編者按

隨著能源結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化與電力市場的深化改革，虛擬電廠作為智慧能源管理的新模式，正在以前所未有的速度走進我們的視野。

(來源：微信公眾號“朗新研究院”作者：尚帥、張振燁)

2023年開年之際，朗新研究捕捉到了這一趨勢，推出了【“虛擬電廠大家談”】系列稿件，受到了廣泛關(guān)注和熱烈討論。一年來，朗新研究院持續(xù)深耕該領(lǐng)域，緊密跟蹤行業(yè)動態(tài)，力求為大家提供更加前沿和專業(yè)的洞見。

如今，我們再次策劃了全新的“虛擬電廠大家談”系列，旨在更全面、更深入地剖析虛擬電廠的最新發(fā)展態(tài)勢、政策走向、商業(yè)模式創(chuàng)新及市場機遇，歡迎大家的持續(xù)關(guān)注，系列稿件將陸續(xù)與您見面。

朗新研究院真誠地期待您的關(guān)注、分享、留言和評論，希望通過大家的共同參與和互動交流，能夠匯聚更多的智慧和力量，共同推動虛擬電廠領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展。

導(dǎo)語

目前，我國各類虛擬電廠的盈利模式仍在探索階段中，尚未形成一套清晰的商業(yè)模式。虛擬電廠商業(yè)模式本質(zhì)是闡明虛擬電廠運營方核心的商業(yè)邏輯，為相關(guān)方創(chuàng)造價值，并產(chǎn)生可持續(xù)盈利收入。

本文基于信息聚合理論[注]，分析虛擬電廠商業(yè)模式關(guān)鍵要素，并以應(yīng)用場景為導(dǎo)向，結(jié)合典型虛擬電廠項目，分析不同商業(yè)模式框架。

注：信息聚合理論主要由情景、對象、關(guān)系三要素構(gòu)成，是對其中一種或幾種進行聚合的信息服務(wù)方式[1]。其中，情景是影響聚合目標、對象、方法和工具的環(huán)境因素;對象指具有不同粒度大小、由用戶需求決定的信息內(nèi)容，關(guān)系包括聚合對象與用戶之間、聚合對象之間兩個層面的關(guān)系;情景是決定其他聚合要素的基礎(chǔ)依據(jù)，其動態(tài)演進勢必導(dǎo)致對象、關(guān)系的動態(tài)調(diào)整，關(guān)系反映聚合應(yīng)用場景和聚合對象關(guān)聯(lián)機制[1]。

聚合理論視角下的虛擬電廠商業(yè)模式框架

虛擬電廠是基于現(xiàn)代信息通信、控制與計量技術(shù)的平臺系統(tǒng)，將分散在用戶側(cè)或聚合商的充電樁、儲能、空調(diào)、分布式光伏等分布式資源聚合起來，參與電網(wǎng)運行的“電廠”。聚合，是虛擬電廠的關(guān)鍵能力之一[2,3]，也是其商業(yè)模式邏輯的本質(zhì)。

結(jié)合信息聚合理論，類比情景、對象、關(guān)系三要素，虛擬電廠的聚合商業(yè)模式包括應(yīng)用場景、資源稟賦、運營關(guān)系、技術(shù)能力、盈利方式5大要素。

其中，應(yīng)用場景是虛擬電廠商業(yè)模式的根本依據(jù)，是由交易品種、交易對象、時間屬性等決定的具體業(yè)務(wù)場景;

資源稟賦是指虛擬電廠代理的源性資源、荷性資源和源荷雙性資源等各類資源;

運營關(guān)系包括兩個層面，下層是虛擬電廠與聚合商或資源主體的關(guān)系，上層是虛擬電廠與發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、市場主體等客戶的關(guān)系;

技術(shù)能力代表支撐不同應(yīng)用場景的技術(shù)粒度大小，是根據(jù)應(yīng)用場景和客戶需求而定的;

盈利方式是基于應(yīng)用場景，由資源稟賦、運營關(guān)系和技術(shù)能力共同決定的經(jīng)營過程中營收方式。

圖1 聚合理論視角下的虛擬電廠商業(yè)模式框架

虛擬電廠典型聚合商業(yè)模式分析

(一)面向需求側(cè)響應(yīng)的負荷聚合商模式

負荷聚合商是最早期的虛擬電廠商業(yè)模式的雛形，其聚合的應(yīng)用場景、資源稟賦、運營關(guān)系、技術(shù)能力和盈利方式相對較為清晰。

應(yīng)用場景：面向政府機構(gòu)或電力調(diào)度部門的多時間尺度的激勵型需求響應(yīng)，包括但不限于日前、小時級、分鐘級、(準)實時級削峰響應(yīng)或填谷響應(yīng)。

資源稟賦：包括但不限于空調(diào)負荷、工業(yè)設(shè)備、電動汽車等荷性資源。

運營關(guān)系：下層主要是虛擬電廠與聚合商或資源主體，虛擬電廠通過平臺對聚合商或用戶側(cè)資源的整合，代理其參與需求響應(yīng);上層主要是虛擬電廠與政府或電力調(diào)度機構(gòu)，由虛擬電廠運營商按照指令參與不同時間尺度的需求響應(yīng)。

技術(shù)能力：包括不同響應(yīng)時間級別、響應(yīng)持續(xù)時間與響應(yīng)恢復(fù)時長等技術(shù)粒度。例如響應(yīng)時間在<1秒、1秒~1分鐘、1分鐘~0分鐘、10分鐘~30分鐘、30分鐘~2小時、2小時~24小時、≥24小時等。

盈利方式：1、響應(yīng)容量補償模式。代理用戶參與需求響應(yīng)容量競價獲得收益，再按照“保底+分成”或“固定價格”模式，向所代理用戶自行支付需求響應(yīng)補償費用，賺取需求響應(yīng)補償費用差價;2、服務(wù)費模式。在需求響應(yīng)市場發(fā)展到一定程度后，可向所代理用戶收取一定的服務(wù)費獲取收益。

該類模式的主要代表性項目為上海某虛擬電廠，其擁有完善的邀約型需求響應(yīng)和中長期電力市場交易機制。截至2023年7月底，該虛擬電廠涵蓋資源類型包括工商業(yè)樓宇、冷熱電三聯(lián)供能源站、電動汽車充換電站、動力照明、鐵塔基站分布式儲能等，包含20家聚合商，可調(diào)容量達到41.48萬千瓦，虛擬發(fā)電機組10078戶，削峰能力10.73萬千瓦，填谷能力7.93萬千瓦。

其盈利方式包括：1、參與日前邀約型需求響應(yīng)，獲取削峰或填谷響應(yīng)容量補貼。2、上海負荷峰谷差大，夏冬季最大峰谷差達48.5%，通過參與調(diào)峰輔助服務(wù)獲取收益。

(二)面向電能量交易的聚合發(fā)電商模式

聚合發(fā)電商是電力現(xiàn)貨市場建成后，虛擬電廠參與電能量市場的一種聚合商業(yè)主體，其聚合的應(yīng)用場景、資源稟賦、運營關(guān)系、技術(shù)能力和盈利方式稍復(fù)雜。

應(yīng)用場景：面向電力市場主體的電能量交易，包括中長期、日前(24h前)、日內(nèi)(1h前)、實時(15min前)電能量交易。

資源稟賦：包括但不限于分布式光伏、分散式風(fēng)電、儲能等具有源性的資源。

運營關(guān)系：下層主要是虛擬電廠與聚合商或資源主體;上層主要是虛擬電廠與電能量市場主體，虛擬電廠運營商代理各類發(fā)電資源，向市場上報電量電價，參與市場集中競價，中標后按照出清電價對VPP成交量進行出清。

技術(shù)能力：包括不同時間尺度的電力電量預(yù)測、不同時間尺度的監(jiān)測控制能力、不同定價機制下差異化報量報價策略等。

盈利方式：1、類似售電公司，參與場內(nèi)中長期、現(xiàn)貨電能量交易，通過購售電價差獲取收益。2、類似發(fā)電企業(yè)，通過參與場內(nèi)中長期、現(xiàn)貨電能量獲得收益。3、類似綜合能源服務(wù)，通過提供技術(shù)支持，輔助分布式電源主體降低發(fā)電成本，收取傭金;4、輔助分布式電源主體接入電網(wǎng)完成電力交易，獲取服務(wù)費及溢價分成。

該類模式代表性主體是參與能源現(xiàn)貨市場交易的德國最大的虛擬電廠運營商Next-Kraftwerke，其通過NEMOCS平臺，聚合1.5萬多個的分布式發(fā)電設(shè)備(生物質(zhì)發(fā)電裝置、熱電聯(lián)產(chǎn)，水電站，風(fēng)能和太陽能光伏電站)和儲能設(shè)備，規(guī)模超過1.2萬MW。

其盈利方式包括：1、利用零或低邊際成本的風(fēng)、光伏等發(fā)電資源參與電力市場交易;2、利用每天96次電力價格波動，通過優(yōu)化分布式電源出力、負荷用電，實現(xiàn)低估用電、高峰售電，賺取電價差;3、向可再生能源發(fā)電企業(yè)提供監(jiān)測、預(yù)測等服務(wù)，為其節(jié)約成本，獲取分成;4、利用生物質(zhì)發(fā)電、儲能等啟動快速和出力靈活的優(yōu)勢，賺取調(diào)峰、調(diào)頻等電網(wǎng)輔助服務(wù)收益。

(三)面向輔助服務(wù)交易的聚合服務(wù)商模式

聚合服務(wù)商是指在電力現(xiàn)貨市場建成后，虛擬電廠參與輔助服務(wù)市場的一種聚合商業(yè)主體，其商業(yè)模式重心是開展有償輔助服務(wù)，其聚合的應(yīng)用場景、資源稟賦、運營關(guān)系、技術(shù)能力和盈利方式較為復(fù)雜。

應(yīng)用場景：面向發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)的輔助服務(wù)市場，包括有償調(diào)峰、旋轉(zhuǎn)備用、有償無功調(diào)節(jié)、黑啟動、有償一次調(diào)頻等輔助服務(wù)交易品種。

資源稟賦：包括但不限于空調(diào)負荷、工業(yè)設(shè)備、電動汽車等荷性資源，分布式光伏、分散式風(fēng)電等源性資源，以及儲能等源荷雙性資源。

運營關(guān)系：下層主要是虛擬電廠與聚合商或資源主體;上層主要是虛擬電廠與輔助服務(wù)市場主體等，虛擬電廠運營商代理各類資源，參與市場調(diào)峰、調(diào)頻、備用等集中競價，中標后將接收到的調(diào)度指令分解為若干單獨指令，發(fā)送給分布式電站或用戶側(cè)資源主體，并按指令進行響應(yīng)，支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運行。

技術(shù)能力：包括不同時間尺度的發(fā)電出力預(yù)測，不同調(diào)節(jié)速率、不同調(diào)節(jié)精度的調(diào)控能力、不同定價機制下的差異化報價策略等。

盈利方式：參與輔助服務(wù)獲取收益，包括：1、參與有償調(diào)峰輔助服務(wù)，通過集中報價、市場統(tǒng)一邊際出清的方式獲取收益;2、參與一次調(diào)頻、二次調(diào)頻輔助服務(wù)，按照報量報價或報量不報價方式，獲取收益;3、通過申報每日各時段旋轉(zhuǎn)備用可提供容量、單位備用容量報價等信息，參與備用輔助服務(wù)市場，獲取收益;4、有償無功調(diào)節(jié)服務(wù)可以通過向電力用戶或電力公司收取服務(wù)費用等方式獲取收益;5、黑啟動輔助服務(wù)需求機會相對較小，主要通過報價方式約定下一年參與黑啟動輔助服務(wù)市場，根據(jù)源性資源黑啟動能力的強弱以及恢復(fù)供電過程中貢獻的大小，獲取黑啟動輔助服務(wù)收益。

該類模式的主要代表性項目是冀北某虛擬電廠，主要為用戶側(cè)市場主體示范參與調(diào)峰輔助服務(wù)。該虛擬電廠可調(diào)節(jié)資源包括蓄熱式電鍋爐、智慧樓宇、可調(diào)節(jié)工商業(yè)等11類，共156個，形成了“1(平臺)+n(運營商/聚合商)+x(用戶)”體系架構(gòu)，總?cè)萘?5.8萬千瓦，調(diào)節(jié)能力20.4萬千瓦。

該虛擬電廠收益來源主要是全程參與華北(京津唐)調(diào)峰輔助服務(wù)市場出清，納入電網(wǎng)調(diào)度計劃和AGC閉環(huán)調(diào)控，通過調(diào)峰輔助服務(wù)補貼獲益。截至23年8月，已連續(xù)提供調(diào)峰服務(wù)超過5225小時，累計增發(fā)新能源電量3747萬千瓦時，虛擬電廠運營商和用戶收益超700萬元。

表1 代表性虛擬電廠典型商業(yè)模式梳理

多市場準入下的虛擬電廠商業(yè)模式展望

隨著資源種類和數(shù)量的豐富，以及計量、通信、聚合、控制技術(shù)的發(fā)展，成熟電力市場(集中了需求側(cè)響應(yīng)、不同種類輔助服務(wù)、電能量中長期、現(xiàn)貨交易、容量交易等不同交易標的的市場)條件下，虛擬電廠將發(fā)展為具有自主生產(chǎn)調(diào)度能力的“虛擬電力系統(tǒng)”，其商業(yè)模式重心是參與電力市場交易，并進一步向各類點對點增值業(yè)務(wù)場景拓展。同時，隨著碳交易市場、綠證交易市場的發(fā)展與準入，虛擬電廠可進一步拓展多市場下的差異化、融合化商業(yè)模式。

應(yīng)用場景：拓展包括面向碳市場的碳咨詢與交易、面向節(jié)能減排的能源管理服務(wù)、面向分布式電源、充電場站等的代運營服務(wù)、面向電力電量交易的場外能源服務(wù)等業(yè)務(wù)。

資源稟賦：綠證、碳排放權(quán)等資源。

運營關(guān)系：下層主要是虛擬電廠與聚合商或資源主體;上層主要是碳交易、綠證交易、電力交易等市場主體或電網(wǎng)企業(yè)、能源供應(yīng)商等。通過與電網(wǎng)企業(yè)或能源供應(yīng)商綁定聚合，開展能源管理、運營服務(wù)或綜合能源解決方案等增值服務(wù)。

技術(shù)能力：包括碳交易、綠證交易策略，能源管理技術(shù)，代運營策略，綜合能源技術(shù)等。

盈利方式：1、綠證、碳交易獲利模式，通過開展綠證交易、碳交易獲得額外收益。2、通過增值服務(wù)獲利模式，類似于綜合能源服務(wù)公司，提供雙碳、綠證咨詢與能源管理服務(wù)、代運營服務(wù)或場外能源服務(wù)，獲取服務(wù)收益。

結(jié)語

虛擬電廠作為一種新業(yè)態(tài)、新市場主體，其商業(yè)模式會隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)、電力市場發(fā)展以及信息通信、控制、計量技術(shù)的進步，而不斷發(fā)展和演進。

本文結(jié)合典型項目，以應(yīng)用場景為牽引，以資源稟賦、運營關(guān)系和技術(shù)能力為支撐，以盈利方式為導(dǎo)向，分析了當前具有代表性的虛擬電廠的聚合商業(yè)模式，以期為后續(xù)虛擬電廠商業(yè)模式建設(shè)和發(fā)展提供參考，拋磚引玉，若各位讀者在虛擬電廠商業(yè)模式探索中有新的探索和發(fā)現(xiàn)，也歡迎與朗新研究院溝通交流。

【參考文獻】

[1]曹樹金;馬翠嫦.信息聚合概念的構(gòu)成與聚合模式研究[J].中國圖書館學(xué)報,2016,42(03):4-19.[2]葛鑫鑫,付志揚,徐飛等.面向新型電力系統(tǒng)的虛擬電廠商業(yè)模式與關(guān)鍵技術(shù)[J].電力系統(tǒng)自動化,2022,46(18):129-146.[3]吳曉剛,唐家俊,吳新華等.“雙碳”目標下虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)與建設(shè)現(xiàn)狀[J].浙江電力,2022,41(10):64-71.[4]魏歡歡，虛擬電廠案例集，朗新科技集團股份有限公司研究部。

作者：尚帥、張振燁

部門：朗新科技集團咨詢部