虚拟电厂的典型运营模式和关键技术

虚拟电厂概述

• 背景： 可再生能源占比提升，电力系统面临新能源消纳和电力保供难题。
• 定义： 虚拟电厂聚合需求侧可调资源，支撑系统安全稳定供电，实现能源转型。
• 政策支持： 国家出台多项政策支持虚拟电厂发展，包括源网荷储一体化、新型储能、碳达峰行动方案等。

虚拟电厂运营模式关键问题

• 对外参与能源市场：
  • 问题1： 如何计及外部市场环境与内部分布式资源多重不确定性因素，形成外部市场竞标策略。
  • 问题2： 如何在多能源市场环境下，形成虚拟电厂在多能源市场环境下的运营模式。
  • 问题3： 如何形成虚拟电厂电力辅助服务竞标策略，应对策略性行为对出清过程的影响。
• 对内形成内部市场：
  • 问题1： 虚拟电厂如何引导内部成员行为，实现自身运行目标。
  • 问题2： 虚拟电厂如何通过优选联盟成员，促使成员合作运行。
• 多虚拟电厂之间交易市场：
  • 问题1： 如何从单个虚拟电厂交易模型拓展至虚拟电厂集群交易模型。
  • 问题2： 如何构建多个虚拟电厂之间的非合作运行模式。
  • 问题3： 如何构建多个虚拟电厂之间的合作运行模式。
• 虚拟电厂与其他类型市场主体交易市场：
  • 问题1： 虚拟电厂与其他类型市场主体交易市场如何构建。
  • 问题2： 如何有效评估主体对联盟贡献度，完成利益分配。
• 虚拟电厂新形态增值服务：
  • 共享储能： 由专业运营商投资建设共享储能系统，为用户提供储能租赁服务，并通过功率交互实现灵活的储能服务。

区块链在虚拟电厂中的应用

• 契合度： 区块链技术去中心化、加密防篡改、智能合约等特性与虚拟电厂分布式能源结构、交易需求、业务流程高度契合。
• 效益： 提升运行生态化、行为认证公平化、业务智能合约化、信息透明化。
• 关键技术： 虚拟电厂区块链可信交易技术，通过主链交易、侧链记录的方式，实现市场环境下多类型灵活资源主体的分布式自主交易与安全灵活互动。

国内外工程和商业模式

• 国内工程： 江苏虚拟电厂、冀北虚拟电厂、浙江丽水虚拟电厂、上海虚拟电厂等。
• 国外工程： 德国NextKraftwerke、特斯拉等。
• 商业模式： 国内外虚拟电厂主要采用折扣电价、利润分成、附加服务等形式吸引用户，并通过提供灵活性服务、电价套利、降低调峰成本等方式获利。
• 未来趋势：
  • 以需求响应、辅助服务等电力系统调节性服务为核心拓展交易、节能提效业务。
  • 平台模式成为虚拟电厂规模化发展的关键，形成“物联网平台+供需对接平台”新型平台模式。
  • 平台模式发展重点为覆盖交易服务、专业服务的“两级平台、两大生态”。

团队及相关研究介绍

• 团队负责人： 艾芊教授，主要研究方向为虚拟电厂、能源互联网、电力系统优化调度等。
• 团队成员： 贺兴副研究员、高扬助理教授、李嘉媚助理研究员等，研究方向涵盖电力大数据分析、微电网运行优化与控制、人工智能技术在能源互联网中的应用等。

结语

• 虚拟电厂运营模式的研究主要包括对外参与能源市场、对内形成内部市场、多虚拟电厂或与其他市场主体之间的交易。
• 新型电力系统中电力交易将主导调度体系，虚拟电厂多层级市场交易将成为未来研究的重点。