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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(yùn)營方核心的商業(yè)邏輯，為相關(guān)方創(chuàng)造價(jià)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(chǎng)景為導(dǎo)向，結(jié)合典型虛擬電廠項(xiàng)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(duì)象、關(guān)系三要素構(gòu)成，是對(duì)其中一種或幾種進(jìn)行聚合的信息服務(wù)方式[1]。其中，情景是影響聚合目標(biāo)、對(duì)象、方法和工具的環(huán)境因素；對(duì)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(duì)象與用戶之間、聚合對(duì)象之間兩個(gè)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(dòng)態(tài)演進(jìn)勢(shì)必導(dǎo)致對(duì)象、關(guān)系的動(dòng)態(tài)調(diào)整，關(guān)系反映聚合應(yīng)用場(chǎng)景和聚合對(duì)象關(guān)聯(lián)機(jī)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(jì)量技術(shù)的平臺(tái)系統(tǒng)，將分散在用戶側(cè)或聚合商的充電樁、儲(chǔ)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(yùn)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(duì)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(chǎng)景、資源稟賦、運(yùn)營關(guān)系、技術(shù)能力、盈利方式5大要素。
其中，應(yīng)用場(chǎng)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(duì)象、時(shí)間屬性等決定的具體業(yè)務(wù)場(chǎng)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(yùn)營關(guān)系包括兩個(gè)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(chǎng)主體等客戶的關(guān)系；
技術(shù)能力代表支撐不同應(yīng)用場(chǎng)景的技術(shù)粒度大小，是根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和客戶需求而定的；
盈利方式是基于應(yīng)用場(chǎng)景，由資源稟賦、運(yùn)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(fù)荷聚合商模式
負(fù)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(chǎng)景、資源稟賦、運(yùn)營關(guān)系、技術(shù)能力和盈利方式相對(duì)較為清晰。
應(yīng)用場(chǎng)景：
面向政府機(jī)構(gòu)或電力調(diào)度部門的多時(shí)間尺度的激勵(lì)型需求響應(yīng)，包括但不限于日前、小時(shí)級(jí)、分鐘級(jí)、（準(zhǔn)）實(shí)時(shí)級(jí)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(fù)荷、工業(yè)設(shè)備、電動(dòng)汽車等荷性資源。
運(yùn)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(tái)對(duì)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(jī)構(gòu)，由虛擬電廠運(yùn)營商按照指令參與不同時(shí)間尺度的需求響應(yīng)。
技術(shù)能力：
包括不同響應(yīng)時(shí)間級(jí)別、響應(yīng)持續(xù)時(shí)間與響應(yīng)恢復(fù)時(shí)長等技術(shù)粒度。例如響應(yīng)時(shí)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(shí)、2小時(shí)~24小時(shí)、≥24小時(shí)等。
盈利方式：
1、響應(yīng)容量補(bǔ)償模式。代理用戶參與需求響應(yīng)容量競(jìng)價(jià)獲得收益，再按照“保底+分成”或“固定價(jià)格”模式，向所代理用戶自行支付需求響應(yīng)補(bǔ)償費(fèi)用，賺取需求響應(yīng)補(bǔ)償費(fèi)用差價(jià)；
2、服務(wù)費(fèi)模式。在需求響應(yīng)市場(chǎng)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(fèi)獲取收益。
該類模式的主要代表性項(xiàng)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(chǎng)交易機(jī)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(dòng)汽車充換電站、動(dòng)力照明、鐵塔基站分布式儲(chǔ)能等，包含20家聚合商，可調(diào)容量達(dá)到41.48萬千瓦，虛擬發(fā)電機(jī)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(bǔ)貼。
2、上海負(fù)荷峰谷差大，夏冬季最大峰谷差達(dá)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(chǎng)建成后，虛擬電廠參與電能量市場(chǎng)的一種聚合商業(yè)主體，其聚合的應(yīng)用場(chǎng)景、資源稟賦、運(yùn)營關(guān)系、技術(shù)能力和盈利方式稍復(fù)雜。
應(yīng)用場(chǎng)景：
面向電力市場(chǎng)主體的電能量交易，包括中長期、日前（24h前）、日內(nèi)（1h前）、實(shí)時(shí)（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(chǔ)能等具有源性的資源。
運(yùn)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(chǎng)主體，虛擬電廠運(yùn)營商代理各類發(fā)電資源，向市場(chǎng)上報(bào)電量電價(jià)，參與市場(chǎng)集中競(jìng)價(jià)，中標(biāo)后按照出清電價(jià)對(duì)VPP成交量進(jìn)行出清。
技術(shù)能力：包括不同時(shí)間尺度的電力電量預(yù)測(cè)、不同時(shí)間尺度的監(jiān)測(cè)控制能力、不同定價(jià)機(jī)制下差異化報(bào)量報(bào)價(jià)策略等。
盈利方式：
1、類似售電公司，參與場(chǎng)內(nèi)中長期、現(xiàn)貨電能量交易，通過購售電價(jià)差獲取收益。
2、類似發(fā)電企業(yè)，通過參與場(chǎng)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(fèi)及溢價(jià)分成。
該類模式代表性主體是參與能源現(xiàn)貨市場(chǎng)交易的德國最大的虛擬電廠運(yùn)營商N(yùn)ext-Kraftwerke，其通過NEMOCS平臺(tái)，聚合1.5萬多個(gè)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(chǔ)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(chǎng)交易；
2、利用每天96次電力價(jià)格波動(dòng)，通過優(yōu)化分布式電源出力、負(fù)荷用電，實(shí)現(xiàn)低估用電、高峰售電，賺取電價(jià)差；
3、向可再生能源發(fā)電企業(yè)提供監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)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(chǔ)能等啟動(dòng)快速和出力靈活的優(yōu)勢(shì)，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(chǎng)建成后，虛擬電廠參與輔助服務(wù)市場(chǎng)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(chǎng)景、資源稟賦、運(yùn)營關(guān)系、技術(shù)能力和盈利方式較為復(fù)雜。
應(yīng)用場(chǎng)景：
面向發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)的輔助服務(wù)市場(chǎng)，包括有償調(diào)峰、旋轉(zhuǎn)備用、有償無功調(diào)節(jié)、黑啟動(dòng)、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(fù)荷、工業(yè)設(shè)備、電動(dòng)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(chǔ)能等源荷雙性資源。
運(yùn)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(chǎng)主體等，虛擬電廠運(yùn)營商代理各類資源，參與市場(chǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、備用等集中競(jìng)價(jià)，中標(biāo)后將接收到的調(diào)度指令分解為若干單獨(dú)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(jìn)行響應(yīng)，支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。
技術(shù)能力：
包括不同時(shí)間尺度的發(fā)電出力預(yù)測(cè)，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(jià)機(jī)制下的差異化報(bào)價(jià)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(bào)價(jià)、市場(chǎng)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?qǐng)?bào)量報(bào)價(jià)或報(bào)量不報(bào)價(jià)方式，獲取收益；
3、通過申報(bào)每日各時(shí)段旋轉(zhuǎn)備用可提供容量、單位備用容量報(bào)價(jià)等信息，參與備用輔助服務(wù)市場(chǎng)，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(fèi)用等方式獲取收益；
5、黑啟動(dòng)輔助服務(wù)需求機(jī)會(huì)相對(duì)較小，主要通過報(bào)價(jià)方式約定下一年參與黑啟動(dòng)輔助服務(wù)市場(chǎng)，根據(jù)源性資源黑啟動(dòng)能力的強(qiáng)弱以及恢復(fù)供電過程中貢獻(xiàn)的大小，獲取黑啟動(dòng)輔助服務(wù)收益。
該類模式的主要代表性項(xiàng)目是冀北某虛擬電廠，主要為用戶側(cè)市場(chǎng)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(gè)，形成了“1（平臺(tái)）+n（運(yùn)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(chǎng)出清，納入電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃和AGC閉環(huán)調(diào)控，通過調(diào)峰輔助服務(wù)補(bǔ)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(shí)，累計(jì)增發(fā)新能源電量3747萬千瓦時(shí)，虛擬電廠運(yùn)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(chǎng)準(zhǔn)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(jì)量、通信、聚合、控制技術(shù)的發(fā)展，成熟電力市場(chǎng)（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(biāo)的的市場(chǎng)）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(chǎng)交易，并進(jìn)一步向各類點(diǎn)對(duì)點(diǎn)增值業(yè)務(wù)場(chǎng)景拓展。同時(shí)，隨著碳交易市場(chǎng)、綠證交易市場(chǎng)的發(fā)展與準(zhǔn)入，虛擬電廠可進(jìn)一步拓展多市場(chǎng)下的差異化、融合化商業(yè)模式。
應(yīng)用場(chǎng)景：
拓展包括面向碳市場(chǎng)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(chǎng)站等的代運(yùn)營服務(wù)、面向電力電量交易的場(chǎng)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(yùn)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(chǎng)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(yùn)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(yùn)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(yùn)營服務(wù)或場(chǎng)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(chǎng)主體，其商業(yè)模式會(huì)隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)、電力市場(chǎng)發(fā)展以及信息通信、控制、計(jì)量技術(shù)的進(jìn)步，而不斷發(fā)展和演進(jìn)。
本文結(jié)合典型項(xiàng)目，以應(yīng)用場(chǎng)景為牽引，以資源稟賦、運(yùn)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(dāng)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。
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