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虚拟电厂,有哪些可行的且比较有市场空间的模式

  • 2023-08-23

近年来我国多地高温天气持续,不断“烤验”着电网系统,夏季用电高峰尖峰化加剧。


国家气候中心预测,今年盛夏(7月份至8月份),我国华北、华中中部和南部、西南地区东北部等地还将出现阶段性高温。中电联方面介绍,若出现长时间大范围极端气候,则全国最高用电负荷可能比2022年增加1亿千瓦左右。


自6月份以来,我国多地区用电负荷屡创历史纪录。多地高温不断,用电负荷持续攀升,再次创出历史新高,使得"削峰填谷"成为节能减排的重要课题。在这一背景下,虚拟电厂作为一种新兴的电力管理模式,备受关注。


虚拟电厂发展到什么阶段?


海外对虚拟电厂概念的研究日臻完善,全球呈现多元化发展趋势。目前我国虚拟电厂以负荷侧为主,与国外相比仍有较大差距。


其本质原因在于:1)聚合资源类型不同;2)政策与市场成熟度不同;3)核心技术发展程度不同;4)商业模式成熟度不同。


■欧洲:以聚合发电侧资源为主。由于欧洲发电资源较为分散,虚拟电厂起步于电力供给侧,聚合分布式发电资源,从而帮助可再生能源稳定并网,并协调发电功率,以降低弃风弃电、负电价损失为主要目标。


■美国:聚焦可控负荷的需求响应。美国的虚拟电厂以聚焦可控负荷的需求响应为主,其原因主要有两点:1)美国拥有众多直接连接到用电侧的分布式太阳能资源。根据Statista的数据,到2022年为止,美国家庭用光伏装机容量已达28.8GW,同比增长25.71%。2)美国存在众多竞争性电力市场。公共事业企业对发电-输配电环节的垄断被ISO打破后,电力批发与零售市场相较于欧洲更为活跃,与C端用户联系紧密。


■中国:邀约制下的需求侧响应。我国虚拟电厂正处于邀约型向市场型过渡阶段。项目以研究示范为主,普遍由政府主导、电网实施,尚未到商业化阶段。呈现以下4个特点:1)相关政策框架仍需进一步完善;2)项目开发总体上仍处于试点和示范阶段,且在省级范围内缺乏统一的虚拟电厂平台;3)大多数虚拟电厂试点已实现用户用能监测的初步目标,但实现虚拟电厂的优化调度和对分布式能源的闭环控制的项目仍然稀缺;4)商业盈利模式尚未明晰,仍在探索阶段,目前主要通过价格补偿和政策引导来参与市场


虚拟电厂商业模式该往哪走?


关于虚拟电厂的商业模式可以从国外和国内两部分分开来看:


国外的虚拟电厂有以下核心特点:


1、管理和运营分开。与国内不同,我们很长时间对虚拟电厂的管理和运营大部分是结合在一起的,实际上应该是分开的,运营就是要思考如何运营好,管理包括公平市场环境建设、以及用户准入等方面。尤其是小虚拟电厂,最好分开运行。


国外这方面做的好些,如佛蒙特州GMP等电网公司授权特斯拉的Powerhub集成式监测调度中心,加州CAISO则管理较发达的电力市场,因此主动性较高。


2、电网-运营商-用户上下游效益整合。欧洲的虚拟电厂多是跨境布局,需要做严格的上下游成本效益分析。这点可以对我国虚拟电厂探索下沉市场和探索跨区域联通提供参考。


3、还需构建更成熟的电力市场机制。欧美现货市场和辅助服务市场、容量市场都比较成熟,虚拟电厂获利方式更灵活多样。


再看国内虚拟电厂典型案例,主要分以下几种:


1、综合能源虚拟电厂。简单说就是通过仿真技术,建设综合能源聚合商运营交易系统。最早的是楼宇空调负荷的虚拟电厂,比如浙江金华的一些商业楼宇,接入虚拟电厂平台,在用电高峰时可以通过调节空调温度和照明来实现调峰,进而获得参与调节的收入。


2、5G基站类。5G基站的备用储能很多是闲置的,如果接入虚拟电厂就可以把他们聚合起来参与电网调度,一方面能减轻储能设备投资成本,提高能源利用效率,同时参与电网互动还能获得额外补贴。


3、“充电网+微电网+储能网”为载体的虚拟电厂。比如个别省先进示范的光储充一体化,收益可观,很多汽车愿意去那里充电,因为费用比较低。而虚拟电厂参与电网的互动和调度,自己的收益也非常可观。


总结下来,我国虚拟电厂主要的市场主体就是以上这几类主体,而虚拟电厂建成后的商业模式就是围绕着这些主体进行,需求响应、辅助服务、电力现货这几项盈利的,以辅助服务和需求响应为主,电力现货还很少。


对于现在想进入建设虚拟电厂的厂商,困惑的地方是建完后如何获利?商业模式到底该往哪里走?


说几个可行的且比较有市场空间的模式:


1、共享储能。这个模式是基于共享经济,用园区的共享储能,我们建虚拟电厂,成本大家共享,收益端除了能获得电力价差套利收入、还能获得辅助服务、容量租赁、容量补偿的收入。


2、充电桩。针对越来越多的充电桩、新能源汽车,虚拟电厂把他们聚合起来,通过峰谷价差和购售价差来获得收益。


3、配网和微网。这是把配网和微网资源加入虚拟电厂,主要针对未来大电网形态,根据配网运行状态和主网价格,来优化运行策略获得收益。


简言之,虚拟电厂已经越来越市场化,除了电力系统完善,虚拟电厂还更对算力有更高的要求。当然想赚虚拟电厂的钱,还是要从能可行且市场空间大的商业模式下手。


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