虛擬電廠如何創(chuàng)造收益：需求側(cè)響應(yīng)

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虛擬電廠的三個收益來源：需求側(cè)響應(yīng)、輔助服務(wù)市場、電力現(xiàn)貨市場 。當(dāng)前我國虛擬電廠處于邀約型向市場型過渡階段。邀約型階段主要由政府部門或調(diào)度機(jī)構(gòu)牽頭組織，發(fā)出邀約信號，虛擬電廠組織資源進(jìn)行響應(yīng)，并獲得容量/電量補(bǔ)貼。我國多個省份出臺了需求響應(yīng)細(xì)則，其中以江蘇、上海、廣東等省市開展得較好。需求側(cè)響應(yīng)補(bǔ)貼單價高但頻率低，市場化程度低。需求響應(yīng)以削峰為主，主要發(fā)生在迎峰度夏期間，主要目的在于保供。以廣東省為例，2022年全年開展9次日前邀約型市場化需求響應(yīng)（均發(fā)生在7月和8月）；至大削峰負(fù)荷277萬千瓦，至大響應(yīng)申報量609萬千瓦；有效響應(yīng)調(diào)用收益1.63億元。可以看到，雖然補(bǔ)至至高達(dá)到5元/千瓦時（可中斷負(fù)荷），但需求響應(yīng)并非常態(tài)化進(jìn)行，發(fā)生頻率較低，有很強(qiáng)的計(jì)劃色彩。因此隨著我國電力市場體制建設(shè)逐漸完善，虛擬電廠也正從邀約型階段向市場型階段過渡。

虛擬電廠如何創(chuàng)造收益：輔助服務(wù)市場

新型電力系統(tǒng)持續(xù)催生對輔助服務(wù)的需求。傳統(tǒng)電源（火電、水電等）具備一定的調(diào)節(jié)能力，而新能源存在出力波動、無功缺失等特性，導(dǎo)致高比例新能源裝機(jī)電力系統(tǒng)對電力輔助服務(wù)的需求提升。根據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，2019H1我國輔助服務(wù)費(fèi)用占總電費(fèi)比例為1.47%；根據(jù)中國能源報，這一比例在近兩年上升至2.5%；根據(jù)國際經(jīng)驗(yàn)，輔助服務(wù)費(fèi)用一般占社會總電費(fèi)的3%以上，隨著新能源大規(guī)模接入還將不斷增加。因此，預(yù)計(jì)輔助服務(wù)市場規(guī)模將以高于用電量增速的速度增長。

虛擬電廠主要發(fā)揮調(diào)峰、調(diào)頻作用。2021年12月，國家能源局修訂發(fā)布《電力輔助服務(wù)管理辦法》，確指出電力用戶可通過委托虛擬電廠代理的形式參與電力輔助服務(wù)市場，此后多地在電力輔助服務(wù)細(xì)則中對虛擬電廠/負(fù)荷聚合商參與輔助服務(wù)的條件、補(bǔ)償方式予以明確。當(dāng)前，虛擬電廠主要功能是電能量的時間轉(zhuǎn)移，對應(yīng)調(diào)峰服務(wù)；未來隨著工商業(yè)儲能滲透率提升，虛擬電廠有望在調(diào)頻服務(wù)取得更大突破。從2023H1全國輔助服務(wù)運(yùn)行數(shù)據(jù)看，調(diào)峰、調(diào)頻是輔助服 務(wù)費(fèi)用的主體，費(fèi)用合計(jì)占比達(dá)到80%。

虛擬電廠市場規(guī)模測算

虛擬電廠市場空間測算：預(yù)計(jì)到2025年投資規(guī)模為330-550億元

從投資端看虛擬電廠規(guī)模：計(jì)算邏輯：假設(shè)需求側(cè)響應(yīng)投資和虛擬電廠投資等效，投資規(guī)模=全社會至大用電負(fù)荷*需求側(cè)響應(yīng)能力占比*需求側(cè)響應(yīng)能力單位投資。（1）根據(jù)中電聯(lián)預(yù)測，到2025年全社會至大用電負(fù)荷為16.3億千瓦；（2）根據(jù)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，力爭到 2025 年，電力需求側(cè)響應(yīng)能力達(dá)到至大負(fù)荷的 3%～5%，假設(shè)保守情況下2025年需求側(cè)響應(yīng)能力達(dá)到至大負(fù)荷的3%，樂觀情況下達(dá)到至大負(fù)荷的5%；（3）根據(jù)國家電網(wǎng)測算，如果通過火電廠滿足5%的峰值負(fù)荷需要投資4000億元，而通過虛擬電廠實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)僅需投資500億-600億元。假設(shè)滿足5%的峰值負(fù)荷需要虛擬電廠投資550億元，倒算得到需求側(cè)響應(yīng)單位投資為675元/千瓦。測算得到，到2025年，保守情況下虛擬電廠/需求側(cè)響應(yīng)總投資額為330億元，樂觀情況下總投資額為550億元。

虛擬電廠市場空間測算：預(yù)計(jì)2025年運(yùn)營規(guī)模在百億元級別

從運(yùn)營端看虛擬電廠規(guī)模：電力現(xiàn)貨市場下：（1）根據(jù)中電聯(lián)預(yù)測，到2025年全社會用電量為9.5億千瓦時；（2）假設(shè)現(xiàn)貨交易電量占全社會用電量的10%；（3）現(xiàn)貨市場并非時時存在價差，假設(shè)虛擬電廠單日可進(jìn)行4小時電量的套利（參考工商業(yè)2h儲能系統(tǒng)兩充兩放 策略），參考近期代理購電峰谷價差，假設(shè)平均峰谷價差為0.7元/千瓦時；（4）假設(shè)虛擬電廠套利電量占現(xiàn)貨市場可套利電量的20%；（5）假設(shè)虛擬電廠運(yùn)營商分成比例取20%-80%。測算得到，通過電力現(xiàn)貨市場獲利模式下，當(dāng)虛擬電廠運(yùn)營商分成比例為50%時，虛擬電廠2025年運(yùn)營市場規(guī)模為111 億元。輔助服務(wù)和電力現(xiàn)貨兩種獲利途徑存在部分重合關(guān)系，電力現(xiàn)貨基本對至大的輔助服務(wù)品種——調(diào)峰服務(wù)形成替代。無論通過哪種途徑獲得收益，我們測算當(dāng)運(yùn)營商分成比例為50%時，2025年虛擬電廠運(yùn)營市場規(guī)模均在百億元級別。

——以上內(nèi)容節(jié)選自華福證券虛擬電廠專題報告：虛擬電廠蓄勢待發(fā)，源網(wǎng)荷儲聯(lián)動是新型電力系統(tǒng)必然選擇。

安科瑞智慧能源管理平臺

AcrelEMS 智慧能源管理平臺是針對企業(yè)微電網(wǎng)的能效管理平臺，對企業(yè)微電網(wǎng)分布式電源、市政電源、儲能系統(tǒng)、充電設(shè)施以及各類交直流負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)視、智能預(yù)測、動態(tài)調(diào)配，優(yōu)化策略，診斷告警，可調(diào)度源荷有序互動、能源全景分析，滿足企業(yè)微電網(wǎng)能效管理數(shù)字化、安全分析智能化、調(diào)整控制動態(tài)化、全景分析可視化的需求，完成不同策略下光儲充資源之間的靈活互動與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為用戶降低能源成本，提高微電網(wǎng)運(yùn)行效率。AcrelEMS 智慧能源管理平臺可以接受虛擬電廠的調(diào)度指令和需求響應(yīng)，是虛擬電廠平臺的企業(yè)級子系統(tǒng)。

圖1 AcrelEMS 智慧能源管理平臺主界面

平臺結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)覆蓋企業(yè)微電網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲-充”各環(huán)節(jié)，通過智能網(wǎng)關(guān)采集測控裝置、光伏、儲能、充電樁、

常規(guī)負(fù)荷數(shù)據(jù)，根據(jù)負(fù)荷變化和電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化控制，促進(jìn)新能源消納的同時降低對電網(wǎng)的至大需量，使之運(yùn)行安全。

圖2 AcrelEMS 智慧能源管理平臺結(jié)構(gòu)

平臺功能

1.能源數(shù)字化展示

通過展示大屏實(shí)時顯示市電、光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁以及其它負(fù)荷數(shù)據(jù)，快速了解能源運(yùn)行情況。

2.優(yōu)化控制

直觀顯示能源生產(chǎn)及流向，包括市電、光伏、儲能充電及消耗過程，通過優(yōu)化控制儲能和可控負(fù)載提升新能源消納，削峰填谷，平滑系統(tǒng)出力，并顯示優(yōu)化前和優(yōu)化后能源曲線對比等。

3.智能預(yù)測

結(jié)合氣象數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)對光伏、風(fēng)力發(fā)電功率和負(fù)荷功率進(jìn)行預(yù)測，并與實(shí)際功率進(jìn)行對比分析，通過儲能系統(tǒng)和負(fù)荷控制實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度，降低需量和用電成本。

4.能耗分析

采集企業(yè)電、水、天然氣、冷/熱量等各種能源介質(zhì)消耗量，進(jìn)行同環(huán)比比較，顯示能源流向，能耗對標(biāo)，并折算標(biāo)煤或碳排放等。

5.有序充電

系統(tǒng)支持接入交直流充電樁，并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷和變壓器容量，并和變壓器負(fù)荷率進(jìn)行聯(lián)動控制，引導(dǎo)用戶有序充電，保障企業(yè)微電網(wǎng)運(yùn)行安全。

6.運(yùn)維巡檢

系統(tǒng)支持任務(wù)管理、巡檢/缺陷/消警/搶修記錄以及通知工單管理，并通過北斗定位跟蹤運(yùn)維人員軌跡，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維流程閉環(huán)管理。

設(shè)備選型

除了智慧能源管理平臺外，還具備現(xiàn)場傳感器、智能網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，組成了完整的“云-邊-端”能源數(shù)字化體系，具體包括高低壓配電綜合保護(hù)和監(jiān)測產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、電能質(zhì)量治理、照明控制、充電樁、電氣消防類解決方案等，可以為虛擬電廠企業(yè)級的能源管理系統(tǒng)提供一站式服務(wù)能力。

安科瑞系統(tǒng)解決方案還包含電力運(yùn)維云平臺、能源綜合計(jì)費(fèi)管理平臺、環(huán)保用電監(jiān)管云平臺、充電樁運(yùn)營管理云平臺、智慧消防云平臺、電力監(jiān)控系統(tǒng)、微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)、電能質(zhì)量治理系統(tǒng)、電氣消防系統(tǒng)、隔離電源絕緣監(jiān)測系統(tǒng)等系統(tǒng)解決方案，覆蓋企業(yè)微電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)，打造準(zhǔn)確感知、邊緣智能、智慧運(yùn)行的企業(yè)微電網(wǎng)智慧能源管理系統(tǒng)。

審核編輯 黃宇