新能源知识库(129)虚拟电厂与光伏简述
摘要: 光伏在虚拟电厂(VPP)中作为零碳电量、价格锚和调峰筹码发挥关键作用。整合分布式光伏需解决“可观、可测、可调、可控”问题,并设计“光-储-荷-市”闭环商业路径。光伏提供低价电量、放大价格信号、与储能/负荷协同调峰,叠加绿电溢价收益。通过分级接入、四可改造、内部池交易和光储荷协同策略,实现光伏资源高效利用,参与现货套利、辅助服务及容量租赁,规避负价风险和政策突变。光伏是VPP规模化发展的核心
光伏在虚拟电厂(VPP)中扮演的角色可以概括为“零碳电量+价格锚+调峰筹码”。要把海量屋顶光伏真正整合进VPP,必须同时解决“可观、可测、可调、可控”四个技术-经济痛点,并设计一条“光-储-荷-市”闭环的商业路径。
下面分两部分说明。
一、角色定位:为什么VPP离不开光伏
1. 电量基石
- 2025年新增光伏中58%是分布式,全国<10kV侧潜在装机超过120GW,是VPP最大的单类资源。
- 光伏出力时段与午间现货低价/负价高度重叠,为VPP提供“低价充电”价格锚。
2. 价格信号放大器
- 高同时率导致同一时段集中并网,放大现货价格波动——价差越大,VPP“低价充电+高价放电”套利空间越大。
3. 调峰筹码
- 光伏本身不可调度,但通过与储能、可调负荷打包,可把“弃光”或“负价”时段的过剩电量转为储能电量或柔性负荷用能,实现系统级削峰填谷。
4. 绿色溢价载体
- 光伏电量可叠加绿电交易收益;VPP统一计量后,可批量出具绿证,提高度电附加收益2–4分/kWh。
二、整合要点:如何把光伏“吃得下、调得动、卖得掉”
1. 资源普查与分级接入
- 以县域配变为单元建立“光伏资源地图”,区分A/B/C三级:
A类(屋顶>500kW且具备四可)→直采直控;
B类(100–500kW)→加装Smart PCS+4G通信,改造成本<0.08元/W;
C类(<100kW)→采用“台区-集中-群控”模式,只采功率曲线,不做实时控。
2. 四可改造技术路线
- 通信:统一采用MQTT+5G/PLC双通道,保证99.9%在线率;
- 测量:0.5S级双向表+采集频率15min,满足现货15min结算;
- 控制:Smart PCS预留<30%功率远程限电接口,支持5s级指令;
- 预测:云端AI超短期预测误差<3%,为VPP报量报价提供边界。
3. 内部交易与收益分成
- 采用“虚拟电厂内部池”模式:光伏电量先按实时电价卖给VPP池,VPP再与储能、负荷统一对外报价;
- 分成系数:光伏业主70–75%,VPP运营商25–30%,优于直接入市价格接受者模式。
4. 光-储-荷协同运行策略
- 午间低价/负价时段:光伏→储能充电+柔性负荷(充电桩、热泵、冷水机组)同步增负荷,实现“就地填谷”;
- 傍晚高价时段:储能放电+负荷压减,光伏若仍出力则按上限并网,实现“对外削峰”;
- 极端天气:光伏预测下调20%时,自动触发储能预充电,保证VPP次日调峰能力不低于承诺值。
5. 市场入口
- 电量侧:全部电量进现货,实时市场“报量报价”;绿电部分同步挂牌,环境价值单独结算。
- 辅助服务:光伏+储能联合提供深度调峰、爬坡,山西/湖南补偿 0.30–0.45 元/kWh,年利用 300–350h。
- 容量侧:山东、冀北给予容量租赁 120–150 元/kW·年,光伏侧可分享 40–50 元/kW·年。
6. 风险与应对
- 负价风险:AI预测+储能“零价以下自动充电”策略,可把负价冲击降至 2 分/kWh 以内。
- 政策突变:与业主签订“双轨”合同——若未来强制配储≥20%,改造成本由 VPP 运营商承担,保障光伏业主 IRR 不下降。
- 网络安全:台区群控单元全部做三级等保+硬件加密,防止“单点故障”导致整组光伏离线。
三、一句话总结
光伏是 VPP 最庞大、最廉价、也是最难调度的“零碳底座”;
- 通过“分级四可改造+内部池交易+光储荷协同”,既能把海量屋顶电量“吃进来”,又能用储能/负荷把不可调资源“调出去”,
- 最终实现现货套利、辅助服务、绿电溢价三重收益,
是未来五年 VPP 规模化复制的主流路线。
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