中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:虛擬電廠即是依托新能源技術(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),提升電網(wǎng)智能調(diào)度與消納能力的典型案例。
2022年夏季,全球多地連續(xù)出現(xiàn)高溫天氣,各國(guó)電網(wǎng)用電負(fù)荷陡增。如何通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)資源與電網(wǎng)供需互動(dòng)、緩解電網(wǎng)負(fù)荷壓力,成為了社會(huì)各界熱議的問(wèn)題。在全球推動(dòng)綠色能源轉(zhuǎn)型的大背景下,發(fā)展虛擬電廠對(duì)于促進(jìn)電網(wǎng)供需平衡、實(shí)現(xiàn)分布式能源低成本并網(wǎng)、推動(dòng)新能源充分消納、保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行等具有重要意義。
近日,中泰證券發(fā)布虛擬電廠報(bào)告,以“七問(wèn)七答”的形式,回答了七個(gè)關(guān)于虛擬電廠的核心問(wèn)題:
1)如何定義虛擬電廠?
2)虛擬電廠的興起回應(yīng)了新能源行業(yè)的什么痛點(diǎn)?
3)虛擬電廠在各國(guó)如何落地?
4)如何梳理虛擬電廠的產(chǎn)業(yè)鏈?
5)虛擬電廠盈利能力如何?
6)虛擬電廠的市場(chǎng)空間有多大?
7)哪些企業(yè)正在參與虛擬電廠?
如何定義虛擬電廠?
虛擬電廠(VPP, Virtual Power Plant)是一種新型電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng),虛擬電廠通過(guò)信息技術(shù)和軟件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)分布式電源、儲(chǔ)能、可調(diào)負(fù)荷等多種分布式資源的聚合和協(xié)同優(yōu)化。
虛擬電廠三大要素
作為一個(gè)特殊的電廠,參與電力市場(chǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行的協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。
它既可以作為“正電廠”向系統(tǒng)供電調(diào)峰,又可作為“負(fù)電廠”加大負(fù)荷消納配合系統(tǒng)填谷。在電網(wǎng)運(yùn)行方式向源網(wǎng)荷儲(chǔ)靈活互動(dòng)轉(zhuǎn)型和結(jié)構(gòu)向清潔低碳轉(zhuǎn)型的背景下,大力發(fā)展虛擬電廠對(duì)促進(jìn)電網(wǎng)供需平衡,實(shí)現(xiàn)分布式能源低成本并網(wǎng),充分消納清潔能源發(fā)電量,推動(dòng)綠色能源轉(zhuǎn)型具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
虛擬電廠各地項(xiàng)目匯總
1.虛擬電廠分類:電源型、負(fù)荷型、儲(chǔ)能型、混合型
虛擬電廠由可控機(jī)組、不可控機(jī)組,如風(fēng)、光等分布式能源、儲(chǔ)能、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車、通信設(shè)備等聚合而成,并進(jìn)一步考慮需求響應(yīng)、不確定性等要素,通過(guò)與控制中心、云中心、電力交易中心等進(jìn)行信息通信,實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)的能量互換。
根據(jù)虛擬電廠對(duì)外特征,不同類型特征的虛擬電廠具有不同的服務(wù)能力,虛擬電廠可以分為電源型虛擬電廠、負(fù)荷型虛擬電廠、儲(chǔ)能型虛擬電廠、混合型虛擬電廠等類型。
電源型:具有能量出售的能力,可以參與能量市場(chǎng),并視實(shí)際情形參與輔助服務(wù)市場(chǎng)。
負(fù)荷型:具有功率調(diào)節(jié)能力,可以參與輔助服務(wù)市場(chǎng),能量出售屬性不足。
儲(chǔ)能型:可參與輔助服務(wù)市場(chǎng),也可以部分時(shí)段通過(guò)放電來(lái)出售電能。
混合型:全能型角色。
日本和德國(guó)以儲(chǔ)能和分布式電源作為虛擬電廠的主體,美國(guó)則是以可控負(fù)荷為主,規(guī)模已占尖峰負(fù)荷的5%以上。
2.虛擬電廠業(yè)務(wù)板塊:注源控流+電力儲(chǔ)備+商業(yè)板塊
3.虛擬電廠發(fā)展趨勢(shì):從邀約型向市場(chǎng)型
虛擬電廠發(fā)展分為三個(gè)階段,邀約型,交易型和自治型。
自治型階段:跨空間自主調(diào)度型虛擬電廠。隨著電廠聚合的資源種類越來(lái)越多,數(shù)量越來(lái)越大,空間越來(lái)越廣,形成“虛擬電力系統(tǒng)”,
交易型階段:電能量現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)和容量市場(chǎng)建成后,虛擬電廠聚合商以類似于電廠的形式,參與市場(chǎng)獲取收益。
邀約型階段:在沒(méi)有電力市場(chǎng)情況下,由政府機(jī)構(gòu)牽頭,各個(gè)聚合商參與,共同完成邀約、響應(yīng)和激勵(lì)流程。
自治型階段:跨空間自主調(diào)度型虛擬電廠。隨著電廠聚合的資源種類越來(lái)越多,數(shù)量越來(lái)越大,空間越來(lái)越廣,形成“虛擬電力系統(tǒng)”,既包括可調(diào)負(fù)荷、儲(chǔ)能和分布式電源等基礎(chǔ)資源,也包括這些基礎(chǔ)資源整合而成的微網(wǎng)、局域能源互聯(lián)網(wǎng)。
當(dāng)前,由于我國(guó)目前儲(chǔ)能和分布式電源以及電力交易市場(chǎng)尚未發(fā)展成熟,虛擬電廠主要處于邀約型向市場(chǎng)型過(guò)渡的階段。
4.虛擬電廠發(fā)展趨勢(shì):儲(chǔ)能、分布式光伏加速推進(jìn)
儲(chǔ)能是虛擬電廠推進(jìn)的重要方向。
儲(chǔ)能自身特征
儲(chǔ)能發(fā)展能夠?qū)崿F(xiàn)電力市場(chǎng)調(diào)頻調(diào)壓及暫態(tài)穩(wěn)定。在不同時(shí)間根據(jù)分布式電源的特征及用戶用電特征進(jìn)行短期功率的靈活調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)靈活性應(yīng)急的作用。穩(wěn)定的儲(chǔ)能技術(shù)能夠在電力短缺時(shí)釋放電能,達(dá)到應(yīng)對(duì)中長(zhǎng)期能量短缺的效果。
市場(chǎng)發(fā)展前景
云儲(chǔ)能市場(chǎng)和分布式儲(chǔ)能P2P市場(chǎng)是未來(lái)的重點(diǎn)發(fā)展方向。云儲(chǔ)能通過(guò)在云端聚合分布式儲(chǔ)能資源,為大量的用戶提供儲(chǔ)能服務(wù)。
作為共享經(jīng)濟(jì)與電力系統(tǒng)儲(chǔ)能融合的產(chǎn)物,是未來(lái)電網(wǎng)的一個(gè)新形態(tài)。在能源交互機(jī)制基礎(chǔ)上,以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)(P2P,(Peer-to-peer)為典型代表的分布式多邊交易形式應(yīng)運(yùn)而生。這種交易形式可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)能量的就地平衡,在挖掘用戶的自主互動(dòng)特性,減少集中管理模式下的計(jì)算壓力等方面有諸多優(yōu)勢(shì)。
目前虛擬電廠發(fā)展著重于負(fù)荷調(diào)節(jié)方面,下一步虛擬電廠發(fā)展將圍繞推進(jìn)分布式光伏接入聚合展開(kāi)。
分布式光伏接入后,可以顯著增強(qiáng)虛擬電廠調(diào)控的靈活性,使虛擬電廠更好參與電力交易市場(chǎng)。
分布式光伏加速接入可以助推“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”的落地,將有效解決新能源與傳統(tǒng)能源和儲(chǔ)能之間協(xié)同難、消納難等制約新能源行業(yè)發(fā)展的突出“痛點(diǎn)”,助力加快構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
5.虛擬電廠發(fā)展趨勢(shì):從運(yùn)營(yíng)平臺(tái)到能源互聯(lián)網(wǎng)
虛擬電廠在我國(guó)仍處于試點(diǎn)示范階段,隨著虛擬電廠發(fā)展的逐漸成熟,虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈將會(huì)進(jìn)一步完善,從聚合平臺(tái)逐步向能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。
能源互聯(lián)網(wǎng)是運(yùn)用信息通信技術(shù),將分布式能量采集裝置,儲(chǔ)存裝置和各類負(fù)載等能源節(jié)點(diǎn)互聯(lián)起來(lái)實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)的交換與共享網(wǎng)絡(luò)。
隨著新一代能源技術(shù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)能源行業(yè)的結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)環(huán)境和商業(yè)模式也在逐漸發(fā)生著變化,帶動(dòng)資金、技術(shù)和產(chǎn)業(yè),形成集聚效應(yīng)。虛擬電廠從運(yùn)營(yíng)平臺(tái)向能源互聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展將成為投資領(lǐng)域的新亮點(diǎn)。
虛擬電廠的興起回應(yīng)了新能源行業(yè)的什么痛點(diǎn)?
1.虛擬電網(wǎng)發(fā)展背景:能源需求轉(zhuǎn)型,用電供需矛盾突出
圍繞電力的產(chǎn)生和消耗,大體分為發(fā)電測(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用電測(cè)。
電網(wǎng)對(duì)運(yùn)行安全有嚴(yán)格要求,電網(wǎng)安全的首要目標(biāo)就是保證發(fā)用電的實(shí)時(shí)平衡,需要發(fā)電側(cè)的不斷調(diào)節(jié)去擬合負(fù)荷曲線。
新能源發(fā)電嚴(yán)重依賴于自然資源(光照強(qiáng)度、風(fēng)力強(qiáng)度),具有隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn),對(duì)負(fù)荷的支撐能力不足。
若規(guī)?;苯硬⑷腚娋W(wǎng)發(fā)電,將會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成巨大沖擊,威脅電力系統(tǒng)安全以及供電的穩(wěn)定性。另外,由于小型分布式新能源發(fā)電設(shè)施、儲(chǔ)能設(shè)施、可控制用電設(shè)備、電動(dòng)汽車等的持續(xù)發(fā)展普及,在用電側(cè),很多電力用戶也從單一的消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌闲螒B(tài)的產(chǎn)銷者,并且各類激增的大功率用電設(shè)備(如充電樁)“吃”起電來(lái),也是讓電網(wǎng)直呼壓力山大,顯然不能任由其“胃口大開(kāi)”一哄而上。因而,新的發(fā)用電勢(shì)態(tài)下,“虛擬電廠”應(yīng)運(yùn)而生。
2.供給側(cè):火力發(fā)電仍占主導(dǎo),水力、風(fēng)能發(fā)電量不穩(wěn)定
電力發(fā)電結(jié)構(gòu):我國(guó)電力發(fā)電仍以火力發(fā)電為主,2021年火力發(fā)電占比71.13%,水力發(fā)電占比14.6%,風(fēng)力發(fā)電占比6.99%,核能發(fā)電占比5.02%,太陽(yáng)能發(fā)電量占比2.26%。隨著煤炭?jī)r(jià)格的上漲,發(fā)電成本增加,火力發(fā)電廠發(fā)電意愿下降。
光伏發(fā)電裝機(jī)量分布不均:2022年一季度,全國(guó)光伏新增并網(wǎng)裝機(jī)1321萬(wàn)千瓦,同比提高138%。新增裝機(jī)規(guī)模較大的省份包括河北180萬(wàn)千瓦、浙江164萬(wàn)千瓦、山東150萬(wàn)千瓦。受地理位置和自然條件影響,光能資源分布不均勻,各省份裝機(jī)量差異較大。
風(fēng)電裝機(jī)量分布不均:2022年一季度,全國(guó)風(fēng)電新增并網(wǎng)790萬(wàn)千瓦,同比增加16.7%。新增并網(wǎng)規(guī)模較大的省區(qū)主要有吉林163萬(wàn)千瓦、甘肅90 萬(wàn)千瓦、山西68萬(wàn)千瓦。截至3月底,全國(guó)風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)3.37億千瓦,同比增加17.6%。一季度海上風(fēng)電新增并網(wǎng)36萬(wàn)千瓦,受2021年底海上風(fēng)電國(guó)家補(bǔ)貼到期影響,海上風(fēng)電新增裝機(jī)規(guī)模放緩,同比下降79%。
3.需求側(cè):用電側(cè)總量與結(jié)構(gòu)變化提高負(fù)荷峰值
用電負(fù)荷總量屢創(chuàng)新高:當(dāng)前社會(huì)用電短期峰值負(fù)荷不斷攀升,加之極端天氣的沖擊,2022年夏季我國(guó)部分地區(qū)區(qū)域電力供需緊張,國(guó)家電網(wǎng)5個(gè)區(qū)域電網(wǎng)和19個(gè)省級(jí)電網(wǎng)負(fù)荷屢創(chuàng)新高,四川等省份啟動(dòng)了限電措施。
用電需求結(jié)構(gòu)變化,電力負(fù)荷特性惡化:近年第三產(chǎn)業(yè)及城鄉(xiāng)居民用電的增長(zhǎng)形成了“日內(nèi)雙峰”的特征,同時(shí)拉大了用電負(fù)荷峰谷差,使能源電力保供形勢(shì)更為復(fù)雜嚴(yán)峻。以上海為例,2020年夏季的最大峰谷差率高達(dá)43%,導(dǎo)致本地發(fā)電機(jī)組頻繁啟停,對(duì)機(jī)組安全性造成了負(fù)面影響。
4.虛擬電廠兼具靈活性和經(jīng)濟(jì)性
靈活性
把負(fù)荷側(cè)的這些資源,包括用電負(fù)荷、儲(chǔ)能,以及分布式的資源,通過(guò)信息化手段和技術(shù)自動(dòng)化手段集合起來(lái),使其具備一個(gè)電廠的特性。
它既可作為“正電廠”向系統(tǒng)供電或控制可調(diào)負(fù)荷調(diào)峰,又可作為“負(fù)電廠”加大負(fù)荷消納,配合填谷,能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)側(cè)新能源的聚合管理、就地消納及靈活運(yùn)行。
虛擬電廠削峰填谷示意圖
經(jīng)濟(jì)性
投入成本約為火電廠的1/8。我國(guó)東西部電力供需關(guān)系趨緊,電力峰谷差矛盾日益突出,各地年最高負(fù)荷95%以上峰值負(fù)荷累計(jì)不足50小時(shí)。峰谷差問(wèn)題可以依靠多種手段緩解,但總體來(lái)看,隨著虛擬電廠技術(shù)的日漸成熟,虛擬電廠將成為削峰填谷投資成本最低的手段。
根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)測(cè)算,通過(guò)火電廠實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷,滿足其經(jīng)營(yíng)區(qū)5%的峰值負(fù)荷需要投資4000億,而通過(guò)虛擬電廠,在建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、激勵(lì)等環(huán)節(jié)投資僅需500-600億元,既滿足環(huán)保要求,又能夠降低投入成本。
火電廠和虛擬電廠投資成本比較(億元)
虛擬電廠在各國(guó)如何落地?
1.歐美虛擬電廠發(fā)展歷程
德國(guó):虛擬電廠已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化
德國(guó)的虛擬電廠已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。其主要業(yè)務(wù)是在批發(fā)市場(chǎng)銷售100kW以上中型可再生能源電廠生產(chǎn)的電量,在日前市場(chǎng)優(yōu)化其售電,使這些電廠成為虛擬電廠資源。
虛擬電廠有利于靈活性較高的機(jī)組獲利。除可再生能源電廠外,燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)、電池儲(chǔ)能、應(yīng)急發(fā)電機(jī)和需求響應(yīng)等都可作為虛擬電廠資源。其主要應(yīng)用場(chǎng)景是通過(guò)電力市場(chǎng)的靈活電價(jià),引導(dǎo)電廠管轄內(nèi)系統(tǒng)優(yōu)化發(fā)用電成本,優(yōu)化交易收益。
在德國(guó),虛擬電廠上中下游產(chǎn)品已經(jīng)逐漸完備,虛擬電廠可直接參與電力市場(chǎng)進(jìn)行交易之外,還參與電網(wǎng)系統(tǒng)輔助服務(wù)(二次、三次調(diào)頻)來(lái)收取服務(wù)傭金,以及針對(duì)不同用戶都有相應(yīng)的售電套餐。
根據(jù)運(yùn)營(yíng)商不同,德國(guó)的虛擬電廠大致可分為三種類型:獨(dú)立虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商、大型電力公司(跨國(guó)、地區(qū)和市級(jí)企業(yè))以及新型市場(chǎng)參與者。
歐洲:產(chǎn)業(yè)鏈分工明確,商業(yè)模式聚焦發(fā)電側(cè)
歐洲虛擬電廠通常由獨(dú)立虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商、發(fā)電企業(yè)或部分輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商(TSO,TransmissionSystemOperator)提供服務(wù)。
從產(chǎn)業(yè)鏈角度:歐洲的電力系統(tǒng)分為發(fā)電、輸電、配電和售用電環(huán)節(jié),而電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體可以劃分為輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商和配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商(DSO,DistributionNetworkOperator)。輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)控制和運(yùn)行輸電網(wǎng),包括監(jiān)測(cè)和控制電網(wǎng)內(nèi)斷路器、開(kāi)關(guān)以及輸電網(wǎng)的電壓。配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)將能源進(jìn)行分配和管理,并輸送給終端消費(fèi)者,屬于競(jìng)爭(zhēng)性業(yè)務(wù)。歐洲各國(guó)根據(jù)區(qū)域劃分輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的管轄范圍,并依靠跨國(guó)電網(wǎng)鏈接,屬于區(qū)域性壟斷業(yè)務(wù)。
基于以上分工,目前商業(yè)化歐洲虛擬電廠主要由獨(dú)立第三方運(yùn)營(yíng)商、發(fā)電公司或TSO提供服務(wù)。德國(guó)四家運(yùn)營(yíng)商通過(guò)參與歐洲互聯(lián)電網(wǎng)的方式進(jìn)行跨國(guó)電力交易。德國(guó)DSO數(shù)量超過(guò)900個(gè),分別負(fù)責(zé)德國(guó)900多個(gè)配電網(wǎng)區(qū)域。隨著分布式可再生能源(DER,DistributedEnergyResource)直接輸入配電網(wǎng),以及DER的間歇性和隨機(jī)性,配電網(wǎng)負(fù)載壓力增大,因此上游運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)的虛擬電廠應(yīng)運(yùn)而生。
聚焦發(fā)電測(cè),實(shí)現(xiàn)降本增效
20世紀(jì)初,歐洲開(kāi)始利用可再生能源發(fā)電。截至2020年,歐盟可再生能源發(fā)電量占比達(dá)到38%。由于歐洲發(fā)電資源較為分散,早期虛擬電廠主要聚焦于電力供給側(cè),聚合發(fā)電資源,幫助可再生能源穩(wěn)定并網(wǎng),協(xié)調(diào)發(fā)電功率。
從收益方式的角度:一方面,虛擬電廠能夠幫助發(fā)電企業(yè)降本增效,并從中獲取服務(wù)費(fèi)分成。另一方面,虛擬電廠可以直接參與電力現(xiàn)貨交易和輔助服務(wù),獲取輔助服務(wù)及電力交易收益的分成。
2.中國(guó):虛擬電廠發(fā)展處于初級(jí)階段
目前,國(guó)內(nèi)虛擬電廠仍處于初級(jí)階段,以試點(diǎn)示范為主。在我國(guó),主要以需求響應(yīng)為主流,而虛擬電廠側(cè)重點(diǎn)在于增加供給,產(chǎn)生逆向潮流現(xiàn)象。虛擬電廠的發(fā)展可分為三個(gè)階段:邀約型、市場(chǎng)型以及跨空間自主調(diào)度型虛擬電廠。當(dāng)前,我國(guó)虛擬電廠正處于邀約型向市場(chǎng)型過(guò)渡階段,呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn):
虛擬電廠政策有待完善,亟待出臺(tái)國(guó)家和省級(jí)層面專項(xiàng)政策。
目前,國(guó)家層面還沒(méi)有出臺(tái)專項(xiàng)的虛擬電廠政策,省級(jí)層面僅有上海、廣東、山西分別出臺(tái)了《關(guān)于同意進(jìn)一步開(kāi)展上海市電力需求響應(yīng)和虛擬電廠工作的批復(fù)》(2020.9.16)、《廣州市虛擬電廠實(shí)施細(xì)則(征求意見(jiàn)稿)》(2021.6.30)和《虛擬電廠建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理實(shí)施方案》(2022.6.23)。
與虛擬電廠相關(guān)的政策主要涉及需求響應(yīng)、輔助服務(wù)等。為調(diào)動(dòng)用戶側(cè)資源響應(yīng)電力系統(tǒng)積極性,在2013年需求側(cè)試點(diǎn)基礎(chǔ)上,上海、江蘇、廣東、浙江、山東、河南等14個(gè)省區(qū)出臺(tái)了需求響應(yīng)新政策;江蘇、湖北、遼寧、湖南、河南、安徽、福建、貴州、江西等省區(qū),以及東北、華東等五大區(qū)域出臺(tái)或?qū)﹄娏o助服務(wù)政策進(jìn)行了修訂;華北、華中、浙江、江蘇等地能源主管部門開(kāi)放了虛擬電廠等第三方主體和用戶資源參與調(diào)峰輔助服務(wù)身份。
虛擬電廠,目前主要作為調(diào)度對(duì)象參與電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行控制,作為市場(chǎng)主體參與電力市場(chǎng)交易,以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)靈活性資源的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度。
2022年5月20日,部署于國(guó)電投深圳能源發(fā)展有限公司的虛擬電廠平臺(tái),成為我國(guó)首個(gè)虛擬電廠調(diào)度用戶負(fù)荷參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)盈利的案例。廣東、上海、江蘇、河北等地已開(kāi)展虛擬電廠試點(diǎn)建設(shè)。
如何梳理虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈?
1.虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈圖譜
2.聚焦虛擬電廠上游:基礎(chǔ)資源分類
非連續(xù)性工業(yè)、電動(dòng)交通和建筑空調(diào)是調(diào)節(jié)意愿、調(diào)節(jié)能力和調(diào)節(jié)聚合成本俱佳的優(yōu)質(zhì)可調(diào)負(fù)荷資源。
虛擬電廠盈利能力如何?
1.電價(jià)機(jī)制改革
電價(jià)是虛擬電廠盈利能力的重要影響因素:峰谷電價(jià)差越大,用戶購(gòu)買輔助服務(wù)和需求側(cè)響應(yīng)的激勵(lì)也就越大;電價(jià)平均水平越高,用戶購(gòu)買能效優(yōu)化服務(wù)、虛擬電廠進(jìn)行現(xiàn)貨交易的收益也就越大。因此,電價(jià)機(jī)制改革進(jìn)程是虛擬電廠盈利能力的重要影響因素。
分時(shí)電價(jià)機(jī)制進(jìn)一步完善,拉大峰谷價(jià)差
2021年7月,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善分時(shí)電價(jià)機(jī)制的通知》,合理確定峰谷電價(jià)價(jià)差,系統(tǒng)峰谷差率超過(guò)40%的地方,峰谷電價(jià)原則上不低于4:1,其他地方原則上不低于3:1;建立尖峰電價(jià)機(jī)制,尖峰電價(jià)在峰段電價(jià)的基礎(chǔ)上上浮比例原則上不低于20%。在《通知》發(fā)布后,多省市相應(yīng)政策,制定出臺(tái)了相應(yīng)的峰谷電價(jià)政策。
電價(jià)機(jī)制改革推高電價(jià)
自2021年7月推進(jìn)分時(shí)電價(jià)機(jī)制與2021年10月燃煤上網(wǎng)電價(jià)政策的調(diào)整以來(lái),電力生產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)者出廠價(jià)格指數(shù)不斷走高,這體現(xiàn)了上網(wǎng)電價(jià)的提高。我們預(yù)計(jì),隨著市場(chǎng)化電價(jià)機(jī)制改革的不斷深入,我國(guó)上網(wǎng)電價(jià)上漲的趨勢(shì)仍將持續(xù)。
2.電力市場(chǎng)改革推進(jìn),電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)推進(jìn)
現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)是虛擬電廠盈利能力的重要影響因素:電力現(xiàn)貨交易與中長(zhǎng)期交易互為補(bǔ)充,其中現(xiàn)貨市場(chǎng)具有重要的價(jià)格發(fā)現(xiàn)功能,中長(zhǎng)期市場(chǎng)的電力價(jià)格往往根據(jù)現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格而定,因此電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)是虛擬電廠盈利能力的重要影響因素。
電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)加速推進(jìn),形成“8+6”試點(diǎn)格局
2017年8月,國(guó)家發(fā)改委、能源局印發(fā)《關(guān)于開(kāi)展電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》,在南方(以廣東起步)、浙江、蒙西、山東、山西、福建、甘肅、四川8地開(kāi)展電力現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)工作;2021年5月,國(guó)家發(fā)改委、能源局發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步做好電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》,在上海、安徽、江蘇、遼寧、河南、湖北6省市開(kāi)展第二批電力現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)工作。
電力現(xiàn)貨交易規(guī)則不斷完善
2019年7月,國(guó)家發(fā)改委、能源局編制《關(guān)于深化電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)試點(diǎn)工作的意見(jiàn)》,明確建立以中長(zhǎng)期交易為主、現(xiàn)貨交易為補(bǔ)充的電力市場(chǎng),并且要求跨省中長(zhǎng)期電力交易的偏差部分按照受(送)端省份現(xiàn)貨市場(chǎng)規(guī)則進(jìn)行結(jié)算;2021年11月,國(guó)家電網(wǎng)有限公司經(jīng)國(guó)家發(fā)改委、能源局同意,正式印發(fā)《省間電力現(xiàn)貨交易規(guī)則(試行)》,對(duì)電力現(xiàn)貨交易的具體方式、機(jī)制和步驟作了明確的設(shè)計(jì)。
3.電力市場(chǎng)改革推進(jìn),統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè)加速
統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè)是虛擬電廠盈利能力的重要影響因素
對(duì)基礎(chǔ)資源的聚合能力是決定虛擬電廠競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素,而統(tǒng)一的電力市場(chǎng)將為虛擬電廠提升跨空間資源聚合的能力打開(kāi)空間,奠定虛擬電廠商業(yè)模式向跨空間自主調(diào)度型階段發(fā)展的基礎(chǔ)。
目標(biāo)2030年基本建成統(tǒng)一電力市場(chǎng)
全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系建設(shè)提速:2022年1月,國(guó)家發(fā)改委、能源局印發(fā)《關(guān)于加快建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》,制定了推進(jìn)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè)的總體目標(biāo),即2025年初步建成全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系,國(guó)家市場(chǎng)與?。▍^(qū)、市)/區(qū)域市場(chǎng)協(xié)同運(yùn)行,電力中長(zhǎng)期、現(xiàn)貨、輔助服務(wù)市場(chǎng)一體化設(shè)計(jì)、聯(lián)合運(yùn)營(yíng);2030年基本建成全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系,國(guó)家市場(chǎng)與?。▍^(qū)、市)/區(qū)域市場(chǎng)聯(lián)合運(yùn)行,新能源全面參與市場(chǎng)交易。
統(tǒng)一電力市場(chǎng)率先在南網(wǎng)落地,交易總量與交易主體擴(kuò)容
2022年7月,覆蓋范圍包括廣東、廣西、云南、貴州、海南等五省區(qū),涵蓋電力中長(zhǎng)期、現(xiàn)貨、輔助服務(wù)交易,按照同一個(gè)交易規(guī)則和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行的南方區(qū)域電力市場(chǎng)啟動(dòng)試運(yùn)行,標(biāo)志著全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系加速構(gòu)建。根據(jù)南方電網(wǎng)的預(yù)計(jì),2022年南方區(qū)域電力市場(chǎng)累計(jì)市場(chǎng)化交易電量將達(dá)到1.11萬(wàn)億千瓦時(shí),接近云南、廣東、貴州三省在2021年的全社會(huì)用電量總和。到2023年底,市場(chǎng)化交易電量占比將達(dá)到80%左右,參與交易的市場(chǎng)主體將增加到800多萬(wàn)戶,是之前的80倍。我們預(yù)計(jì),隨著全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè)在未來(lái)進(jìn)一步推進(jìn),電力市場(chǎng)交易總量與市場(chǎng)主體的數(shù)量將進(jìn)一步增加,對(duì)電力系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)能力的要求將隨之提升,從而帶動(dòng)對(duì)虛擬電廠輔助服務(wù)的需求。
4.虛擬電廠商業(yè)模式的頂層設(shè)計(jì)
商業(yè)模式頂層設(shè)計(jì)是虛擬電廠盈利能力的重要影響因素。
我國(guó)虛擬電廠總體處于試點(diǎn)階段,多數(shù)試點(diǎn)項(xiàng)目涉及的業(yè)務(wù)場(chǎng)景較為有限。并且省級(jí)層面缺乏統(tǒng)一的虛擬電廠平臺(tái),已建的虛擬電廠平臺(tái)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和接口,以分散的不同市場(chǎng)主體自建虛擬電廠為主,這限制了虛擬電廠聚合基礎(chǔ)資源能力的提升上限。因此我們認(rèn)為,虛擬電廠盈利能力的提升,需要頂層設(shè)計(jì)提供統(tǒng)一的省級(jí)/市級(jí)/區(qū)域及虛擬電廠平臺(tái),實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)的互動(dòng)控制,從而開(kāi)辟應(yīng)用模式拓展的新空間。
虛擬電廠商業(yè)模式頂層設(shè)計(jì)尚待完善。
目前,國(guó)家層面的虛擬電廠專項(xiàng)政策尚未出臺(tái),省級(jí)層面僅有上海、廣東、山西分別印發(fā)了了《關(guān)于同意進(jìn)一步開(kāi)展上海市電力需求響應(yīng)和虛擬電廠工作的批復(fù)》、《廣州市虛擬電廠實(shí)施細(xì)則(征求意見(jiàn)稿)》和《虛擬電廠建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理實(shí)施方案》,亟待出臺(tái)國(guó)家層面和更多省級(jí)層面的專項(xiàng)政策。我們預(yù)計(jì),隨著國(guó)家層面頂層設(shè)計(jì)的完善與統(tǒng)一的虛擬電廠平臺(tái)的建設(shè),虛擬電廠涉及的業(yè)務(wù)場(chǎng)景與盈利方式將進(jìn)一步多樣化發(fā)展。
虛擬電廠市場(chǎng)空間有多大?
虛擬電廠的業(yè)務(wù)場(chǎng)景主要有輔助服務(wù)交易、需求側(cè)響應(yīng)、現(xiàn)貨交易與能效優(yōu)化。
輔助服務(wù)交易:參與電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、備用,通過(guò)調(diào)配可控資源提供發(fā)電容量,保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行,并獲取補(bǔ)貼收入。
需求側(cè)響應(yīng):虛擬電廠根據(jù)合同要求按時(shí)按容量切負(fù)荷,保障電網(wǎng)供需平衡,并獲取補(bǔ)貼收入。
現(xiàn)貨交易:代表產(chǎn)銷者集群在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)進(jìn)行交易,優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行供需,并獲取分成收入。
能效優(yōu)化:為大用戶提供能源資源優(yōu)化管理服務(wù),預(yù)測(cè)電力市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng),幫助用戶決策可調(diào)負(fù)荷的用電行為,代理購(gòu)電業(yè)務(wù),提供智能用電方案,并從客戶獲取分成收入。
投資市場(chǎng)規(guī)模:根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織的預(yù)測(cè),2025年、2030年最大負(fù)荷則將分別達(dá)到15.7、18.2億千瓦。我們根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)的數(shù)據(jù)測(cè)算得到,虛擬電廠可調(diào)負(fù)荷資源庫(kù)的投資成本約為914元/千瓦,由此預(yù)計(jì)2025年、2030年虛擬電廠投資規(guī)模將分別達(dá)到718、998億元。
運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)規(guī)模:我們認(rèn)為虛擬電廠的核心服務(wù)為平抑峰值負(fù)荷,因此通過(guò)測(cè)算虛擬電廠用可調(diào)負(fù)荷資源庫(kù)解決峰值負(fù)荷調(diào)節(jié)問(wèn)題所帶來(lái)的平抑負(fù)荷的價(jià)值,作為虛擬電廠運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)規(guī)模的估計(jì)。我們預(yù)計(jì)2025年、2030年虛擬電廠的運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)規(guī)模將分別達(dá)到932.19億元、1,283.10億元。
哪些企業(yè)正在參與虛擬電廠?
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看,參與虛擬電廠項(xiàng)目的主要三類,一是虛擬電廠軟件平臺(tái)服務(wù)商,為電網(wǎng)公司虛擬電廠搭建軟件平臺(tái)的公司,如國(guó)能日新、國(guó)電南瑞、國(guó)網(wǎng)信通、東方電子、遠(yuǎn)光軟件、朗新科技。二是負(fù)荷聚合商,聚合長(zhǎng)尾需求側(cè)資源,提供需求側(cè)的電力預(yù)測(cè)曲線,并參與電網(wǎng)的需求側(cè)響應(yīng)獲取補(bǔ)貼分成,如恒實(shí)科技。三是如電享科技、國(guó)能日新等從新能源、新型儲(chǔ)能領(lǐng)域開(kāi)展虛擬電廠技術(shù)研發(fā)和布局的企業(yè)。
部分企業(yè)虛擬電廠布局情況