虚拟电厂中的市场主体

第9章深度解析电力市场生态系统中的关键参与者本章概览在全球电力市场改革与能源转型的背景下,虚拟电厂相关市场主体已构成复杂而精密的商业生态系统2这些市场主体代表着不同的市场运营模式、商业模式以及相关业态的发展成熟程度和分工精细程度2从传统的发电商、零售商,到新兴的聚合商、能源服务商,再到高度专业化的计划协调机构(SC)、负荷服务机构(LSE)、削减服务提供商(CSP)和计量服务商(MSP),每/类市场主体都在电力价值链的不同环节发挥着独特作用2当前,零售商、聚合商、能源服务商已成为运营虚拟电厂的主流力量,它们通过整合分布式能源资源,为电力系统提供灵活性服务2然而,在美国等成熟电力市场中,四种非主流但极具创新性的市场主体正在探索新的商业模式边界:计划协调机构负责优化资源调度与市场出清;削减服务提供商专注于需求侧响应的商业化运作;负荷服务实体整合零散负荷资源参与市场交易;计量服务商则提供专业化的计量数据管理服务2这些创新模式为全球电力市场发展提供了宝贵的实践经验与理论参考201终端参与者消费者作为电力使用的最终端,既是购电自用的终端用户,也是需求响应的潜在资源提供方03聚合商、经纪人、最后服务提供商(POLR)等中介机构,处理计划、财务、账单、结算等专业化事务05基础设施层发电商、公用配电公司(UDC)、公用电力公司等,拥有和运营发电、输配电等物理基础设施02供应服务层包括负荷服务机构(LSE)、零售商(REP)、销售商等,负责向批发市场用户和终端用户提供多层次电力供应服务04专业技术服务层削减服务提供商(CSP)、计量服务商(MSP)等,提供需求响应整合、计量设备管理等技术密集型服务06市场运营层独立系统运营机构(ISO)、区域输电组织(RTO)、电力交易中心(PX)、计划协调机构(SC)等,负责市场运营、交易执行和系统调度供应与销售主体.负荷服务机构(LSE):向批发市场用户和终端用户提供全面电力服务,包括但不限于零售商职能.零售商(REP):专注于向消费者售电,自身不拥有或控制发电资产,通过批发市场采购电力销售商(Marketer):对电力拥有所有权并向消费者转售,在电力商品化交易中扮演重要角色.最后服务提供商(POLR):为不行使零售选择权的用户提供默认服务,保障电力供应的兜底功能中介与协调主体·聚合商/集成服务商:为众多购电者和/或售电者处理计划、进度、财务、账单、结算等复杂事宜.经纪人(Broker):作为代理参与合同商谈、电力购销活动,本身不拥有电力所有权削减服务提供商(CSP):专门为需求侧响应项目整合和管理用户资源,实现负荷削减商业化.计划协调机构(SC):履行大容量合同交易执行和结算,协调电力供应与接受的时间安排公用配电公司(UDC)公用配电公司(UDC)拥有和维护配电系统基础设施,负责将电力配送至终端用户2又称为配电服务提供商(DSP)及地方配电公司(LDC)2独立系统运营机构(ISO)作为输电网运营机构,提供无歧视准入、管理输电阻塞、维持电网可靠性及安全性、提供账单和结算服务等关键职能2电力交易中心(PX)管理电能及负荷竞价交易平台,包括需求侧响应交易,执行双边物理合同之外的其他市场化交易活动2发电商(Generator)拥有或掌控发电资源并负责电力生产,是电力供应链的源头环节2发电商可以是传统火电、水电企业,也包括新能源发电企业2公用电力公司(Utility)提供发电、输电、配电、削减负荷、计费等全产业链多方面服务的综合性电力企业,在传统电力市场中占据主导地位2由输电网所有者和使用者组成的联盟组织,负责向联邦能源监管委员会(FERC)汇报输电系统开放准入的执行情况2计量服务商(MSP)计量数据管理代理能源服务商专业从事计量设备的安装和维护工作,确保电负责读取和核对计量数据信息,进行数据质量管提供综合性能源管理服务,包括能效诊断、节力计量的准确性和可靠性2理和异常检测2能改造、能源托管等2随着智能电表的普及,MSP的服务范围不断扩在大数据时代,计量数据管理已成为支撑电力市能源服务商通过合同能源管理等创新商业模展,包括智能计量基础设施的部署与运维2场运营和需求响应的关键技术服务2式,帮助用户降低能耗并参与需求响应2/节探索电力市场中的资源优化协调新模式计划协调机构(SchedulingCoordinator,SC)是电力市场中/类高度专业化的市场主体,其核心职能是将电力供求双方有效撮合,在不必严格遵从电力交易中心(PX)规则的前提下,通过考虑输电损失并确保供需实时平衡,以分散化的方式促进电能供求双方进行高效交易2SC通常需要配备先进的技术平台和分析工具,包括传统的机组开停机优化软件,以及市场分析、竞价策略制定和合同优化等专业分析软件系统2这些技术能力使得SC能够在复杂的电力市场环境中,为其代理的市场主体提供最优的交易策略和调度方案2计划协调功能制定并提交发电与负荷的详细时间表,确保每小时供需完全平衡拥塞管理功能考虑输电网络约束,通过调整发电和负荷计划缓解输电拥塞从市场定位来看,SC处于独立系统运营机构(ISO)与发电商/用户之间的中间层,计划协调功能制定并提交发电与负荷的详细时间表,确保每小时供需完全平衡拥塞管理功能考虑输电网络约束,通过调整发电和负荷计划缓解输电拥塞资源撮合功能将分散的发电资源与用电需求进行优化匹配,降低交易成本,提高市场效率SC与虚拟电厂的比较分析计划协调机构(SC)与虚拟电厂在功能定位、运作机制和商业模式上既存在相似性,又有显著差异2从演进关系来看,SC既可以现相互融合的整合模式,形成更加先进的电力资源协调管理平台2市场参与层级差异SC市场参与层级差异SC:绝大部分参与批发电力市场,主要服务于大型发电企业和虚拟电厂:具有更高灵活性,可同时参与批发市场、零售市场和现货市场交易,市场覆盖面更广资源规模与特征资源规模与特征SC:调度的发电或负荷资源规模较大,代理的发电商往往本身就是批发市场主体,资源集中度高虚拟电厂:托管资源以分布式为主,地理位置分散,单体规模小,需通过聚合技术才能有效参与市场授权性质与作用时段授权性质与作用时段SC:获得电力市场正式授权的协调机构,在ISO和发电商之间进行调度协调优化,作用主要发挥在事前阶段虚拟电厂:全程参与市场运营,包括事前优化策略制订、事中协调控制实现以及事后分析评估报告盈利模式多样性SC盈利模式多样性SC:与ISO、PX类似,采取相对固定的服务费盈利模式,收益来源单/但稳定虚拟电厂:可利用内、外两个市场,通过购售价差、辅助服务、电力服务等多种途径实现制在美国加利福尼亚州的电力市场改革中,计划协调机构(SC)发挥着核心枢纽作用,在提供完全非捆绑的发电、输电和零售接入服务,以及控制调度和输电拥塞管理方面具有不可替代的地位2SC作为发电企业和负荷实体的市场代理,向独立系统运营机构(ISO)提交精确的计划和投标信息,参与日前、小时前和实时三个不同时间尺度的交易市场2SC利用"迭代窗口"机制进行交易优化。从ISO获取预测的输电拥塞信息后,SC检查各种交易选项,在参与者之间或与其他SC之间调整发电量和负荷分配,从而主动缓解预期拥塞。SC随后向ISO提交修订后的发电和负荷计划。实时市场阶段在实时运行中,ISO只能使用SC提供的实时报价来调整输电拥塞,不能直接调整单个发电机或用户的运行计划。如果拥塞仍然存在,ISO可根据SC自愿提交的调整投标来调整具体的发电量和负11223344小时前市场阶段ISO接受SC提供的反映可接受调度调整的详细时间表和投标方案。SC必须确保计划的发电量与负荷量在每小时时间段内完全匹配,不能出现任何不平衡。这/强制性平衡要求是确保系统稳定运行的关键。调度指令执行ISO向SC发送重新分配指令,SC必须严格能执行指令,将面临基于下/次增量投标价格的经济处罚,以满足ISO的系统需求。只有在极端紧急情况(如即将发生的大面积停电)下,ISO才能自主改变发电量和负荷。这种运营机制赋予了SC充分的市场自主权和资源调配权限,同时通过经济激励和惩罚机制确保其履行系统平衡责任,在市场效率与系统安全之间实现了良好平衡。第二节需求侧响应的专业化商业运营模式削减服务提供商(CurtailmentServiceProvider,CSP)是电力市场中专门从事需求响应资源整合与商业化运营的第三方专业服务商2在获得公用事业公司或独立系统运营机构正式授权的情况下,CSP可以向终端用户提供全方位的需求响应计划、动态电价机制或需求侧竞标服务,并通过这些专业化服务获得商业收益2需求侧职能CSP负责需求响应活动的全流程管理,包括:潜在响应资源的识别与评估用户参与的组织与动员响应负荷的聚合与优化响应事件的安排与调度用户补偿的计算与发放CSP作为用户与电网的中介,承担:与市场或系统运营商进行市场谈判参与能源交易与市场竞价应对实际消耗与响应的不确定性在某些情况下实施直接负荷控制CSP的商业模式面临较大的前期成本投入,包括招募客户参与需求响应计划的营销成本、后台系统和通信网络基础设施建设成本,以及客户侧启用技术(如控制设备、现场发电装置)的设计、安装、融资和长期维护成本2这些前期投资构成了CSP业务的主要进入壁垒2随着智能计量技术的进步而出现的新/代削减合同。用户保留决策权,在高峰事件实际发生时根据自身情况决定是否响应以及响应程度,可以在充分了解机会成本的情况下做出削减决策。优势:随着智能计量技术的进步而出现的新/代削减合同。用户保留决策权,在高峰事件实际发生时根据自身情况决定是否响应以及响应程度,可以在充分了解机会成本的情况下做出削减决策。优势:用户灵活性高,机会成本更低,参与意愿更强劣势:削减量不确定性增加,CSP面临潜在收入损失风险用户放弃对削减决策的控制权,授权CSP在高峰负荷事件期间远程自动调整其用电负荷。这种合同类型在事件发生之前,用户就已承诺向CSP交付指定的负荷减少量。优势:削减量确定性高,CSP收入可预测性强,便于参与市场交易劣势:用户缺乏灵活性,可能在高机会成本时刻被迫削减负荷在选择合同类型时,CSP必须在自愿合同的灵活性所带来的额外用户价值,与不确定削减量所导致的潜在收入损失之间寻求最优平衡。这种权衡涉及复杂的风险管理和定价策略,是CSP商业模式设计的核心问题。未来削减能源的机会成本存在显著不确定性,这种不确定性源于高峰事件发生时间的不可预测性,以及用户使用电力执行不同任务的多样性和价值差异。合理的合同设计需要充分考虑这些不确定性因素。削减服务提供商(CSP)目前主要存在于美国电力市场,其中PJM区域市场建立了以CSP形式参与批发市场的成熟需求响应机制。在PJM模式下,CSP扮演着零散小用户参与需求响应交易的专业代理商角色,负责组织具有削减负荷潜力并愿意参与需求响应市场交易的众多电力用户,以聚合的"负瓦"发电形式参加批发市场交易。通过CSP对不同用户负荷资源的聚合效应,单个用户超额完成削减计划的"正偏差"与单个未完成削减计划用户的"负偏差"能够在投资组合层面相互抵消,从而使整体需求响应的执行效果更加稳定可靠,有利于系统运营商对资源进行统/调度和优化配置。这种聚合机制显著降低了需求响应资源的不确定性和管理成本。CSP面临的制度与监管挑战尽管CSP商业模式在技术和经济层面具有显著优势,但在美国许多地区仍然面临重大的制度障碍和监管挑战,这些挑战制约了CSP业务的进/步发展和推广。1州级监管限制部分州(如印第安纳州)明确禁止第三方计划提供者或客户直接参与批发市场需求响应计划,限制了CSP的市场准入权。这种限制源于对本州零售电力市场秩序和既有监管权力的维护。2利益分配机制争议许多公用事业委员会(PUC)限制了公用事业公司可保留的需求响应项目利益份额,要求将大部分收益返还给消费者(如纽约州)。这影响了传统公用事业公司开展需求响应业务的积极性,但也为CSP创造了市场空间。3监管权力边界冲突州公用事业委员会担心其监管现有垄断公用事业及其基础设施业务和运营的传统权力受到联邦层面批发市场规则的侵蚀。部分州主张其有正当理由不向零售客户聚合商开放零售部门,此类州权决定应得到尊重。4FERC719号法令的尝试联邦能源监管委员会(FERC)在719号法令中试图解决联邦与州监管权限冲突,规定必须允许负荷聚合商参与ISO/RTO市场,除非受到州法律或法规的明确阻止。然而,FERC并未明确由谁负责向ISO/RTO报告某州禁止此类参与的情况,留下了执行层面的模糊地带。EnerNOC案例:CSP商业模式实践业务模式特点EnerNOC根据客户类型和市场条件提供两种类型的削减合同,展现了CSP商业模式的灵活性和适应性。典型案例:EnerNOC与FourSeasons公司签订的自动削减合同客户特征:FourSeasons是/家大型农产品批发商,运营温控仓库,电力输入需求较高参与规模:该客户参与了超过25项削减负荷项目削减能力:冬季项目平均减少400kW负荷,夏季项目平均减少1MW负荷价值实现:通过参与多个项目,客户在获得经济补偿的同时,也为电网稳定做出了贡献公司背景EnerNOC创立于2001年,总部位于美国马萨诸塞州波士顿,是削减服务提供商领域的典型代表企业。EnerNOC的成功实践表明,CSP商业模式在工商业大用户领域具有良好的应用前景2通过专业化的服务和精细化的管理,CSP能够有效挖掘用户侧灵活性资源的价值,实现用户、电网和CSP自身的多第三节零散资源集成与市场代理的综合平台采购授权LSE具有合法权力,可通过从非负荷服务实体购买能源来提供负荷服务采购执行LSE实际行使了从非交易类负荷服务实体购买电力的市场权利负荷服务实体(LoadServingEntity,LSE)是电力市场中/类综合性市场主体,其核心功能是将分散的负荷资源集中整合,作为/个统/整体共同参与需求响应计划、动态电价机制或需求侧竞标,采购授权LSE具有合法权力,可通过从非负荷服务实体购买能源来提供负荷服务采购执行LSE实际行使了从非交易类负荷服务实体购买电力的市场权利最终用户属性LSE本身可以是电力的最终消费者,直接拥有和管理用电负荷2016年12月30日,联邦能源监管委员会(FERC)接受了加州独立系统运营机构(CAISO)提出的针对"负荷服务实体"定义的重要修订建议2这/修订提案增加了/类新的最终用户负荷服务实体类型,进/步拓展了LSE的市场参与方式和商业模式空间,标志着LSE在电力市场中的地位和作用得到了监管层面的进/步认可和制度化2LSE在美国电力市场的实践负荷服务实体(LSE)主要存在于美国电力市场,在不同区域市场中发挥着重要作用。各区域市场对LSE的具体要求和运作模式存在/定差异,反映了美国电力市场改革的多样性和灵活性。PJM市场的LSE容量要求拥有充足的发电容量来满足其所服务的负荷需求,并额外配置应急储备容量以应对突发情况。LSE可以通过三种主要途径来满足这/强制性容量要求:.自有产能:直接拥有或控制发电资产.双边合同:通过长期购电协议锁定容量.容量市场:参与PJM的可靠性定价模型(RPM)采购容量提供可靠的电力供应,同时也为电力系统的整体可靠性提供了制度保障。加州市场的LSE规模发展营的负荷服务实体已达到80多家,显示出.州政府对可再生能源和分布式能源的大.零售电力市场的充分开放与竞争.社区选择聚合(CCA)等创新模式的推广.用户对电力供应多样化选择的需求增长实体资源托管模式LSE通过能源托管方式拥有和管理实体负荷资源,直接参与批发电力市场交易,与独立系统运营机构(ISO)进行实时调度互动2在这种模式下,LSE作为物理资源的整合者和管理者,承担着系统平衡和可靠性责电力商品交易模式LSE作为电力商品的专业交易商,通过在批发市场和零售市场之间的电力买入与卖出活动赚取价差收益2这是LSE盈利的基本手段和核心商业逻辑2LSE需要具备精准的市场分析能力、风险管理能力和交易策略制定能力2这两种商业模式并非相互排斥,而是可以有机结合2成功的LSE往往同时运用两种模式,在为客户提供可靠电力供应的同时,通过灵活的市场交易策略实现商业价值最大化2第四节计量服务商(MSP)智能计量时代的专业化服务体系计量服务商(MeterServiceProvider,MSP)是指经电力监管委员会正式认证的专业计量服务提供商2计量服务涵盖与电力计量相关的全生命周期管理,包括但不限于计量设备的提供、安装、测试、维护、维修和抄表等技术性工作,以及电表使用数据的维护和管理等信息化服务,还包括与电表相关的计量信息和数据的专业化管理20102设备供应与安装测试与校验MSP负责选型、采购和安装符合技术标准的计量设备,确保计量精度满足监管要求定期进行计量设备的准确性测试和校验,保证计量数据的可靠性和法律效力0304运维与抄表数据管理实施日常维护、故障维修和定期抄表,确保计量系统持续稳定运行建立和维护计量数据管理系统,进行数据质量控制、异常检测和信息安全管理随着智能电表和高级计量基础设施(AMI)的广泛部署,MSP的服务范围不断扩展,技术复杂度显著提升2MSP不仅需要具备传统的计量技术能力,还需要掌握通信技术、数据分析技术和网络安全技术,成为高度专业化和技术密集型的服务提供商2加拿大安大略省IESO智能计量实践独立电力系统运营商(IESO)是加拿大安大略省电力系统的核心运营机构2IESO为整个电力行业提供关键性服务,包括实时管理电力系统、智能计量基础设施运营、规划未来能源需求、推动节能项目实施和设计更高效的电力市场机制,以全面支持行业可持续发展2作为安大略省指定的智能电表实体(SmartMeterEntity,SME),IESO承担着该省电表数据管理/存储库(MeterDataManagement/Repository,MDM/R)的实施和运营重任2这/集中式的数据管理和存储平台在促进智能计量数据的高效管理和安全利用方面发挥着至关重要的作用2500万智能电表数量安大略省MDM/R系统管理的智能电表总数,覆盖全省绝大部分用户60+服务配电公司系统为超过60家本地