編者按

隨著能源結構的持續(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，受到了廣泛關注和熱烈討論。一年來，朗新研究院持續(xù)深耕該領域，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域的持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展。

導語

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)模式本質是闡明虛擬電廠運營方核心的商業(yè)邏輯，為相關方創(chuàng)造價值，并產生可持續(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)模式關鍵要素，并以應用場景為導向，結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、關系三要素構成，是對其中一種或幾種進行聚合的信息服務方式[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容，關系包括聚合對象與用戶之間、聚合對象之間兩個層面的關系;情景是決定其他聚合要素的基礎依據，其動態(tài)演進勢必導致對象、關系的動態(tài)調整，關系反映聚合應用場景和聚合對象關聯機制[1]。

聚合理論視角下的虛擬電廠商業(yè)模式框架

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

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

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

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系，上層是虛擬電廠與發(fā)電企業(yè)、電網企業(yè)、市場主體等客戶的關系;

技術能力代表支撐不同應用場景的技術粒度大小，是根據應用場景和客戶需求而定的;

盈利方式是基于應用場景，由資源稟賦、運營關系和技術能力共同決定的經營過程中營收方式。

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)面向需求側響應的負荷聚合商模式

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

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

資源稟賦：包括但不限于空調負荷、工業(yè)設備、電動汽車等荷性資源。

運營關系：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資源的整合，代理其參與需求響應;上層主要是虛擬電廠與政府或電力調度機構，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。

技術能力：包括不同響應時間級別、響應持續(xù)時間與響應恢復時長等技術粒度。例如響應時間在<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、響應容量補償模式。代理用戶參與需求響應容量競價獲得收益，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補償費用，賺取需求響應補償費用差價;2、服務費模式。在需求響應市場發(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，獲取削峰或填谷響應容量補貼。2、上海負荷峰谷差大，夏冬季最大峰谷差達48.5%，通過參與調峰輔助服務獲取收益。

(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，其聚合的應用場景、資源稟賦、運營關系、技術能力和盈利方式稍復雜。

應用場景：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(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、分散式風電、儲能等具有源性的資源。

運營關系：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。

技術能力：包括不同時間尺度的電力電量預測、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，參與場內中長期、現貨電能量交易，通過購售電價差獲取收益。2、類似發(fā)電企業(yè)，通過參與場內中長期、現貨電能量獲得收益。3、類似綜合能源服務，通過提供技術支持，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完成電力交易，獲取服務費及溢價分成。

該類模式代表性主體是參與能源現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)電設備(生物質發(fā)電裝置、熱電聯產，水電站，風能和太陽能光伏電站)和儲能設備，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、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、預測等服務，為其節(jié)約成本，獲取分成;4、利用生物質發(fā)電、儲能等啟動快速和出力靈活的優(yōu)勢，賺取調峰、調頻等電網輔助服務收益。

(三)面向輔助服務交易的聚合服務商模式

聚合服務商是指在電力現貨市場建成后，虛擬電廠參與輔助服務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，其聚合的應用場景、資源稟賦、運營關系、技術能力和盈利方式較為復雜。

應用場景：面向發(fā)電企業(yè)、電網企業(yè)的輔助服務市場，包括有償調峰、旋轉備用、有償無功調節(jié)、黑啟動、有償一次調頻等輔助服務交易品種。

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

運營關系：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市場主體等，虛擬電廠運營商代理各類資源，參與市場調峰、調頻、備用等集中競價，中標后將接收到的調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資源主體，并按指令進行響應，支撐電網穩(wěn)定運行。

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

盈利方式：參與輔助服務獲取收益，包括：1、參與有償調峰輔助服務，通過集中報價、市場統一邊際出清的方式獲取收益;2、參與一次調頻、二次調頻輔助服務，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，參與備用輔助服務市場，獲取收益;4、有償無功調節(jié)服務可以通過向電力用戶或電力公司收取服務費用等方式獲取收益;5、黑啟動輔助服務需求機會相對較小，主要通過報價方式約定下一年參與黑啟動輔助服務市場，根據源性資源黑啟動能力的強弱以及恢復供電過程中貢獻的大小，獲取黑啟動輔助服務收益。

該類模式的主要代表性項目是冀北某虛擬電廠，主要為用戶側市場主體示范參與調峰輔助服務。該虛擬電廠可調節(jié)資源包括蓄熱式電鍋爐、智慧樓宇、可調節(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，總容量35.8萬千瓦，調節(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)調峰輔助服務市場出清，納入電網調度計劃和AGC閉環(huán)調控，通過調峰輔助服務補貼獲益。截至23年8月，已連續(xù)提供調峰服務超過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

隨著資源種類和數量的豐富，以及計量、通信、聚合、控制技術的發(fā)展，成熟電力市場(集中了需求側響應、不同種類輔助服務、電能量中長期、現貨交易、容量交易等不同交易標的的市場)條件下，虛擬電廠將發(fā)展為具有自主生產調度能力的“虛擬電力系統”，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、面向分布式電源、充電場站等的代運營服務、面向電力電量交易的場外能源服務等業(yè)務。

資源稟賦：綠證、碳排放權等資源。

運營關系：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企業(yè)、能源供應商等。通過與電網企業(yè)或能源供應商綁定聚合，開展能源管理、運營服務或綜合能源解決方案等增值服務。

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

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、通過增值服務獲利模式，類似于綜合能源服務公司，提供雙碳、綠證咨詢與能源管理服務、代運營服務或場外能源服務，獲取服務收益。

結語

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建設、電力市場發(fā)展以及信息通信、控制、計量技術的進步，而不斷發(fā)展和演進。

本文結合典型項目，以應用場景為牽引，以資源稟賦、運營關系和技術能力為支撐，以盈利方式為導向，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，也歡迎與朗新研究院溝通交流。

【參考文獻】

[1]曹樹金;馬翠嫦.信息聚合概念的構成與聚合模式研究[J].中國圖書館學報,2016,42(03):4-19.[2]葛鑫鑫,付志揚,徐飛等.面向新型電力系統的虛擬電廠商業(yè)模式與關鍵技術[J].電力系統自動化,2022,46(18):129-146.[3]吳曉剛,唐家俊,吳新華等.“雙碳”目標下虛擬電廠關鍵技術與建設現狀[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