隨著儲(chǔ)能在負(fù)荷轉(zhuǎn)移、提高光伏自發(fā)自用水平、節(jié)省電費(fèi)開支等方面應(yīng)用價(jià)值逐漸展現(xiàn)，近兩年全球用戶側(cè)儲(chǔ)能市場(chǎng)呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展之勢(shì)。因應(yīng)用場(chǎng)景的不同，用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用具體包括工商業(yè)用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用和居民戶用儲(chǔ)能應(yīng)用。美國(guó)是工商業(yè)用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用的主要市場(chǎng)，德國(guó)、澳大利亞是戶用儲(chǔ)能發(fā)展較快的國(guó)家。
盡管儲(chǔ)能應(yīng)用價(jià)值日漸清晰，但是在目前儲(chǔ)能設(shè)備和安裝成本仍然相對(duì)較高的情況下，僅靠單一收益仍然無法保證項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)良好的投資回報(bào)。特別對(duì)于用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用，業(yè)主通常不具備公用事業(yè)公司或大型電力公司的強(qiáng)大財(cái)務(wù)實(shí)力，難以承擔(dān)項(xiàng)目成本。針對(duì)于此，全球領(lǐng)先的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商都在積極地通過創(chuàng)新的技術(shù)手段和商業(yè)模式充分挖掘和開發(fā)用戶側(cè)儲(chǔ)能市場(chǎng)。根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)對(duì)于全球儲(chǔ)能市場(chǎng)的長(zhǎng)期追蹤，“虛擬電廠”模式是企業(yè)推廣應(yīng)用最多的商業(yè)模式之一。
“虛擬電廠”模式是分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商基于能源軟件管理平臺(tái)，集成分散在用戶側(cè)的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)，分析、控制并優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行，參與電網(wǎng)服務(wù)獲取應(yīng)用收益。“虛擬電廠”模式體現(xiàn)的正是儲(chǔ)能在發(fā)電側(cè)、輸配側(cè)和用戶側(cè)的多重應(yīng)用價(jià)值。經(jīng)過統(tǒng)一調(diào)度和管理的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)不僅可以參與電力市場(chǎng)通過調(diào)頻、備用容量等應(yīng)用獲取收益，而且對(duì)于輸配電系統(tǒng)可以發(fā)揮電壓支持、延緩輸配電擴(kuò)容升級(jí)、需求響應(yīng)等方面的應(yīng)用價(jià)值。
GTM Research一項(xiàng)基于美國(guó)用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用收益的研究也表明，來自于電網(wǎng)服務(wù)的收益在用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用總收益中占最大份額，如下圖所示。在此基礎(chǔ)上，盡管目前儲(chǔ)能系統(tǒng)成本仍然相對(duì)較高，但是用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用仍然可以實(shí)現(xiàn)凈收益。對(duì)于項(xiàng)目開發(fā)商或投資人而言，相較于面向分散用戶的直接收益，來自于電力市場(chǎng)、輸配電運(yùn)營(yíng)商或公用事業(yè)公司的電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用收益還可以極大地增強(qiáng)項(xiàng)目投資回報(bào)的確定性。隨著電力市場(chǎng)規(guī)則日趨成熟，虛擬電廠模式有望成為分布式能源必不可少的集成解決方案。
根據(jù)CNESA研究部對(duì)于全球儲(chǔ)能市場(chǎng)的長(zhǎng)期追蹤，目前Sunverge、Stem、Tesla、Green Charge Networks、Sonnen等全球主要的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商都在積極探索“虛擬電廠”模式，并形成了許多代表性的應(yīng)用案例。
在美國(guó)加州，Stem公司于2017年6月，利用分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)集成的虛擬電廠(VPPs)進(jìn)一步發(fā)揮了其在需求響應(yīng)方面的應(yīng)用價(jià)值，在夏季最熱時(shí)段為加州的CAISO和三大公用事業(yè)公司提供緊急需求響應(yīng)服務(wù)，以此降低空調(diào)負(fù)荷激增對(duì)于電網(wǎng)的沖擊。此次需求響應(yīng)之前，6月19日在加州日前批發(fā)市場(chǎng)就創(chuàng)造了一個(gè)較高的服務(wù)價(jià)格。Stem在日前市場(chǎng)首先承諾在6月20日下午五點(diǎn)幫助PG&E和SCE降低負(fù)荷，并于6月20日的響應(yīng)時(shí)段，為PG&E和SCE的4個(gè)區(qū)域提供了需求響應(yīng)服務(wù)。在6月20日響應(yīng)開始之后，Stem還收到SDG&E的響應(yīng)指令，在5分鐘內(nèi)集成儲(chǔ)能容量提供了臨時(shí)性的需求響應(yīng)服務(wù)。此次需求響應(yīng)，Stem共調(diào)用了1.6MW的用戶側(cè)儲(chǔ)能容量，為加州電網(wǎng)中的7個(gè)負(fù)荷緊張地區(qū)提供服務(wù)、釋放電能。由于儲(chǔ)能系統(tǒng)具有快速響應(yīng)的特點(diǎn)，Stem的儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)在該周其他時(shí)段也為三大公用事業(yè)公司提供了十多次需求響應(yīng)服務(wù)。
在澳大利亞阿德萊德，Sunverge與能源服務(wù)商AGL Energy合作，使用Sunverge的云互聯(lián)能量管理系統(tǒng)，構(gòu)建虛擬電廠，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)儲(chǔ)能電池的直接接入。用戶可以在大多數(shù)時(shí)間內(nèi)控制儲(chǔ)能系統(tǒng)并儲(chǔ)存利用光伏電力，VPP也會(huì)根據(jù)電力市場(chǎng)價(jià)格和指令狀況，統(tǒng)一調(diào)度儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)穩(wěn)定性服務(wù)獲取收益。目前該項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超過60套戶用儲(chǔ)能系統(tǒng)接入，達(dá)到了項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行的關(guān)鍵指標(biāo)，未來計(jì)劃總計(jì)接入1000套戶用儲(chǔ)能系統(tǒng)。
在美國(guó)佛蒙特州，特斯拉與佛蒙特州公共事業(yè)公司(Green Mountain Power，GMP)合作，將數(shù)百個(gè)居民側(cè)和商業(yè)側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成，為電網(wǎng)提供多種服務(wù)，保障電網(wǎng)穩(wěn)定，此外，特斯拉還將與GMP合作調(diào)度這些集成后的資源，參與新英格蘭的批發(fā)電力市場(chǎng)，獲取額外收益。GMP是美國(guó)第一個(gè)向客戶提供Powerwall的公共事業(yè)公司，安裝了大約2000多套Powerwall和Powerpack。這個(gè)虛擬電廠計(jì)劃，預(yù)計(jì)可以最多削減10MW的高峰負(fù)荷，如果用戶搭配光伏系統(tǒng)，還可以存儲(chǔ)光伏發(fā)電，在斷電時(shí)自發(fā)自用。特斯拉計(jì)劃集成成千上萬的電池，形成能源網(wǎng)絡(luò)，挖掘它們受公共事業(yè)公司支配，為電力系統(tǒng)提供即時(shí)服務(wù)的潛力，同時(shí)尋求與其他公共事業(yè)公司或能源零售商、電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、集成商等相關(guān)企業(yè)合作虛擬電廠計(jì)劃。
“虛擬電廠”模式充分體現(xiàn)了分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)在發(fā)電側(cè)、輸配側(cè)和用戶側(cè)的多重應(yīng)用價(jià)值，即使在當(dāng)前成本相對(duì)較高的情況下，仍然確保用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)良好的投資回報(bào)。明確的電力市場(chǎng)付費(fèi)機(jī)制、分布式資源集成參與電力市場(chǎng)的準(zhǔn)入機(jī)制、分布式儲(chǔ)能安裝應(yīng)用的激勵(lì)措施、公用事業(yè)公司與分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商的合作等都是確保該模式順利推廣應(yīng)用的外部條件。與之相比，國(guó)內(nèi)工商業(yè)儲(chǔ)能項(xiàng)目的收益仍然聚焦于峰谷價(jià)差套利，不僅收益直接受電價(jià)結(jié)構(gòu)影響、具有較強(qiáng)的不確定性，而且儲(chǔ)能在靈活性等方面的價(jià)值無法充分發(fā)揮，未來仍然需要通過電力市場(chǎng)化改革的進(jìn)一步深入，降低儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)服務(wù)的準(zhǔn)入門檻，充分發(fā)揮儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)于電網(wǎng)的應(yīng)用價(jià)值并通過市場(chǎng)化方式獲取回報(bào)。