电子发烧友网报道(文/黄山明)在全球能源转型的浪潮中,虚拟电厂(Virtual Power Plant, VPP)正成为重塑电力系统的关键力量。尤其在欧洲,面对可再生能源的大规模渗透、电力需求的激增以及能源安全的迫切需求,VPP通过聚合分布式能源资源,构建了灵活高效的能源协同网络,为电网稳定性、经济优化和脱碳进程提供了全新解决方案。
VPP成为能源危机下欧洲的新生态引擎
2021年,俄乌冲突把欧洲对俄罗斯廉价天然气的长期依赖一次性击碎,气价、电价、通胀一路飞涨,欧洲开始面临着巨大的能源危机。为此,欧盟各国开始加速推进电力系统转型,可再生能源占比突破40%,电动汽车渗透率超30%,电力需求年均增长5.8%。
而这场变革的核心载体,正是VPP,它并非实体电站,而是通过智能算法将分散的屋顶光伏、储能电池、电动汽车充电桩、工业可调负荷等资源编织成一张智能电网,在平衡与效率之间寻找最优解。
2023年欧盟启动了电力市场设计改革,引入调峰产品以抑制价格飙升期间的需求,将批发市场投标规模降至100千瓦以下,使小型需求侧资源得以参与市场竞争。
同时,要求配电系统运营商将灵活性服务纳入电价设计,通过经济激励推动需求响应和储能技术的应用。成员国需每两年评估灵活性需求,并设定非化石能源灵活性目标,为VPP的规模化发展提供了清晰指引。
以英国为例,2024年推出的P415法规设立“虚拟交易方(VTP)”角色,允许独立聚合商突破此前仅能参与平衡机制(BM)的限制,直接进入批发电力市场。通过“偏差量”机制(即30分钟周期内实际与预期能耗的差额),VTP可将客户侧的“表后灵活性”(BTM)直接货币化。预计2025年BTM灵活性市场规模将达5.8亿欧元,2035年将突破25亿欧元。
从市场来看,Octopus Energy凭借其Kraken平台成为全球VPP领域的领军者。Kraken作为端到端的公用事业数字化操作系统,整合了客户信息系统、计费、CRM和计量数据管理功能,支持动态电价产品的快速迭代。
其旗下的KrakenFlex平台通过AI技术优化16万辆电动汽车、热泵和家庭光伏系统的协同运行,在2023-24年冬季的Saving Sessions需求响应项目中,150万用户累计转移2GWh电量,获得510万英镑奖励。
OVO Energy旗下的Kaluza平台则以微服务架构和实时数据引擎为核心竞争力。采用Apache Kafka实现高吞吐量数据流处理,支持分钟级精度的计费和调度优化。其Charge Anytime套餐将电动汽车充电与家庭用电分开计费,并通过AI驱动的客服工具将首次联系解决率提升40%,平均处理时间减少30%。
在商业模式上,欧洲 VPP已形成多元收入流体系。在客户侧,通过需求电费管理(削峰填谷)、动态电价套利、太阳能自发自用和备用电源等服务创造直接价值;在电网侧,聚合后的资源可参与批发市场套利、提供频率调节(aFRR/mFRR)、运营储备等辅助服务,还能通过容量市场和延迟电网投资获得收益。据Gridcog的分析显示,参与P415法规的储能项目收益可实现翻倍,最高达到3倍。
标准确立让VPP高效运行
VPP 的规模化发展离不开标准化技术协议的支撑,当前欧洲在需求响应、设备互联和安全合规领域形成了一系列关键技术规范,为分布式资源的无缝协同和市场参与提供了技术保障。
包括推出OpenADR 3.0协议取代旧版2.0b,采用RESTful API架构,将XML替换为轻量级JSON格式,开发效率提升50%。其创新性在于引入动态运行包络(DOE)机制,可实时推送配电网容量限制。
例如德国Aachen配电网通过DOE信号动态调整储能充放电功率,拥堵成本降低30%。与此同时,OCPP 2.0.1协议彻底重构电动汽车充电生态,支持ISO 15118即插即充功能,充电桩响应延迟从分钟级压缩至300毫秒,并强制TLS 1.2加密保障安全。
EEBUS协议和SG-ready认证则构成了家庭能源管理的关键技术体系。EEBUS基于SHIP(智能家居IP)传输层和SPINE(智能场所互操作消息交换)数据模型,实现热泵、光伏逆变器、EV充电器等设备的即插即用和自动协同。德国的《能源产业法》第14a条明确将EEBUS作为合规通信标准,要求2024年起新安装的可控设备必须支持该协议。
而在数据安全方面,欧盟要求SaaS平台需符合GDPR要求,实现隐私保护设计和数据泄露72小时内响应。设备层面,IEC 62443标准确保工业自动化控制系统的安全性,以满足欧盟《网络弹性法案》(CRA)的强制要求,该法案将于2027年全面生效,对电网接入设备提出严格的安全合规要求。
当前欧洲VPP市场将呈现三大发展趋势。一是技术融合加速,AI与数字孪生技术的深度应用将提升预测精度和调度效率,5G和边缘计算技术将增强实时响应能力;二是商业模式创新,灵活性即服务(FaaS)将成为主流形态,聚合商通过API向第三方开放VPP能力,形成多元合作生态;三是跨域协同深化,VPP将与交通、建筑等领域深度融合,例如通过V2G技术实现电动汽车与电网的双向互动,成为电网的移动储能资源。
未来三年将迎来关键窗口期。2025年欧盟1711号法规强制推行动态电价,德国智能电表渗透率将从不足3%跃升至65%。虚拟电厂将经历两轮进化,第一阶段(2025-2027)完成负荷聚合商向电网平衡服务商转型,第二阶段(2028-2030)进阶为能源生态系统运营商。Allye Energy的储能AWS战略已初现端倪——通过模块化储能单元构建分布式网络,用户可像调用云服务般获取调频容量。
小结
欧洲的实践表明,VPP不仅是整合分布式能源的技术手段,更是能源市场化改革的关键抓手。它通过激活需求侧灵活性,重构了电力系统的价值分配机制,使消费者从被动用户转变为积极的市场参与者。随着政策支持的持续加码、技术成本的不断下降以及商业模式的日益成熟,VPP必将在全球能源转型中扮演更加核心的角色,为构建清洁、灵活、安全的现代电力系统提供强大动力。
VPP成为能源危机下欧洲的新生态引擎
2021年,俄乌冲突把欧洲对俄罗斯廉价天然气的长期依赖一次性击碎,气价、电价、通胀一路飞涨,欧洲开始面临着巨大的能源危机。为此,欧盟各国开始加速推进电力系统转型,可再生能源占比突破40%,电动汽车渗透率超30%,电力需求年均增长5.8%。
而这场变革的核心载体,正是VPP,它并非实体电站,而是通过智能算法将分散的屋顶光伏、储能电池、电动汽车充电桩、工业可调负荷等资源编织成一张智能电网,在平衡与效率之间寻找最优解。
2023年欧盟启动了电力市场设计改革,引入调峰产品以抑制价格飙升期间的需求,将批发市场投标规模降至100千瓦以下,使小型需求侧资源得以参与市场竞争。
同时,要求配电系统运营商将灵活性服务纳入电价设计,通过经济激励推动需求响应和储能技术的应用。成员国需每两年评估灵活性需求,并设定非化石能源灵活性目标,为VPP的规模化发展提供了清晰指引。
以英国为例,2024年推出的P415法规设立“虚拟交易方(VTP)”角色,允许独立聚合商突破此前仅能参与平衡机制(BM)的限制,直接进入批发电力市场。通过“偏差量”机制(即30分钟周期内实际与预期能耗的差额),VTP可将客户侧的“表后灵活性”(BTM)直接货币化。预计2025年BTM灵活性市场规模将达5.8亿欧元,2035年将突破25亿欧元。
从市场来看,Octopus Energy凭借其Kraken平台成为全球VPP领域的领军者。Kraken作为端到端的公用事业数字化操作系统,整合了客户信息系统、计费、CRM和计量数据管理功能,支持动态电价产品的快速迭代。
其旗下的KrakenFlex平台通过AI技术优化16万辆电动汽车、热泵和家庭光伏系统的协同运行,在2023-24年冬季的Saving Sessions需求响应项目中,150万用户累计转移2GWh电量,获得510万英镑奖励。
OVO Energy旗下的Kaluza平台则以微服务架构和实时数据引擎为核心竞争力。采用Apache Kafka实现高吞吐量数据流处理,支持分钟级精度的计费和调度优化。其Charge Anytime套餐将电动汽车充电与家庭用电分开计费,并通过AI驱动的客服工具将首次联系解决率提升40%,平均处理时间减少30%。
在商业模式上,欧洲 VPP已形成多元收入流体系。在客户侧,通过需求电费管理(削峰填谷)、动态电价套利、太阳能自发自用和备用电源等服务创造直接价值;在电网侧,聚合后的资源可参与批发市场套利、提供频率调节(aFRR/mFRR)、运营储备等辅助服务,还能通过容量市场和延迟电网投资获得收益。据Gridcog的分析显示,参与P415法规的储能项目收益可实现翻倍,最高达到3倍。
标准确立让VPP高效运行
VPP 的规模化发展离不开标准化技术协议的支撑,当前欧洲在需求响应、设备互联和安全合规领域形成了一系列关键技术规范,为分布式资源的无缝协同和市场参与提供了技术保障。
包括推出OpenADR 3.0协议取代旧版2.0b,采用RESTful API架构,将XML替换为轻量级JSON格式,开发效率提升50%。其创新性在于引入动态运行包络(DOE)机制,可实时推送配电网容量限制。
例如德国Aachen配电网通过DOE信号动态调整储能充放电功率,拥堵成本降低30%。与此同时,OCPP 2.0.1协议彻底重构电动汽车充电生态,支持ISO 15118即插即充功能,充电桩响应延迟从分钟级压缩至300毫秒,并强制TLS 1.2加密保障安全。
EEBUS协议和SG-ready认证则构成了家庭能源管理的关键技术体系。EEBUS基于SHIP(智能家居IP)传输层和SPINE(智能场所互操作消息交换)数据模型,实现热泵、光伏逆变器、EV充电器等设备的即插即用和自动协同。德国的《能源产业法》第14a条明确将EEBUS作为合规通信标准,要求2024年起新安装的可控设备必须支持该协议。
而在数据安全方面,欧盟要求SaaS平台需符合GDPR要求,实现隐私保护设计和数据泄露72小时内响应。设备层面,IEC 62443标准确保工业自动化控制系统的安全性,以满足欧盟《网络弹性法案》(CRA)的强制要求,该法案将于2027年全面生效,对电网接入设备提出严格的安全合规要求。
当前欧洲VPP市场将呈现三大发展趋势。一是技术融合加速,AI与数字孪生技术的深度应用将提升预测精度和调度效率,5G和边缘计算技术将增强实时响应能力;二是商业模式创新,灵活性即服务(FaaS)将成为主流形态,聚合商通过API向第三方开放VPP能力,形成多元合作生态;三是跨域协同深化,VPP将与交通、建筑等领域深度融合,例如通过V2G技术实现电动汽车与电网的双向互动,成为电网的移动储能资源。
未来三年将迎来关键窗口期。2025年欧盟1711号法规强制推行动态电价,德国智能电表渗透率将从不足3%跃升至65%。虚拟电厂将经历两轮进化,第一阶段(2025-2027)完成负荷聚合商向电网平衡服务商转型,第二阶段(2028-2030)进阶为能源生态系统运营商。Allye Energy的储能AWS战略已初现端倪——通过模块化储能单元构建分布式网络,用户可像调用云服务般获取调频容量。
小结
欧洲的实践表明,VPP不仅是整合分布式能源的技术手段,更是能源市场化改革的关键抓手。它通过激活需求侧灵活性,重构了电力系统的价值分配机制,使消费者从被动用户转变为积极的市场参与者。随着政策支持的持续加码、技术成本的不断下降以及商业模式的日益成熟,VPP必将在全球能源转型中扮演更加核心的角色,为构建清洁、灵活、安全的现代电力系统提供强大动力。
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