2024年虚拟电厂售电业务及共享储能等新型业态趋势.pdf

虚拟电厂售电业务及共享储能等新型业态趋势李 扬 教授东南大学电气工程学院电力经济技术研究所Email:li_讲师简介李扬，工学博士，东南大学电气工程学院教授，博士生导师，中国电机工程学会高级会员，中国电机工程学会青年和教育工作委员会委员、全国智能电网用户接口标准化技术委员会（SAC/TC549）委员。长期从事电力系统运行、电力市场、需求侧管理等研究和教学。主持并完成国家863计划和国家重点研发计划项目、国家自然科学基金联合基金重点项目和面上项目、国网公司总部和省级科技项目40多项，发表学术论文250余篇，授权专利10余项，参与编制国家标准1项，国际标准1项，获广西壮族自治区人民政府、江西省人民政府等省部级/公司级科技奖励6项。23主要内容一三引言共享储能技术与商业模式二虚拟电厂的商业模式与售电业务新兴业态的发展前景与政策支撑四总结五五4一、一、引言1.1 虚拟电厂在电力系统中的作用新能源为主体的新型电力系统面临的挑战新能源发电的不稳定性不确定性调度与控制难题储能需求增加与电网升级改造市场建设和政策体制改革新能源，特别是太阳能和风能，其发电量受天气和环境条件的影响很大。由于新能源发电的不稳定性，电网的调度和控制变得更加复杂。为了平衡供需和缓解新能源的间歇性，电力系统需要更多的储能设施。电力市场和相关政策需要进一步发展，以更好地整合新能源并激励相关的技术与服务创新。5一、一、引言有效平衡电力供需，提高电力系统的稳定性和可靠性在供需平衡中的应用优化设备的运行和管理，提高储能效率和经济性对储能设备的优化使用整合和优化可再生能源发电，提高其接入电网的能力对可再生能源的整合适应电力市场和政策的变化，实现可持续发展的路径虚拟电厂的市场与政策适应性虚拟电厂在新型电力系统中的应用、优势及其挑战1.1 虚拟电厂在电力系统中的作用6一、一、引言1.2 虚拟电厂的概念与功能虚拟电厂（VPP）定义：VPP是一种通过软件和通信技术将多种分布式能源资源（如风力发电、光伏、储能设备、以及可控负荷等）集成在一起的系统。这种系统使得这些分散的资源能够被聚合、调度、参与市场交易。7一、一、引言虚拟电厂的资源组成分布式可再生能源风能光伏能燃气轮机生物质能地热能工业负荷商业负荷智能家居智能楼宇大型园区多类型储能技术大规模电动汽车需求响应柔性负荷1.2 虚拟电厂的概念与功能8一、一、引言组合方式储能：主要产品为辅助服务，调峰、调频；柔性负荷：产品为辅助服务，性能取决于柔性负荷功率柔性调节能力；分布式电源：主要产品为电能量，也可包括辅助服务。分布式电源+储能：产品为电能量，也包括辅助服务，取决于储能配置多寡；分布式电源+柔性负荷：主要产品为电能量，也可包括辅助服务，取决于柔性负荷配置多寡；柔性负荷+储能：主要产品为辅助服务。分布式电源+柔性负荷+储能：主要产品可为电能量和辅助服务，取决于各种资源的配置情况虚拟电厂电源型负荷型储能型混合型仅发出电功率发出与吸收电能量相对比较平衡仅吸收电功率发出与吸收电能量不存在数值关系虚拟电厂内部资源组合方式不同，其功能类型也存在差异。1.2 虚拟电厂的概念与功能9一、一、引言虚拟电厂在多种应用场景中发挥着重要作用，其中包括分布式能源管理、需求响应以及市场交易等。0101 实现这些资源的最优配置和运行 实时调整资源输出，确保能源供应的稳定性和效率分布式能源管理02020303 动态调整消费者的电力使用模式，响应电网需求或价格变化 通过为参与需求响应的消费者提供经济激励，如降低电费或提供奖励，鼓励更多用户参与需求响应市场交易 根据市场价格动态等因素制定买卖策略，最大化经济效益 提供频率调节、备用电力和其他辅助服务，通过市场机制获取收益1.2 虚拟电厂的概念与功能10一、一、引言1.3 虚拟电厂的市场需求市场发展需要 推动电力市场健康发展，提高电力市场稳定性及灵活性，使电力市场保持良性竞争氛围，降低电力物价，保障供需平衡。可再生能源的整合 电力系统需要更多灵活性来处理这些能源的间歇性和不可预测性。VPP不仅能聚合可再生能源提高系统的适应性和稳定性，而且提高了灵活性资源的经济价值。电网现代化和数字化 电力系统正在向更智能、更高效的方向发展，VPP利用先进的软件平台对分布式资源进行实时监控和控制，促进了电网的现代化建设，为资源的市场化交易提供渠道。电力市场对虚拟电厂技术和服务的需求涉及多种驱动因素：本报告来源于三个皮匠报告站（）,由用户Id:529794下载,文档Id:178381,下载日期:2024-10-2211一、一、引言虚拟电厂在电力市场中的交易面临一些挑战，这些挑战主要来自技术、法规、市场和经济等多个方面。技术挑战01法规挑战02市场挑战03经济挑战04异构资源接口不统一，集成与管理困难通信与数据处理能力，用户隐私安全VPP的接入和运营受现有法规的限制电力市场的开放程度和透明度不足多时段、多市场类型决策难题投标不确定性问题市场成员之间策略性竞争压力初始建设和运营成本高内部资源的稳定性较差，短期难以回收投资1.3 虚拟电厂的市场需求12主要内容一三引言共享储能技术与商业模式二虚拟电厂的商业模式与售电业务新兴业态的发展前景与政策支撑四总结五五13二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务泰莫斯定义商业模式是指一个完整的产品、服务和信息流体系，包括每一个参与者和其在其中起到的作用，以及每一个参与者的潜在利益和相应的收益来源和方式；商业模式体系包括企业的定位、业务系统、盈利模式和企业价值等多方面；虚拟电厂的商业模式可依据电力市场化的完善程度和收入来源的不同,区分商业模式。2.1 虚拟电厂的商业模式14二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务2.1 虚拟电厂的商业模式-参与主体虚拟电厂商业模式的关键在于多方利益主体的协调运行，涉及到的主体包括：待聚合的资源（参与用户）、虚拟电厂运营商、电力系统运营商、政府监管机构和常规负荷用户（非参与用户）。每一类主体在虚拟电厂的运营和成功中扮演着重要的角色，共同推动虚拟电厂的成功运营和电力市场的整体效益。包括可再生能源、储能系统，可控负荷等，寻求最大化利润待聚合资源实施对象（参与用户）优化资源配置和运行策略，以满足市场需求、提高能源效率。虚拟电厂运营商实施主体借助VPP缓解电力投资，同时需要确保系统安全稳定运行电网公司需求主体设定电力市场的规则和标准，监管市场运作，保护市场主体利益。政府机构监管主体消费者，也是既得利益者固定负荷服务对象（非参与用户）15二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务2.1 虚拟电厂的商业模式-市场定位 虚拟电厂能够在电力市场中扮演多重角色，既可以作为发电机组从电力批发市场和零售市场中获利，而且还能作为售电公司组织和管理内部用户的需求响应。VPP在电力市场中的定位批发市场零售市场参与主体：发电企业、电力用户、售电公司参与主体：批发市场用户及零售用户中长期市场现货市场辅助服务市场在中长期市场，VPP可作为传统机组进行中长期双边、集中交易，合同转让交易。在现货市场，VPP通过现货交易的差价获利。在辅助服务市场，VPP参与调峰、调频等辅助服务市场交易。在零售市场，VPP通过直接或间接向终端用户销售电力获利；还能通过控制电力价格和相关合同实施需求响应。2.1 虚拟电厂的商业模式-三种类型模 式 类型定位运营主体主要业务收益方式以发电侧为主参与市场交易聚合分散式发电资源独立虚拟电厂运营商发电公司输电网运营商在批发市场销售可再生能源电厂生产的电量直接参与电力现货交易，参与调峰、调频等辅助服务获取电力交易及辅助服务收益的分成通过帮助发电企业降本增效而收取服务费分成市场环境下的需求响应聚焦于用户侧光伏和可控负荷公共事业公司能源零售商通过合约的形式,取得户用光伏部分电力控制权,必要时给能源零售商提供电力能源零售商通过储能聚合这些电能并在用电峰期提供给需要的用户参与调峰、调频等辅助服务将聚合的户用光伏的电能通过储能设施在低价时段储存，在用电高峰时段高价销售给终端用户或输电运营商，通过电价差获得利润政策补贴型的需求响应聚合资源,参与需求响应和辅助服务电网公司售电公司第三方独立聚合商等聚合柔性负荷、聚合分布式电源、聚合储能电网公司组织需求响应计划需求响应补偿辅助服务补偿二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务16172.1 虚拟电厂的商业模式国内典型地区或省份参与品种虚拟电厂参与市场交易的品种市场市场交易品交易品种种交易范交易范围围交易组织交易组织形式形式典型地区或省份典型地区或省份辅助辅助服务服务调频省内、区域单边报量，固定标准补贴；单边报量报价，边际出清重庆：调频容量补偿价格为日前3元/MW，日内10元/MW。调峰省内、区域上海：实时市场申报容量单位为0.01MW，时间间隔为15分钟，最短持续时间30分钟。报价上限值为400元/MWh备用省内、区域南方区域：采用“日前出清+日内调整”组织跨省备用市场交易。日前分24时段分省区申报10分钟备用购买和提供容量和价格，出清后在日内由南网总调组织调整并事后披露。现货现货市场市场日前省内单边报量报价边际出清山西：日前交易以报量报价方式参与日内省内山东：竞价申报运行日调节的电力、调节时间、调节速率等信息，接受实时市场出清价格二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务182.1 虚拟电厂的商业模式市场交易业务流程虚拟电厂参与市场交易的业务流程虚拟电厂资源聚合虚拟电厂运营商注册签约可调节潜力分析预测市场成员竞标优化调度策略，执行市场出清互动调节效果评估交易结果结算0101020203030505070704040606二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务19容量市场：参与容量市场竞价主能量：参与主能量市场竞价辅助服务：参与30min运行备用市场竞价主能量：参与主能量市场竞价辅助服务：参与10min旋转备用市场竞价和AGC服务市场竞价时间尺度3年前日前实时紧急需求响应项目经济需求响应项目价格反应型需求响应项目电力批发市场、电力零售市场美国PJM的需求响应市场化交易项目PJM需求响应市场的主要参与者：配电公司（EDC）：为PJM内部终端用户提供配电服务；负荷服务实体（LSE）：包括负荷聚合商和其它电力销售方，只向其合同签订终端用户出售电力资源或提供其它用电服务；削减服务提供商（CSP）：组织具有削减负荷潜力且愿意参与电力市场需求响应交易的终端用户，代表终端用户参与到PJM需求响应项目，可以是LSE；终端用户（EUC）：不能直接参与市场交易，必须通过LSE或CSP作为代理方才能参与需求响应市场交易。PJM需求响应的项目类型：经济型需求响应（能量市场、辅助服务市场）紧急型需求响应（能量市场、容量市场）价格反应型需求响应（基于分时电价的需求响应）2.1 虚拟电厂的商业模式需求响应市场化典型二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务202.1 虚拟电厂的商业模式中国政策补贴型需求响应广州虚拟电厂实时响应工作流程广州虚拟电厂类型及补贴情况响应类型响应类型提前通提前通知时间知时间补贴标补贴标准（元准（元/千瓦时）千瓦时）响应系响应系数数削峰邀约响应提前1天0514小时1.5实时响应/3填谷邀约响应提前1天0214小时1.5实时响应/3二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务212.1 虚拟电厂的商业模式中、美、欧虚拟电厂商业模式的差异美国美国欧洲欧洲中国中国资源情况资源情况资源与负荷分布相对较为均衡，主要为家用储能、光伏等可控负荷以分布式发电资源为主分布式光伏、储能、可控负荷等电网体制电网体制所有权较为分散各国之间所有权较为分散由电网统一规划、统一建设、统一管理调度与交调度与交易易各ISO负责各自区域电网的调度管理和市场交易各国调度+欧洲电网联合运营及协调中心。主要交易中心共同运营欧洲统一市场统一调度、分级管理:国调(分调)负责省间输电通道调度+各省调负责省内电网调度电力市场电力市场模式模式金融交易+日前实市场双边合约+日前日内场内交易+平衡机制计划逐步放开一市场化的中长期交易+现货交易虚拟电厂虚拟电厂盈利方式盈利方式市场化需求侧响应收益电力市场交易及辅助服务收益补偿型需求侧响应收益+辅助服务收益虚拟电厂虚拟电厂发展阶段发展阶段市场交易型，已实现商业化市场交易型，已实现商业化邀约型为主，仍处于试验阶段整体来看，美国和欧洲在虚拟电厂的发展和市场化运作方面较为成熟，已实现商业化，而中国仍在试验和逐步市场化的过程中。二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务2.2.1 虚拟电厂的售电业务-定义售电业务的定义：通过控制和优化多种分布式能源资源，参与电力市场交易，向电网或终端用户销售电力及电力系统辅助服务的商业活动。售电业务是核心运营活动之一，将多种分布式能源资源通过先进的信息技术和软件平台整合起来，形成一个能效高、响应灵活的电力资源集群。虚拟电厂能在电力市场上像单一电站一样进行电力销售和交易。二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务2223虚拟电厂售电业务范围示意图交易中心VPPVPP调控中心分布式能源资源市场交易聚合管理点对点交易 对外参与能源市场 VPP聚合内部分布式能源资源参与电能量市场、辅助服务市场交易，此外还可考虑参与碳市场、天然气市场。对聚合资源形成内部市场 VPP通过价格信号引导底层资源的发电和用能行为。底层资源之间以合作方式运行，VPP合理分配利润。运营商之间的电力交易 多个虚拟电厂之间或者虚拟电厂与其他市场主体之间也可进行电力交易。2.2.1 虚拟电厂的售电业务-定义二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务242.2.2 虚拟电厂的售电业务对外参与能源市场挑战1：如何聚合内部分布式资源，计算满足多种运行约束条件下VPP整体对外的功率调节能力，同时满足系统对调节性能的要求ss,min,maxcon,ttttttttttttttTMrrrrmPGWcQHIdTP Qxxxx构建虚拟电厂功率聚合模型灵活资源约束网络运行约束调节持续时间爬坡速度响应速度聚合结果：通过数学解析法获得VPP在公共连接点连续时间尺度的可行域P、Q，及其调节技术指标 r,.虚拟电厂等效聚合示意图二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务25挑战2：如何在考虑内部资源和外部市场环境的多重不确定性下，提高VPP优化运行与市场竞标的准确性内部分布式能源资源不确定性外部市场环境不确定性可再生能源出力、负荷消耗等各类能源市场价格、调频等辅助服务调节信号考虑多重不确定性因素的相关性鲁棒优化理论随机规划理论信息间隙理论条件风险价值进一步演化历史相关性驱动的鲁棒优化Copula理论数据驱动的分布鲁棒优化二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务2.2.2 虚拟电厂的售电业务对外参与能源市场26考虑不确定性的VPP聚合问题 构建包含多不确定性因素相关性和多时间尺度耦合关系的不确定性集。以可行域最大化为目标，构建VPP两阶段鲁棒优化模型，并采用基于列和约束生成算法优化求解。最终获得更精准、偏差功率更低的VPP可行域。基于列和约束生成算法的两阶段鲁棒优化求解T0,1 minmaxminVPPVPPVPPVPPTtUPQs xFPQtSMs1,1 minVPPVPPkTtPQxtMPS，：T,maxminVPPVPPUs xFPQSPs1主问题次问题:,ttttt LTU,min,max tttt T,maxi ti tit NT max ,ijHHi jijUUN不确定性集合的构建二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务2.2.2 虚拟电厂的售电业务对外参与能源市场相关文献：X.Liu,Y.Li,“Dynamic aggregation strategy for a virtual power plant to improve flexible regulation ability,”Energy,202427考虑不确定性的市场投标问题 采用Copula函数构建市场价格与调频需求之间相互关联的不确定性模型，并以相应的Copula-CVaR模型作为市场风险量度指标对需求响应聚合商的决策风险进行量化 建立以需求响应聚合商的利益最大化为目标的竞标模型。2.构建 Copula-CVaR函数maxmaxacamLMPac200200amLMP1a+b11 a+,d ddb1,dRlls kRs kMkhMMs kRs kRRRkhMMMsMsRM3.将Copula-CVaR以乘以一个风险偏好系数的形式加入目标函数中，获得虚拟电厂在调频市场中的竞标决策模型：2ac,am,LMP,11M1:maxa+bTtNttl ttttttttttqs kRs kMMMksLM1.建立损失函数acam2mLMPmLMP,a+b1clR MsMRsMMsMM 2.2.2 虚拟电厂的售电业务对外参与能源市场二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务相关文献：X.Liu,Y.Li,“Dynamic bidding strategy for a demand response aggregator in the frequency regulation market,”Applied Energy,202228挑战3：如何实现多市场间策略协调，有效地在电力市场和辅助服务市场之间平衡资源使用，这要求虚拟电厂具备高度的策略灵活性和响应能力 根据分布式资源的运行状态，市场需求及价格的动态变化，VPP随之动态的调整自身的组合形式，制定完善的竞标策略。VPP将分布式资源聚合为多个虚拟机组，分别参与不同的调节任务，虚拟机组之间的资源根据需求协同运行。虚拟电厂参与多种市场交易能量市场调频市场备用市场 VUVUVU,minmaxminjjjjFj JMPx s P P1 sU VUVU,min jjjjJ PPG xc Mxm,ss jjTjJ stVUVU,stst ,1,j tj tPPtttjJ stVUVU,stst ,1,j tj tRRtttjJ st:以市场收益最大为目标，同时满足系统、资源运行约束以及市场所需的调节性能二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务2.2.2 虚拟电厂的售电业务对外参与能源市场29挑战4：如何考虑其它市场主体的策略性竞标行为以及由认知水平存在差异且信息不互通产生的有界理性行为行为经济学理论：前景理论、心理账户、启发式认知偏差K级推理方法，深度强化学习等人工智能方法前景理论认为，对于某一个全概率事件(,)，它们分别的概率为(,)，价值()和概率的权重()以这样的方式结合为前景值(,;,)=()()+()()然后，自然人会比较各个全概率事件的前景值，并且选择较大的那个。二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务2.2.2 虚拟电厂的售电业务对外参与能源市场相关文献：Kahneman and Tversky,Prospect Theory:An Analysis of Decision under Risk,Journal of the Econometric Society,197930考虑其它市场主体有界理性的VPP竞标策略 利用k 级推理方法探索VPP的决策过程，其k 级有界理性决策是基于其它参与者k-1级竞标策略而获得的。采用DQN算法与k级推理方法相结合的方式来获得具有不同理性等级VPP竞标策略。虚拟电厂k级理性竞标策略形成过程虚拟电在市场竞标示意图二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务2.2.2 虚拟电厂的售电业务对外参与能源市场31挑战1：如何通过价格信号引导内部成员行为，实现自身优化运行2.2.3 虚拟电厂的售电业务对聚合资源形成内部市场VPP在分布式能源经济调度中处于领导地位，优先制定售电策略及负荷电价，EV等柔性负荷作为跟随者，根据虚拟电厂的售电决策改变自身的购电行为，以谋求最低的购电成本。在实现虚拟电厂利益最大化的同时降低负荷的购电成本。Max:VPP购售电收益购售电收益s.t:1）系统功率平衡约束系统功率平衡约束2）售电价格约束售电价格约束3）储能充储能充/放电量放电量、充充/放电速率约束放电速率约束4）储能储能SOC约束约束5）EV调度容量约束调度容量约束6）电力市场交易约束电力市场交易约束Min:负荷购电成本负荷购电成本s.t:1）柔性负荷转移量约束柔性负荷转移量约束2）EV充充/放电速率约束放电速率约束3）EV充充/放电量约束放电量约束4）阶段功率总量约束阶段功率总量约束电量采购电价信息DAMEVLESPV1max TtttttttGCCCCCR上层：VPP决策模型VPPPVESEVL1L2L1L2=ttttttttPPPPPPPPPVPVLLEVRT+RT-=tttttttPPPPPPPEVDAMb,b,11TTttttXXEVEVEVEVmins,b,maxttXXXX下层：负荷购电模型EVEVLEV11min C2TttttCPCL1L1L1minmaxtPPPEVEVEV,min,maxtttPPP,min,maxEVEVEVtttSOCSOCSOCL1L1,st11KKttttPPL2L2,st11KKttttPP二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务32挑战2：用户在需求响应决策中的地位提高，如何构建灵活的需求响应模型引入行为经济学对消费者用能行为、需求响应偏好进行建模二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务2.2.3 虚拟电厂的售电业务对聚合资源形成内部市场33优化目标：满足用户用能需求用能需求，同时考虑用户舒适度，用户舒适度，经济最大化考虑 禀赋效应load,11MiniliNNimpEHPi li li liii li lilEPts TT,11MinilNNimploadEHPi li li lii lii lilEPtTT理性人考虑 资金时间偏好,11Min(1)ilNNimpoadEHPi li li lii lii lilEPts TT 约束条件：load,busmax,1bNi lEHPl bi lbbEPPt考虑社会影响研究包含电热泵资源的虚拟电厂优化模型：二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务2.2.3 虚拟电厂的售电业务对聚合资源形成内部市场相关文献：Nicholas Good,Using behavioural economic theory in modelling of demand response,Applied Energy,Applied Energy,2019342.2.4 虚拟电厂的售电业务虚拟电厂之间的电力交易挑战1：如何实现多VPP之间高效、灵活的电力交易，增加交易的可信度和监管的便利性 提出结合集中出清和连续双边拍提出结合集中出清和连续双边拍卖的基于区块链的虚拟电厂卖的基于区块链的虚拟电厂P2PP2P交易机制交易机制 在区块链平台上验证了所提机制在区块链平台上验证了所提机制的可行性和经济性的可行性和经济性The address of DER generatorsThe address of electricity usersThe address of response policyThe address of heating suppliersThe address of response policyThe address of heat DR usersThe address of response policyMatchmaking smart contractAccount 1（DER generators）Account 2（electricity users）Account 3（heating suppliers）On the chainUnder the chainThe disturbed exchanges mix-match the ordersOrder-books with signaturesSettlement smart contractOrder 1：Initiator：account 1Sell out：10kWSell-time：1:00-2:00SignatureAccount 4（heat DR users）Order 2：Initiator：account 2Maximum buy in：5kWBuy-time：1:00-2:00The address of response policySignatureOrder 3：Initiator：account 3Sell out：10kJSell-time：2:00-3:00SignatureThe address of response policySignatureOrder 4：Initiator：account 4Maximum buy in：6kJBuy-time：2:00-3:00The address of response policySignatureOrder 1Order 2Order nSignature by exchangeTrading Trading cyclecycleTransactiTransaction on sequence sequence The transaction The transaction partiespartiesEnergy Energy amountamountTransaction Transaction priceprice(0.01Finney)0.01Finney)Round 11Seller 0Buyer 1201072Round 12Seller 1Buyer 1101143Round 13Seller1Buyer 3501125Round 14Seller 1Buyer 0201091Round 25Seller 2Buyer 020111211=GLNNGiDiiiPP11+(/)GNkkGiiPAmount of electricityOptimal buying priceBuyer 1Buyer 2Buyer 3Buyer mOptimal selling priceSeller 1Seller 2Seller mPrice margin集中出清连续双边拍卖基于区块链技术的P2P交易实现交易的透明化和去中心化二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务35基于区块链技术的P2P交易Parachain bridgeUUUAUEthereumPrivate chainsRelay chainPlasma based chainsLAElectricity usersPlasmaState channelParachain queues and I/OParachain(Polkadot based)GBlock generatorTransaction dataValidatorFinal deal dataAggregator 1Aggregator nEthereumAggregator 2Contract BUser 1User 2Private chain/Side chain of plasma/parachain of PolkadotRelay chainContract CContract ANon-renewable DGs(DG1,DG2)Contract BRESRES generators power amountTotal RES power amountBidding price/price adjustment signalFinal transaction dataContract DElectricity data/amount of tokensContract BUser 1DG 1status0 x1 Transaction mined and execution succeedtransaction hash0 x442bda980ed188a4011bf65dc3494cfacc776e758e8052c6ebc22dc707774392from0 xca35b7d915458ef540ade6068dfe2f44e8fa733ctoCon1.powerquery()0 x692a70d2e424a56d2c6c27aa97d1a86395877b3agas3000000 gastransaction cost23566 gasexecution cost2294 gashash0 x442bda980ed188a4011bf65dc3494cfacc776e758e8052c6ebc22dc707774392input0 x436.11de6decoded inputdecoded output 0:int256:277,150,502,397,122 logsvalue0 weiThe address of Contract BA query function built to show the power bought/sold of the clients of the No.1 aggregatorThe power bought of aggregator No.1s clients 提出基于分布式优化的基提出基于分布式优化的基于区块链的能源交易机制于区块链的能源交易机制 实现分布式实现分布式优化的完全链优化的完全链上实现上实现 设计提高设计提高交易吞吐量的区交易吞吐量的区块链网络块链网络 减少公有减少公有链上的数据传链上的数据传输，保护用户隐私输，保护用户隐私The demand/supply amount(MW)0204060801510152025The serial number of the market participantsResult calculated by centralized methodResult calculated by decentralized methodElectricity usersNon-renewable energy generatorsBelong to aggregator 1Belong to aggregator 2Belong to aggregator 3Belong to aggregator 4Belong to aggregator 5（交易机制）（区块链网络）2.2.4 虚拟电厂的售电业务虚拟电厂之间的电力交易二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务362.3 虚拟电厂示范案例Next KraftwerkeNext Kraftwerke 是一家总部位于德国科隆的虚拟电厂运营商，提供虚拟电厂全套解决方案。其聚合的资源包括沼气电厂、热电联产厂、水电、光伏、电池储能、电动汽车、工业负荷等。聚合单元数量：16769 个聚合容量：13500 MW交易电量：15.1 TWh员工数量：338 人年营业收入：6 亿欧元二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务372.3 虚拟电厂示范案例Next KraftwerkeNext Kraftwerke 主要通过电力市场交易、提供辅助服务以及可控资源的优化调度与电网进行互动并获利。电力市场准入及交易服务01提供辅助服务提供辅助服务02VPP的优化调度的优化调度03为个人资产所有者以及各类投资组合经理提供市场准入。包括日前和盘中市场的短期交易，以及欧洲各个电力交易所的长期和场外交易。活跃于欧洲七个TSO地区，提供辅助服务。如发生频率不平衡，VPP 将收到来自 TSO 的订单，要求提供一定的功率以平衡频率偏差。通过 VPP 优化分布式资源的生产可以带来显著的收入增长。根据资产类型和市场的不同，可以进行各种不同的优化选项。二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务38Next Kraftwerke将电价信息发送至用户，调整用户生产至低电价时段，降低用户用电成本。在优化负荷之前，负荷集中的时间段在06：00-08：00之间，此时市场电价处于较高水平，而通过虚拟电厂灵活调节聚合资源后，优化后的负荷（绿色柱体）可以集中在电价较低的时段，从而使用户的用能成本降低。二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务2.3 虚拟电厂示范案例Next Kraftwerke392.3 虚拟电厂示范案例冀北虚拟电厂冀北虚拟电厂是国内首个市场化运行虚拟电厂项目。平台实时接入并控制蓄热电采暖、工商业负荷、智能楼宇、储能、电动汽车充电站、分布式光伏等资源，构建了1智能管控平台+N运营商+X用户体系架构。平台聚合了35家用户，156个可调节资源，总容量35.8万千瓦，调节能力20.4万千瓦。注册申报运行结算 采用虚拟电厂到华北调度系统、冀北交易平台注册的方式。由虚拟电厂业务运营商统筹聚合资源申报需求，基于交易平台，向调控中心申报运行交易计划。由华北调控中心向虚拟电厂下发调度指令，虚拟电厂通过智能调控决策分解指令到可调资源。采用华北调控中心与虚拟电厂业务运营商结算，虚拟电厂业务运营商与聚合资源结算两级结算方式。冀北虚拟电厂参与华北调峰辅助服务市场机制二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务40冀北虚拟电厂运作模式华北调度虚拟电厂可调资源调令ID:T0027调节目标：25MW调令状态：发送完成接受时间：17:58:00调令ID:D00151调节目标：549.257kW资源名称：沽源总蓄热资源调令状态：已送达调令ID:D00151调节目标：549.257kW资源名称：沽源总蓄热资源调令状态：已送达调节中受控中受控中IoT边缘网关优化计算协同指令累计增发新能源电量3747万千瓦时，2022年已响应最大调节功率为154MW，最大调节速率15.7MW/min（占额定有功功率的4.4%）二、二、虚拟电厂的商业模式与售电业务2.3 虚拟电厂示范案例冀北虚拟电厂41主要内容一三引言共享储能技术与商业模式二虚拟电厂的商业模式与售电业务新兴业态的发展前景与政策支撑四总结五五42三、三、共享储能技术与商业模式3.1 共享储能概述基本概念：储能的拥有权与使用权解耦。储能使用者在不获取储能所有权的条件下，仅通过支付服务费用的方式享有储能使用权，避免投资储能的高昂成本而享受使用储能带来的便利。而储能拥有者在不损失储能所有权的条件下，通过收取服务费用的方式转让储能使用权，可以在避免储能资源的浪费同时获取额外收益。共享储能示意图在右图中，云储能系统由多个微电网共同投资和管理维护，并同时为多个微电网提供服务。433.1 共享储能概述随着新能源并网规模的持续增长，目前已有山东、湖南、等超过20个省份实施了新能源场站强制配储政策，通常要求配储比例达到场站容量的10%至20%。然而，储能系统较高的投资建设与运营成本与其较低的利用率给投资者带来巨大的困扰。青海共享储能模式共享储能的由来2019年4月，鲁能海西州多能互补集成优化国家示范工程储能电站进行了共享储能交易试运营，市场化模式打破了单个电站独享模式，为“共享储能”提供了解决方案。三、三、共享储能技术与商业模式44共享储能的应用场景共享储能在电力系统的“源-网-荷”多个方面具有应用场景。提供应急备用电源在电力系统故障或断电时提供紧急电力，确保用户的供电需求和安全促进分布式能源系统电网削峰填谷增加电力系统的供电可靠性电力市场参与优化能源管理和节能将分散的可再生能源整合和存储起来，减少出力波动降低峰值负荷、平衡电力供需，降低电力系统的压力提供可靠的电力供应，防止突发事件或设备故障引起的停电情况共享储能可以成为电力市场的参与者，参与能源交易和能量市场的运作根据用电需求智能调度能源的充放电，从而实现节能的效果，降低用电成本三、三、共享储能技术与商业模式3.1 共享储能概述45共享储能与传统储能的区别相比于传统储能电站，共享储能的核心属性在于“共享”、“共赢”。储能电站不仅仅为单一的发电或用电方提供服务，而是向多个用户开放储能设施。储能的应用场景更加多元化。储能设施的使用权和收益权被划分为多个份额，不同用户可以根据需求和能力购买相应份额，通过精细的调度管理和灵活的交易机制，实现各方的共赢。传统储能共享储能电站类型自建电站共享电站服务对象单一新能源场站所有需要储能的场站、资源管理模式提升自身发电质量辅助服务三、三、共享储能技术与商业模式3.1 共享储能概述46共享储能与VPP的关系VPP中具有大量温控负荷和电动汽车等具有能量储备功能的分布式资源，基于闵可夫斯基和、可行域投影等方法可以获得