2023年中國虛擬電廠發展必要性分析 電源側新能源電力消納及負荷側削峰填谷需求提升【組圖】

虛擬電廠行業主要上市公司：國電南瑞(600406.SH);特銳德(300001.SZ);國網信通(600131.SH);東方電子(000682.SZ);朗新科技(300682.SZ);科陸電子(002121.SZ);南網科技(688248.SH);恒實科技(300513.SZ);科遠智慧(002380.SZ);國能日新(301162.SZ)等

新型電力系統背景下虛擬電廠發展具有必要性

“雙碳”政策下的新型電力系統以新能源為主體，新能源的隨機、間歇、波動等特性對電網安全產生威脅。在新的發電、輸電、配電、用電新勢態下，虛擬電廠應運而生。《新型電力系統發展藍皮書》基于我國資源稟賦和區域特點，以2030年、2045年、2060年為新型電力系統構建戰略目標的重要時間節點，制定新型電力系統“三步走”發展路徑，即加速轉型期(當前至2030年)、總體形成期(2030年至2045年)、鞏固完善期(2045年至2060年)，有計劃、分步驟推進新型電力系統建設的“進度條”。

隨著新型電力系統構建全面進入落實階段，虛擬電廠在電源側、電網側、用戶側、產業鏈等各層面存在發展的必要性。靈活資源虛擬電廠作為一種新興市場主體，可有效促進喚醒海量資源、源網荷儲全交互、電網安全效率雙提升，同時也加速電力系統互動模式的轉變。

——電源側新能源電力波動大，威脅電網安全

從本質來看，新能源電力具有強不確定性和低保障性，超出社會與能源系統協同發展節奏將會對能源安全帶來挑戰，推高能源成本。大范圍的新能源出力貢獻波動，疊加其出力“極熱無風、晚峰無光”特性，將導致極端天氣下新能源出力的負相關性特征更為明顯，其長時間低出力將帶來保供應挑戰。而在新能源高出力時段，系統消納、安全和儲能等技術亟待實現高速發展。

2017-2022年，全國新增分布式光伏裝機容量由424萬千瓦增至5111.4萬千瓦，分散式風電新增裝機容量也呈爆發之勢，且未來仍將保持快速增長。新能源廣泛接入加速虛擬電廠發展，消納需求將進一步推動虛擬電廠項目落地。

——用戶側三產和居民用電負荷快速增長

近年來，第三產業和居民生活用電的占比不斷提升，多元、互動、靈活的用能設備大量接入，終端無序用電增長將會增加系統凈負荷峰谷差，功率波動問題更加突出。尖峰負荷增速高于用電量增速，頂峰裝機不及預期，頂峰容量裕度逐漸萎縮的情況下，電力系統缺電問題頻發。

用電負荷特性持續惡化，電網負荷尖峰短而高，如果單純依靠增加電源來滿足100%的負荷需求要付出極大的代價。研究表明，電力規劃不應以100%最大負荷為負荷平衡條件，95%更為經濟、科學，剩余的5%則可以由需求響應、儲能和新型可調度新能源(風電+儲能、光伏+儲能、光熱、可再生能源集成虛擬電廠)等資源來滿足，其中虛擬電廠的投資成本僅為煤電機組的1/10，經濟價值凸顯。

——負荷側充電樁等新型負荷復雜度提升

充電樁保有量隨新能源汽車快速提升，截至2023年8月，我國公共充電柱保有量為227.16萬臺。2023年上半年，新能源汽車銷量同比上升44.13%，保持快速增長，可以預見未來隨新能源汽車銷量繼續快速提升充電樁保有量將持續增加。

充電樁的大量增加將對配電網產生沖擊，相比于常規交流充電樁，快充直流樁由于功率更大充電時間更短，產生沖擊更大。充電樁加劇居民生活用電負荷峰值提升，充電樁用電高峰同樣是居民原有用電高峰，會導致原有負荷峰值繼續提升，產生時間短、量級高的尖峰負荷;此外，按尖峰負荷配置變壓器容量，導致其余時間資源閑置;同時，充電負荷波動將帶來網絡損耗等。

因此，充電樁的發展導致了削峰填谷需求的增加，但同時充電樁和新能源汽車本身是良好的可調節負荷，如能通過虛擬電廠進行聚合和優化，是降低充電成本和降低電網投資的雙贏之選。

綜上，新型電力系統背景下，虛擬電廠的發展具有必要性。電源側分布式光伏和分散式風電的廣泛接入將加速虛擬電廠發展，虛擬電廠的新能源電力消納需求提升;用戶側第三產業和居民生活用電的占比不斷提升，加劇用電負荷波動，亟需虛擬電廠等滿足需求側響應能力提升需求;負荷側充電樁的大量增加將提升用電負荷復雜度，增加虛擬電廠的削峰填谷需求。

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