01虛擬電廠的介紹

虛擬電廠并不是一個(gè)真正的實(shí)體發(fā)電廠，首先它是一種通過(guò)先進(jìn)信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)DG、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車等DER的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，以作為一個(gè)特殊電廠參與電力市場(chǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。虛擬電廠最具吸引力的功能在于能夠聚合DER參與電力市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)行，為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)提供管理和輔助服務(wù)。可以把虛擬電廠理解為一個(gè)打車平臺(tái)，原理就像是打車平臺(tái)公司將各的出租車和私家車資源整合到平臺(tái)上來(lái)一樣。

在政策方面，今年的5月8日，國(guó)家發(fā)改委頒布了《電力市場(chǎng)監(jiān)管辦法》，并于今年6月1日正式執(zhí)行，該辦法新增虛擬電廠作為電力交易主體，這就給了可控負(fù)荷、新型儲(chǔ)能以及分布式的光伏、風(fēng)電等新能源提供了進(jìn)入市場(chǎng)交易的機(jī)會(huì)；6月17日，山東首批虛擬電廠注冊(cè)并進(jìn)入電力市場(chǎng)進(jìn)行交易。

02虛擬電廠的發(fā)展階段介紹

雖然說(shuō)虛擬電廠在國(guó)外的發(fā)展已經(jīng)有20多年歷史了，但是在我國(guó)的發(fā)展還是比較緩慢，大多數(shù)人對(duì)這個(gè)概念知道還不是很了解，按照虛擬電廠在我國(guó)的發(fā)展情況，我們可以把它分為三個(gè)階段：

第一階段是從2020年開(kāi)始，可以稱之為邀約型虛擬電廠，很多人也就是在這個(gè)時(shí)候知道虛擬電廠這么一個(gè)詞，第一代邀約型虛擬電廠目前已經(jīng)建的一些，比如說(shuō)冀北虛擬電廠，上海黃浦區(qū)虛擬電廠，深圳市虛擬電廠等，主要是通過(guò)參與輔助服務(wù)來(lái)獲取收益，它是由政策方來(lái)主導(dǎo)的，主要目的是削峰平谷，對(duì)象是用電單位，有供熱和供冷的應(yīng)用場(chǎng)景（提前制冷制熱，避開(kāi)用電峰值），主要執(zhí)行的就是需求側(cè)響應(yīng)，通過(guò)需求響應(yīng)來(lái)激勵(lì)資金池推動(dòng)，目前國(guó)內(nèi)的虛擬電廠大多數(shù)處于這個(gè)階段。

第二階段是從2025年開(kāi)始，可以稱之為交易型虛擬電廠，這個(gè)由交易機(jī)構(gòu)來(lái)主導(dǎo)的，比如說(shuō)地方電力交易所，它是通過(guò)電力交易市場(chǎng)來(lái)進(jìn)行利潤(rùn)分成，主要目的是做到電力供應(yīng)的平衡，對(duì)象是發(fā)電單位，使用場(chǎng)景主要有調(diào)峰、調(diào)頻，它可以通過(guò)現(xiàn)貨市場(chǎng)的工具來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，目前這個(gè)交易量還比較少，樂(lè)觀來(lái)看，以后80%的電力交易量都是通過(guò)這個(gè)交易平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，目的主要是通過(guò)電力交易引導(dǎo)各方主體加入進(jìn)來(lái)，目前國(guó)外成熟的虛擬電廠已經(jīng)處于這個(gè)階段。

第三階段預(yù)計(jì)是從2030年開(kāi)始，可以稱之為自治性虛擬電廠，這個(gè)主要的目的是針對(duì)能源改革，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的中期愿景，它的對(duì)象包括產(chǎn)銷用戶，使用場(chǎng)景為有源負(fù)荷，這里解釋一下什么是有源負(fù)荷，它實(shí)際上就是既要用電，也要發(fā)電的用戶，實(shí)現(xiàn)的工具為智能算法，比如說(shuō)相關(guān)的AI算法，通過(guò)信息強(qiáng)化各個(gè)主體參與的力度。目前僅有特斯拉處于這個(gè)階段的初期階段，發(fā)展還比較緩慢。

想讓虛擬電廠活躍起來(lái)并不是一個(gè)技術(shù)活，更像是一個(gè)商業(yè)模式的設(shè)計(jì)，各個(gè)利益相關(guān)主體的參與動(dòng)力是不一樣的，主要的利益相關(guān)主體和它的動(dòng)力如下表所示：

從上表可以看出，各個(gè)利益相關(guān)方的訴求都是不一樣的，那么如何把通過(guò)一種商業(yè)模式來(lái)滿足各方的利益是一個(gè)重要的事情，這種商業(yè)模式的設(shè)計(jì)將會(huì)直接決定虛擬電廠能不能發(fā)展起來(lái)。

03虛擬電廠的分類

1.按運(yùn)營(yíng)主體分類

虛擬電廠按照運(yùn)營(yíng)主體來(lái)說(shuō)，大致可以分為兩類，第一類叫做技術(shù)型的虛擬電廠，主要是由調(diào)度機(jī)構(gòu)來(lái)運(yùn)營(yíng)的，第二種類叫做商業(yè)型虛擬電廠，這個(gè)是由市場(chǎng)交易主體來(lái)主導(dǎo)的。

2.按資源類型分類

虛擬電廠按資源類型來(lái)說(shuō)，主要有負(fù)荷型、電源型、儲(chǔ)能型、混合型四種：

◆負(fù)荷型虛擬電廠主要的作用就是做功率調(diào)節(jié)，因?yàn)槭秦?fù)荷，負(fù)荷是本來(lái)就存在的，無(wú)論是可控負(fù)荷還是普通負(fù)荷，都是沒(méi)有投資的，不需要前置投資，理論上可以實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益的最大化，目前一些負(fù)荷聚合商做的就是這個(gè)事情，他們通過(guò)參與到需求響應(yīng)市場(chǎng)來(lái)獲利。

◆電源型虛擬電廠主要是針對(duì)可出售電力的分布式能源，同時(shí)也可以參與一些輔助服務(wù)來(lái)獲取收益，它的特征是可以快速的響應(yīng)負(fù)荷的變化，來(lái)調(diào)整自身的輸出。

◆儲(chǔ)能型虛擬電廠是比較理想的一種，既是負(fù)荷型也是電源型，一個(gè)是用電一個(gè)是發(fā)電，而儲(chǔ)能都可以做，看起來(lái)發(fā)展前景非常好，但是目前由于虛擬電廠的發(fā)展不足，儲(chǔ)能型虛擬電廠的主要功能還是參與輔助服務(wù)，需要有額外的成本投入，成本回收需要周期，目前也基本上是配合負(fù)荷型虛擬電廠或者電源型虛擬電廠來(lái)投建，加強(qiáng)他們的適應(yīng)能力，未來(lái)儲(chǔ)能型虛擬電廠也可以做一些出售電力的服務(wù)，參與市場(chǎng)交易。

◆混合型虛擬電廠是一個(gè)全能型選手，同時(shí)具備以上三種虛擬電廠的能力，可以做需求響應(yīng)，電力交易，輔助服務(wù)三種服務(wù)，看起來(lái)它是最具備經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的一種模式，但是它也有一些缺陷，比如說(shuō)如果處理不好的，可能會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成震蕩，破壞性更強(qiáng)。

虛擬電廠的主要模式主要是以上四種，但是還可以做各種各樣的增值服務(wù)，即所謂的“主業(yè)引流，副業(yè)盈利”，電力交易、輔助服務(wù)、削峰填谷、需求響應(yīng)這些只是基礎(chǔ)服務(wù)，盈利水平是有限的，更重要的要考慮是通過(guò)虛擬電廠的平臺(tái)連接哪些用戶，這些用戶的需求和痛點(diǎn)又是什么？在這個(gè)基礎(chǔ)上如果能提供相應(yīng)的服務(wù)，才能夠賺取更多的利潤(rùn)。

04虛擬電廠收益模式分析

現(xiàn)成階段虛擬電廠的收益主要有價(jià)差套利，需求側(cè)響應(yīng)和參與市場(chǎng)輔助服務(wù)收益三種：

第一個(gè)是電力現(xiàn)貨交易，也就是峰谷價(jià)差套利，在電力現(xiàn)貨交易中，主要是根據(jù)實(shí)時(shí)性的電價(jià)波動(dòng)，靈活性的調(diào)整虛擬電廠的電力輸出，或者負(fù)荷需求，低買高賣來(lái)轉(zhuǎn)去價(jià)差，這個(gè)時(shí)候就需要儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行配合。

第二個(gè)是需求側(cè)的響應(yīng)收益，主要來(lái)源于電網(wǎng)的補(bǔ)貼，電網(wǎng)會(huì)買單的原因是它可以通過(guò)虛擬電廠來(lái)調(diào)節(jié)電力供需平衡，來(lái)保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，是通過(guò)與電力用戶簽訂合同，在電網(wǎng)需要的時(shí)候，引導(dǎo)用戶減少或者轉(zhuǎn)移用電負(fù)荷，改變他的用電行為，從而獲得需求響應(yīng)補(bǔ)貼，針對(duì)此項(xiàng)收益，每個(gè)地方的政策是不同的，例如，再?gòu)V東市深圳市，每響應(yīng)一次一度電平均可以達(dá)到3.5元/kWh的補(bǔ)貼，一千度點(diǎn)電就是3500元，一個(gè)月響應(yīng)十次就是35000元，響應(yīng)20次就是70000元。

第三個(gè)就是參與電力市場(chǎng)的輔助服務(wù)，通過(guò)調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)獲取收益，在電力供應(yīng)緊張的時(shí)候增加出力，在電力過(guò)剩的時(shí)候減少電能釋放，幫助維持電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，從而獲取相應(yīng)的補(bǔ)償。

所以來(lái)說(shuō)，虛擬電廠是塊大蛋糕，隨著新型電力系統(tǒng)的逐步完善，虛擬電廠的收益模式也會(huì)不斷的增多。除此之外還有五種盈利模式：

第一個(gè)是能效管理服務(wù)，它是為用戶提供能源管理方案，優(yōu)化用戶的用電行為，來(lái)降低用戶的用電成本，同時(shí)收取服務(wù)費(fèi)用。

第二個(gè)是容量市場(chǎng)交易，出售虛擬電廠可調(diào)節(jié)的容量資源，來(lái)回去容量費(fèi)用。

第三個(gè)是綠色證書(shū)交易，如果虛擬電廠整合的可再生能源發(fā)電達(dá)到一定的規(guī)模，就可以通過(guò)出售綠色證書(shū)來(lái)獲取收益，

第四個(gè)是碳排放交易，通過(guò)優(yōu)化發(fā)電和用電結(jié)構(gòu)，在碳排放權(quán)交易市場(chǎng)中，出售多余的碳排放配額來(lái)獲取收益。

第五個(gè)是與能源供應(yīng)商合作，通過(guò)與能源供應(yīng)商簽訂長(zhǎng)期的合作協(xié)議，為其提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，或者需求調(diào)節(jié)服務(wù)來(lái)獲取穩(wěn)定的收益。

值得注意的是，虛擬電廠的收益模式在不同的地區(qū)和不同的市場(chǎng)環(huán)境下是不同的，根據(jù)2024年《中國(guó)新型儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》的分析，我國(guó)當(dāng)前仍然是以峰谷價(jià)差和時(shí)段來(lái)引導(dǎo)負(fù)荷側(cè)的用電習(xí)慣，當(dāng)前工商業(yè)儲(chǔ)能也主要是依靠峰谷價(jià)差套利和政府相關(guān)補(bǔ)貼來(lái)進(jìn)行盈利。短期內(nèi)，峰谷價(jià)差不會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模的降低，但是峰谷時(shí)段有可能會(huì)根據(jù)政策而變化，比如河南省，由于分布式光伏消納問(wèn)題，只能滿足每天一充一放的策略，未來(lái)在全國(guó)的其他省份，也會(huì)存在這個(gè)問(wèn)題，如果峰谷價(jià)差降低，疊加每天兩充兩放的策略降低為一充一放，那么工商業(yè)儲(chǔ)能現(xiàn)階段的測(cè)算模型的盈利模式將會(huì)大大的降低，但是長(zhǎng)期來(lái)看，隨著電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的全面開(kāi)啟，這個(gè)儲(chǔ)能會(huì)作為虛擬電廠重要的聚合資源，會(huì)按照虛擬電廠所制定的策略參與到電力現(xiàn)貨交易中來(lái)，仍然可以提供輔助服務(wù)和需求側(cè)響應(yīng)，并于虛擬電廠進(jìn)行利潤(rùn)分成，來(lái)實(shí)現(xiàn)新的盈利模式，新型儲(chǔ)能投資相比傳統(tǒng)單一的峰谷套利模式的儲(chǔ)能投資將有更豐厚的收益空間。

下篇中，我們將繼續(xù)介紹虛擬電廠的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況、工商業(yè)儲(chǔ)能和相關(guān)產(chǎn)品介紹及工商業(yè)儲(chǔ)能參與虛擬電廠的探討，敬請(qǐng)期待。