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高温不断,虚拟电厂未来已来?

独角兽智库 | 深入产业链研究 2022/08/16 09:24

虚拟电厂是什么?

虚拟电厂本质是一个聚合商,聚合工业、楼宇等电力用户、电动汽车充电桩,也包括储能、分布式光伏。虚拟电厂将这些能源单位聚合起来,聚沙成塔,一起响应电网调度指令或后面一起参与电力市场交易。虛拟电厂怎么做聚合的协同、响应?需要相应的软件和物联网技术调节电力用户的柔性负荷,所谓柔性负荷就是空调、电梯、充电桩等一些偏生产辅助类的设备。

虚拟电厂通过对这些设备做调节,比如在不影响人体舒适度的情况下调节空气温度、调节电梯的运行方式、楼宇内的储能设备,比如调节电动车的充电时间,把充电桩充电放到凌晨1、2点去错峰等方式,改变某个时段整体的用电量。

为什么要发展虚拟电厂?

目前我国政策上对虚拟电厂是支持与放开的趋势,因为虚拟电厂能够充分调动负荷端的资源,而过去电网对整个电力系统做调节主要用的是发电侧电厂的资源。负荷侧资源的好处是便宜而且灵活,负荷侧的灵活性资源不需要在扩建本身已经具备,对它们做略微的调节,在聚沙成塔的情况下影响可能是较为可观的。从发电侧来看,如果一味通过扩 建电厂来满足电力尖峰时段的用电需求,那么在用电低谷期就会产生巨大浪费。

虚拟电厂聚合储能和分布式,也更加符合未来新型电力系统的运行方式。未来随着电能在能源消耗中的比例不断增大,用电量上升,峰谷差会不断加大。今年夏天用电非常紧张,比如四川8月15日发文让电于民,给工商业停产,放五天高温假。在这种趋势下,后续如何解决越来越高的尖峰时段的用电需求,虚拟电厂是一种非常好的方式。

虚拟电厂的商业模式?

虚拟电厂的.上游为分布式电源、储能资源和可控负荷,中游是通信、信息化技术、智能化设备等IT资源提供商以及资源聚合商(即虚拟电厂运营方) , 下游是电网公司及参与电力市场的其他售电公司、用户等。可以将虚拟电厂的发展分为邀约型、市场型和自由调度性三个阶段,目前我国处于从邀约性向市场型发展的阶段。

第一阶段:邀约型阶段。这是在没有电力市场的情况下,由政府部门或调度机构牵头组织,签隔日或长协合同,是发展初期。

第二阶段:市场型阶段。在辅助服务市场和容量市场包括未来现货市场建成后,虚拟电厂聚合商以类似于实体电厂的模式,分别参与这些市场获得收益。而与实体电厂不同的是,虚拟电厂是通过省电或者储能/分布式的方式,去虚拟的“发电”。

第三阶段:自由调度型虚拟电厂。也可称之为“虚拟电力系统”, 其中既包含可调负荷、储能负荷、储能和分布式能源等基础资源,也包含由这些基础资源整合而成的微电网、局域能源互联网。

现阶段虚拟电厂的盈利模式?

现阶段虚拟电厂更多是作为可控负荷聚合商,通过调度灵活性资源提供调峰、备用、需求响应等电力辅助服务,获得补偿收入。如:福建省2022年7月发布的《福建省电力调峰辅助服务市场交易规则(试行) ( 2022年修订版)》中:电力用户可与聚合商、虚拟电厂签订委托代理协议,由其代理参与市场。可调节负荷暂定最大可调节功率不小于2.5MW (设置门槛,意味着调节能力相对不足的小型电力用户必须借助虚拟电厂参与调峰市场)。深度调峰补偿价格最高上限1元/kWh (补偿价格自最高达到1度1块钱,即在高峰期参与调度响应之后,每少用一-度电可最高得到1元价格补偿) , 深度调峰容量交易补偿价格950元/MW日。

广东2022年4发布的《广东省市场化需求响应实施细则(试行)》中:虚拟电厂能够作为主体参加需求响应市场。非直控虚拟电厂的调节能力为所聚合响应资源的响应能力之和且不低于0.3MW ,单次响应持续时间不低于2小时;直控虚拟电厂,上下调节能力应分别不低于10MW,调节速率不低于(出力上限*2% ) /分钟,对调度指令的响应时间不大于1分钟,单次响应持续时间不低于2小时。( 分别设置了直控和非直控两级门]槛,我们推测未来虚拟电厂可能也会分层级,比如省调直控几个体量比较大的虚拟电厂再向下分级做响应的调节。)我们认为完善电力市场以及电价浮动机制是打开虚拟电厂盈利空间的必要一环。

虚拟电厂的核心竞争力?

 1 )客户资源。虚拟电厂本质是化零为整,聚沙成塔;拉足够多客户做聚合,聚合的灵活性资源越多,调节能力就越强;同时客户资源意味着数据,意味着能锁定优质客户并开展精准营销,形成一定的先发优势。

 2 )有调度know-how。虚拟电厂需要服从电网的调度指令,再通过类似于调度的手段去做调节,我们认为其与调度密切相关。另外还要了解每种负荷的调节控制方式,比如如何应用物联网手段去调控,如何控制它以更合适的方式省电等。我们认为,过去在调度方面有积累的企业具有优势。

储能在虚拟电厂中的角色?

储能会作为虚拟电厂中重要的灵活性资源。用户负荷还是存在自身负荷特性和可调节性的一些限制,单独的虚拟电厂运营主体在电力直接交易及辅助服务市场中容易出现偏差,可能导致经济损失。而储能能够比较灵活地应对这种偏差。另外储能可以更好的让虚拟电厂参与峰谷电价差的套利,增强虚拟电厂的盈利能力。

投资建议:

1 )东方电子:国网核心调度业务份额第二,仅次于南瑞,南网核心调度业务与南瑞并驾齐驱,足以证明公司电网核心技术在业内的竞争力。公司已经有一些虚拟电厂的项目实施案例,东方电子实施的"粤能投"虚拟电厂管理项目入选获得综合智慧能源优秀示范项目。

2 )国能日新:发电功率预测龙头,电力交易市场有望拉动公司第二成长曲线。公司自2020起开展虚拟电厂业务,结合发电功率预测产品及电力交易策略产品,能形成发电侧与负荷侧数据的打通与良性互动,为相关业务运营主体提升经济效益等。

3 )朗新科技:用户侧能源数字化领先龙头+能源互联网唯一平台企业。公司深耕用户侧电力IT 20年,服务电网等核心客户,运营"生活缴费"、"充电桩” 等场景,并发展电力大数据平台。虚拟电厂是负荷侧核心场景,"聚合充电桩” 业务让公司成为天然的聚合商。公司具备相关储备能力,目前正积极考虑和规划虚拟电厂、需求响应等电力辅助服务方面的业务发展。

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