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虚拟电厂行业深度报告

来源: | 作者: | 发布时间: 2023-12-13 | 757 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

  1.什么是虚拟电厂?

  什么是虚拟电厂?根据IEC,虚拟电厂是聚合优化“源网荷储”清洁发展的新一代智能控制技术和互动商业模 式。其重点对分布式电源、储能、可调负荷等未纳入电网调度的各类资源进行聚合和控制,服务电网并实现 盈利。 虚拟电厂主要分为三类,我国目前主要以需求侧资源型为主。虚拟电厂主要分为需求侧资源型、供给侧资源 型和混合资源型三类,我国虚拟电厂起步较晚,试点项目主要以需求侧资源型为主。

  虚拟电厂与实体电厂、微电网有何不同?

  虚拟电厂是一种非实体的智能控制技术,在 电力系统的定位是参与及聚合优化,只能运 行于并网模式:虚拟电厂通过聚合和优化 DER组合达到调节资源的目的,始终与公网 相连,不能像微电网一样以离网模式独立存 在。

  虚拟电厂的发展历程

  海外VPP发展较早且相对成熟,国内起步较晚。欧洲以聚合分布式电源为主,北美以聚合可控 负荷为主,澳洲以聚合用户侧储能为主,日本以聚合用户侧储能和分布式电源为主。国内起步 较晚,目前处于试点阶段,江苏、上海等地陆续开展需求侧管理,冀北、深圳、山西等地区 VPP项目已投入电网调度运行和电力市场运营。

  虚拟电厂的发展分为邀约型、交易型、自治型三个阶段,我国正处于邀约型到交易型的转型 升级阶段。邀约型VPP通过需求响应来削减峰荷,交易型VPP通过现货市场交易达到电力平 衡,自治型VPP能实现能源改革,项目主体逐步从政府转变为运营商,市场主体活力提升。

  虚拟电厂功能与价值

  虚拟电厂具有四大层面六个切入点的价值:虚拟电厂在电力生产的各个环节发挥重要作用,在 电力系统层面对“源网荷”均有积极影响,在监管侧促进竞争降低成本,在运营商侧引入新的 商业模式,从产业链来看创造综合收益、提供增值服务。

  虚拟电厂的关键技术

  虚拟电厂的技术中资源评估是前提,调度控制是核心,信息通信是基础,资源分配是关键。 智能计量是直观获取用电数据的工具,其他技术包含市场运营、优化运行和物联网技术。通 过加快虚拟电厂关键技术研发,实现调控模式从“源随荷动”向“源荷互动”转变。

  虚拟电厂:商业模式因地区而异

  不同地区虚拟电厂的商业模式有所差别:欧美等发达地区普遍采用基于社区(用户)的商业 模式,欧洲还有以发电、售电、第三方运营商和电网公司为主体进行组合的多种商业模式, 亚太地区则多采用交易或独立运营模式,具体模式因国家政策和电力系统运行特点而异。

  2.海外虚拟电厂和电力市场

  德国:虚拟电厂高度成熟,Next Kraftwerke龙头领航

  电力市场自由度高、竞争开放,存在平衡市场,利于VPP深度参与各大模块。1)发电和批发 市场方面,德国采取拍卖竞争方式,电价由供求决定,自由度高,利于VPP平等竞争,并发挥 自身灵活性优势对市场做出反应;2)输电和配电市场方面,德国存在平衡市场机制,输电系 统运营商实时购买或销售电力以保持平衡,VPP可利用自身灵活性从此运营套利。

  高度注重可再生能源,契合VPP属性。1)零售市场上,德国消费者可自由选择供应商,VPP 的可再生属性使其成为大量环保消费者首选;2)德国施行可再生能源法(EEG),可再生能 源型电力生产者具有优先购电定价权,并将获得补贴,这既促进了VPP生产的电力整合入电网, 又大幅提升了VPP的盈利能力。

  商业模式高度成熟,“发电侧+需求侧”双侧多核驱动收入增长。虚拟电厂依靠聚合、优化、 参与能源市场、电网服务、灵活性服务、客户服务六种主要商业模式获取收入。Next Kraftwerke在发电侧拥有强聚合能力,聚合光电沼气等多类电厂形成联动效应,以此优化电力 输出,需求侧则借德国自由市场之便利,在平衡能源市场与灵活性服务上大放异彩,发挥自身 受青睐的可再生能源属性,在客户服务上提供定制方案。

  美国:深耕加州市场核心,特斯拉多点盈利

  碳交易市场成熟,峰值需求广阔。1)美国具备完善的碳交易体系,多数州实施可再生能源配 额标准,而VPP具有高可再生能源发电比例,在市场上具备显著优势。2)美国国土面积广阔, 在夏冬季均有不同州会面临供冷/供暖峰值需求,需要灵活调节,而VPP的强灵活性使其能够完 美契合市场。

  VPP市场一超三强格局,各有侧重差异发展。特斯拉为美国VPP龙头,深耕加州市场,利用机 器学习技术整合优化家庭电池和工业发电两类VPP。AutoGrid则注重平台服务,不运营自有 VPP,Stem利用AI优化能源利用,sunrun注重住宅能源市场。

  特斯拉业务线广阔多点盈利。特斯拉业务涵盖平台、人工智能优化、小型绿色发电厂、家庭太 阳能四大VPP领域,业务涵盖其他三强总和,在加州已有超5700户家庭加入VPP,并已与政府 签订供电协议,成熟的Autobidder平台切合VPP灵活定价属性,多点盈利下VPP业务已步入星 辰大海。