续调节时 间不低于 1 小时。 12 2.山东虚拟电厂运营模式 虚拟电厂机组按照聚合资源类型分为发电储能类机组（#1 机）、负荷类机组 （#2 机）。负荷类机组（#2 机）聚合直接参与市场交易的用户，参与电能量交易 时，其签约的售电公司和虚拟电厂运营商应属于同一法人。负荷类资源根据聚合方 式、聚合资源能力等分为全电量负荷类机组（#2F 机）、调节量负荷类机组（#2R 机）。 （二）类型划分 根据虚拟电厂机组聚合资源调节能力、信息交互情 况分为直控型、短时响应型与长时响应型，应满足参与相 应市场的技术条件。 （一）直控型机组指具备与调度系统实时信息交互 功能（信息交互时间为秒级），可跟踪实时市场计划曲线 并实时响应调度指令，调节时间为秒级的虚拟电厂机组。 （二）短时响应型机组指具备与调度系统和新型电 力负荷管理系统信息交互功能，可 6 小时及以内接收并响 应调度指令的虚拟电厂机组。 （三）长时响应型机组指具备与调度系统和新型电 力负荷管理系统信息交互功能，具备 6 小时以上、16 小 时及以内接受并响应调度指令的能力。 分类2 分 类 1 13 2.山东虚拟电厂运营模式 现阶段，虚拟电厂运营商参与电能量或辅助服务市场，应满足国 家售电公司注册相关要求，并在山东电力交易平台进行注册。参与需 求响应，需在智慧能源服务平台进行注册。 Ø 参与现货市场 虚拟电厂以机组为单位参与现货市场，可选择以报量报价或报量 不报价的方式参与。 Ø 辅助服务市场 参与调频辅助服务时，虚拟电厂申报调频容量限制为可调节容量 的fe%。 Ø 需求响应 参与需求响应时，虚拟电厂总调节能力不低于5兆瓦，单日持续 响应时间不低于2小时，可在接收电网通知后4小时内快速响应。 （三）参与市场类型 14 2.山东虚拟电厂运营模式 Ø 虚拟电厂机组每月 15 日前在交易中心平台上选择次月机组参与市场方式。虚拟电厂机组可选择以报量报价或报量不报价的方 式参与日前市场。 Ø 虚拟电厂机组根据参与现货市场方式，于竞价日 12:00前在电力交易平台上申报运行日信息。未申报的机组默认不参与运行日 现货市场。 （四）现货市场申报 15 2.山东虚拟电厂运营模式 u 报量不报价机组 将机组申报运行日曲线作为出清边界，不优化。其中#2R机调节时段和调节量通过申报运行日曲线和基线相减得出。 u 报量报价机组 • 发电储能类机组报价范围应覆盖最大用电负荷到最大发电出力的区间，在该区间内单调非递减。 • 负荷类机组报价范围应覆盖最大用电负荷到最小用电负荷的区间，在该区间内单调非递减。同时，申报运行日参 与调节时段。 • #2F机组报价按照用电负荷进行申报，报价覆盖用电负荷上下限； • #2R机组报价按照调节量进行申报，报价覆盖调节量上下限，小于0的部分为下调部分。 （四）现货市场申报 发电储能类机组报价曲线示意图 #2F机组报价曲线示意图 #2R机组报价曲线示意图 16 2.山东虚拟电厂运营模式 u #2R机市场出清 • 以报量不报价方式参与市场的#2R机，出清逻辑为：日前申报运行日计划曲线和基线，相减即可得出调节量。 • 以报量报价方式参与市场的#2R机，出清逻辑为：根据报价和调节时段在调节能力上下限内进行优化，得到参与调节时段内的调节量曲线，叠加 基线后方为日前用电负荷曲线。 （五）现货市场出清 Ø 以“报量不报价”方式参与出清 ü 虚拟电厂按照申报信息参与日前市场出清。以报量不报价方式参与现货市场的虚拟电厂机组，日前申报96点发用电曲线，在满足系统安全前提 下，参与现货市场相出清，并接受市场价格。实时市场执行日前市场出清计划。 Ø 以“报量报价”方式参与出清 ü 以报量报价方式参与市场的虚拟电厂机组，可自愿选择是否参与实时市场。 ü 不参与实时市场的虚拟电厂机组，按照机组申报量价信息，在满足电网安全运行的情况下，参与日前市场出清，实时市场执行日前市场出清计 划。 ü 参与实时市场的虚拟电厂机组，应具备与调度系统实时信息交互功能，跟踪实时市场计划曲线。报量报价参与实时市场的虚拟电厂机组出清机 制与日前市场一致。 Ø 电力调度机构可以按需调用接受市场价格的直控型和短时响应型虚拟电厂机组，对其日前发电计划进行修改。 17 2.山东虚拟电厂运营模式 虚拟电厂运营商调节电量收益为各机组调节电量电费之和。 Ø 发电储能类机组（#1 机） ü 调节电量电费分别按照发电侧主体、用户侧主体电能量电费计算方法执行。 ü 容量补偿费用依据虚拟电厂可用容量结算。日市场化可用容量=运行日负荷高峰时段的机组实际平均上网电力（小于 0，按 0 计）。 Ø 全电量负荷类机组（#2F 机） ü 调节电量电费分别按照用户侧主体电能量电费计算方法执行。 Ø 调节量负荷类机组（#2R 机） ü 调节量电费按照调节电量和电价差值（当月中长期合约电价与实时市场统一结算电价的差值）的乘积结算。 （五）市场结算 虚拟电厂#2R机组可以通过调节电量*价差（中长期-实时） 的形式，获取调节量收益。 案例：该时刻中长期与实时的价差约为0.5元/千瓦时， 用户少用电200千瓦时，虚拟电厂利用价差收益约为100元。 18 2.山东虚拟电厂运营模式 根据虚拟电厂机组及被聚合资源实际调节情况，按照以下原则对虚拟电厂执行效果进行评估考核。 ü 虚拟电厂机组实际调节量小于中标调节量的 50%时，计为调节未达标一次。一个自然月内未达标超过 3 次的，该机组停 牌 1 个月，一年内停牌超过 3 次，取消该机组交易资格。 ü 虚拟电厂负荷类机组参与电网调节时，其某个聚合资源连续 3 次均无实际调节电量，则将该聚合资源移出被聚合序列，更 新虚拟电厂机组调节能力等有关信息，次月起按更新后信息参与交易。 （六）效果评估 19 2024年7月 国网山东综合能源服务有限公司 谢谢！ THANK YOU! 20