全球及中國(guó)虛擬電廠行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析

全球及中國(guó)虛擬電廠行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析一、虛擬電廠概述1、定義及分類(lèi)虛擬電廠（VirtualPowerPlant,簡(jiǎn)稱(chēng)VPP）,其核心思想就是通過(guò)運(yùn)用IOT、云服務(wù)、AI等信息技術(shù)和軟件系統(tǒng)將分布式發(fā)電、需求側(cè)和儲(chǔ)能資源匯聚起來(lái)，通過(guò)數(shù)字化的手段形成一個(gè)虛擬的“電廠”來(lái)做統(tǒng)一的管理和調(diào)度，同時(shí)作為主體參與電力市場(chǎng)。從資源端來(lái)看，虛擬電廠資源包括可控負(fù)荷、分布式電源、儲(chǔ)能三類(lèi)。虛擬電廠的發(fā)展是以三類(lèi)可控資源的發(fā)展為前提的，分別是可控負(fù)荷、分布式電源與儲(chǔ)能，以上三類(lèi)電源在現(xiàn)實(shí)中往往糅合在一起，作為虛擬電廠的控制單元。2、虛擬電廠運(yùn)營(yíng)模式發(fā)展階段按照發(fā)展階段，可將VPP劃分為合約型、市場(chǎng)型和自主型三大類(lèi)。合約型（邀約型）階段為虛擬電廠初始階段，通過(guò)專(zhuān)項(xiàng)資金、特定合同、激勵(lì)政策引導(dǎo)聚合商參與，完成邀約、響應(yīng)和激勵(lì)流程。在不同牽頭單位和市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，虛擬電廠的組織方式將逐步從邀約型轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌?chǎng)型，在市場(chǎng)型階段主體通過(guò)參與電能現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)獲得收益。自主型階段是高級(jí)發(fā)展階段，將能實(shí)現(xiàn)跨空間自主調(diào)度，既包含可調(diào)負(fù)荷、儲(chǔ)能和分布式能源等基礎(chǔ)資源，也包含由這些基礎(chǔ)資源整合而成的微網(wǎng)、局域能源互聯(lián)網(wǎng)。二、虛擬電廠行業(yè)發(fā)展背景1、虛擬電廠行業(yè)相關(guān)政策從政策方面來(lái)看，近年來(lái)，國(guó)家出臺(tái)相關(guān)政策推動(dòng)虛擬電廠建設(shè)。2021年國(guó)務(wù)院發(fā)布的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》中提出，引導(dǎo)虛擬電廠參與新型電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)。此后虛擬電廠政策催化顯著加速。2022年《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》中提到開(kāi)展工業(yè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷、樓宇空調(diào)負(fù)荷、大數(shù)據(jù)中心負(fù)荷、用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能、新能源汽車(chē)與電網(wǎng)(V2G)能量互動(dòng)等各類(lèi)資源聚臺(tái)的虛擬電廠示范。2、虛擬電廠發(fā)展技術(shù)背景從技術(shù)端來(lái)看，主要包括計(jì)量技術(shù)、通信技術(shù)、智能調(diào)度決策技術(shù)、信息安全防護(hù)技術(shù)四類(lèi)。精準(zhǔn)的計(jì)量是虛擬電廠建立的基礎(chǔ)，可靠的通信是虛擬電廠可靠生產(chǎn)的條件，智能調(diào)度決策技術(shù)是虛擬電廠發(fā)揮作用的重要保證，而信息防護(hù)技術(shù)是保證虛擬電廠穩(wěn)定運(yùn)行的底線思維。三、虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈從產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈包括上游基礎(chǔ)資源、中游負(fù)荷聚合商、下游電力需求方。其中基礎(chǔ)資源包括可控負(fù)荷、分布式能源、儲(chǔ)能三類(lèi)。虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商包括負(fù)荷聚合商和技術(shù)服務(wù)商，負(fù)荷聚合商具有一定負(fù)荷資源優(yōu)勢(shì)，可以聚合零散負(fù)荷資源開(kāi)展服務(wù)，技術(shù)服務(wù)商則主要依托軟件開(kāi)發(fā)、模型算法等方面的優(yōu)勢(shì)，可以為負(fù)荷聚合商提供技術(shù)服務(wù)，或者直接參與交易。電力需求方包括電網(wǎng)公司、售電公司、大用戶(hù)等，其中以國(guó)網(wǎng)和南網(wǎng)為主的電網(wǎng)公司是電力市場(chǎng)的主要買(mǎi)方。四、中國(guó)虛擬電廠行業(yè)現(xiàn)狀由于中國(guó)經(jīng)濟(jì)基本完成工業(yè)化進(jìn)程、三產(chǎn)居民用電負(fù)荷成為新增負(fù)荷主體、疊加極端氣象等因素，我國(guó)用電負(fù)荷特性持續(xù)惡化，主要表現(xiàn)為用電峰谷差拉大、尖峰負(fù)荷拔高且短暫、平均負(fù)荷率降低。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)全社會(huì)用電量為8.31萬(wàn)億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)10.30%，繼續(xù)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。從用電負(fù)荷方面來(lái)看，2021年全國(guó)主要電網(wǎng)最高用電負(fù)荷合計(jì)達(dá)到11.9億千瓦，同比增長(zhǎng)11%，用電負(fù)荷特性持續(xù)惡化。虛擬電廠是滿(mǎn)足尖峰負(fù)荷的重要手段。隨著用電負(fù)荷特性持續(xù)惡化，電網(wǎng)負(fù)荷尖峰短而高，如果單純依靠增加電源來(lái)滿(mǎn)足100%的負(fù)荷需求要付出極大的代價(jià)。根據(jù)國(guó)網(wǎng)測(cè)算，通過(guò)建設(shè)煤電機(jī)組滿(mǎn)足其經(jīng)營(yíng)區(qū)內(nèi)5%的峰值負(fù)荷，需要投資4000億的電廠和配套電網(wǎng)，而通過(guò)發(fā)揮需求側(cè)資源滿(mǎn)足峰值負(fù)荷需求，投資規(guī)模僅約1/10，虛擬電廠的經(jīng)濟(jì)價(jià)值凸顯。五、全球及中國(guó)虛擬電廠行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局1、中國(guó)虛擬電廠實(shí)踐目前我國(guó)江蘇、浙江、上海、冀北等地均開(kāi)展了虛擬電廠的實(shí)踐，其中江蘇主要參與的是需求側(cè)響應(yīng)市場(chǎng)，上海主要以聚合商業(yè)樓宇空調(diào)資源為主開(kāi)展虛擬電廠試點(diǎn)，冀北主要參與華北輔助服務(wù)市場(chǎng)為主，從已開(kāi)展的項(xiàng)目來(lái)看，目前已建的虛擬電廠平臺(tái)水平參差不齊，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和接口，主要還是分散的不同市場(chǎng)主體自建虛擬電廠為主。2、中國(guó)虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商企業(yè)布局具體從參與企業(yè)來(lái)看，國(guó)內(nèi)虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商包括負(fù)荷聚合商與技術(shù)服務(wù)商兩類(lèi)。1）負(fù)荷聚合商，重點(diǎn)聚焦需求側(cè)資源，通過(guò)預(yù)測(cè)需求側(cè)的電力預(yù)測(cè)曲線，參與虛擬電廠項(xiàng)目，獲得分成，如恒實(shí)科技。2）技術(shù)服務(wù)商，重點(diǎn)聚焦虛擬電廠軟件平臺(tái)建設(shè)，為電網(wǎng)公司構(gòu)建信息化服務(wù)平臺(tái)，如國(guó)電南瑞、國(guó)網(wǎng)信通等。3、德國(guó)虛擬電廠NextKraftwerk從全球虛擬電廠市場(chǎng)來(lái)看，歐洲虛擬電廠發(fā)展起步較早，NextKraftwerke是德國(guó)領(lǐng)先的虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商，公司成立于2009年，是歐洲最大的虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商之一，主營(yíng)業(yè)務(wù)包括能源現(xiàn)貨市場(chǎng)交易、電力銷(xiāo)售、用戶(hù)結(jié)算、虛擬電廠相關(guān)業(yè)務(wù)等。NextKraftwerke主要商業(yè)模式包括：1）將風(fēng)電和光伏發(fā)電等可控性較差的發(fā)電資源直接參與電力交易，獲取利潤(rùn)分成，并利用每15min一次的電力市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)，調(diào)節(jié)分布式能源出力，實(shí)現(xiàn)低谷用電，高峰售電，獲取最大利潤(rùn)；2）利用生物質(zhì)發(fā)電和水電啟動(dòng)快、出力靈活的特點(diǎn)，參與電網(wǎng)的二次調(diào)頻，獲取電力輔助收益；3）利用微燃機(jī)、生物質(zhì)發(fā)電等啟動(dòng)速度快、出力靈活的特點(diǎn)，參與電網(wǎng)輔助服務(wù)，獲取收益。憑借高超的資源聚合能力和多元商業(yè)模式,NextKraftwerke營(yíng)業(yè)收入實(shí)現(xiàn)較快增長(zhǎng)。2020年公司營(yíng)業(yè)收入達(dá)5.95億歐元，與2019年7.35億歐元相比有所下降。截至2022年第二季度，公司管理14414個(gè)分布式發(fā)電設(shè)備，包括生物質(zhì)發(fā)電裝置、熱電聯(lián)產(chǎn)、水電站、風(fēng)光電站等，總體管理負(fù)荷規(guī)模達(dá)到10836MW。六、中國(guó)虛擬電廠發(fā)展規(guī)模預(yù)測(cè)虛擬電廠2030年投資規(guī)模有望達(dá)到千億級(jí)。根據(jù)《虛擬電廠市場(chǎng)發(fā)展前景及實(shí)踐思考》一文中的測(cè)算，從可調(diào)負(fù)荷需求看，按照在全國(guó)構(gòu)建不少于最大負(fù)荷5%的可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源庫(kù)，預(yù)計(jì)到2025年，需構(gòu)建可調(diào)負(fù)荷資源庫(kù)約7850萬(wàn)千瓦；到2030年底,由于可再生能源占比提高,需構(gòu)建的