2023新型電力系統(tǒng)虛擬電廠

新型電力系統(tǒng)虛擬電廠2023·08新型電力系統(tǒng)虛擬電廠目錄目錄11虛擬電廠總體介紹22虛擬電廠市場分析33虛擬電廠相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈44虛擬電廠項目案例什么是虛擬電廠什么是虛擬電廠在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)運行模式下，發(fā)電廠是電力的主要來源，發(fā)電功率具有一定具有完全自主性，電網(wǎng)無法干預(yù)或改變用戶的用電行為。新型電力系統(tǒng)的“源荷互動”：虛擬電廠是在用戶側(cè)將可控負(fù)荷（例如調(diào)、充電站、儲能、分布式光伏、蓄冷、蓄熱、燃?xì)廨啓C、固定式燃料電池等多種資源聚合在一起，統(tǒng)一接受電網(wǎng)調(diào)度并參與電力交易?！霸?荷”雙重身份。虛擬電廠源于1997年ShimonAwerbuch博士的著作《虛擬公共設(shè)施：新興產(chǎn)業(yè)的描述、技術(shù)及競爭力》。21與我國已經(jīng)發(fā)展多年的智能微電網(wǎng)不同的是：虛擬電廠雖然依托智能微電網(wǎng)的分布式發(fā)電、儲能等電力資源，但是其主要目的是積極響應(yīng)電網(wǎng)的市場化調(diào)度需求，而非自發(fā)自用余電上網(wǎng)。參與主體以聚合商為主，實現(xiàn)了市場交易參與而智能微電網(wǎng)的效益主要來自分布式能源發(fā)電和儲能的峰谷套利。

圖1：虛擬電廠典型構(gòu)成虛擬電廠相關(guān)主體虛擬電廠相關(guān)主體虛擬電廠市場主體分三大部分，服務(wù)購買方、市場運營方、服務(wù)提供方。服務(wù)購買方主要包括電網(wǎng)、新能源電站、提供輔助服務(wù)的電力交易主體（調(diào)峰電廠、旋轉(zhuǎn)備用/熱備用）等。市場運營方主要負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)日常運營，向相和優(yōu)化運行，來實現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)并且收取相關(guān)服務(wù)費用。表1：虛擬電廠相關(guān)市場主體市場主體市場主體 功能定位服務(wù)購買方

電網(wǎng)供電尖峰階段，利用尖峰電價資金池購買需增／需減服務(wù)(對應(yīng)需求響應(yīng)的填谷／削峰業(yè)務(wù))來維持電網(wǎng)供需平衡。調(diào)峰電廠 因故無法完成調(diào)峰目標(biāo)時，購買需增服務(wù)以規(guī)避調(diào)峰輔助服務(wù)考核。新能源電站 產(chǎn)生棄風(fēng)棄光時，購買需增服務(wù)促進清潔能源消納并獲得相應(yīng)補貼。旋轉(zhuǎn)備用/熱備用 因故無法完成備用目標(biāo)時，購買需減服務(wù)以規(guī)避的備用輔助服務(wù)考核。

調(diào)度機構(gòu)負(fù)責(zé)建設(shè)、維護市場技術(shù)支持系統(tǒng)，負(fù)責(zé)市場日常運營，向相關(guān)機構(gòu)提供調(diào)用結(jié)果等信息。交易機構(gòu)負(fù)責(zé)市場成員注冊管理、競價、出清、市場交易信息披露等交易流程管理，并提供電力市場交易結(jié)算依據(jù)及相關(guān)服務(wù)。虛擬電廠聚合多種分布式能源資源構(gòu)成的特殊類型的發(fā)電廠，通過先進的控制、通信等技術(shù)，實現(xiàn)分布式電源、儲能系統(tǒng)、柔性負(fù)荷、電動汽車等分布式單元的協(xié)調(diào)控制和優(yōu)化運行。發(fā)展虛擬電廠的意義與政策發(fā)展虛擬電廠的意義與政策圖2：發(fā)展虛擬電廠的意義 圖3：虛擬電廠主要政策推進電力市場化虛擬電廠相當(dāng)于在配網(wǎng)側(cè)延伸建立了電力現(xiàn)貨市場，電力用戶以及其交易代理機構(gòu)，通過市場化的報價，動態(tài)響應(yīng)調(diào)度機構(gòu)的實時需求，是實現(xiàn)全面電力現(xiàn)貨市場的必要環(huán)節(jié)?！丁笆奈濉爆F(xiàn)代能源體系規(guī)劃》對虛擬電廠的相關(guān)內(nèi)容推進電力市場化虛擬電廠相當(dāng)于在配網(wǎng)側(cè)延伸建立了電力現(xiàn)貨市場，電力用戶以及其交易代理機構(gòu)，通過市場化的報價，動態(tài)響應(yīng)調(diào)度機構(gòu)的實時需求，是實現(xiàn)全面電力現(xiàn)貨市場的必要環(huán)節(jié)。促進節(jié)能降耗和碳減排虛擬電廠的發(fā)電能力主要依托安裝分布式可再生能源，同時電動車充電設(shè)施也可作為重要的需求側(cè)響應(yīng)資源。政府通過價格政策提供適當(dāng)?shù)耐顿Y經(jīng)濟性，可促進綠電的發(fā)展，以及新能源車的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和消費需求，還可促進建筑領(lǐng)域的節(jié)能降耗。2022年3促進節(jié)能降耗和碳減排虛擬電廠的發(fā)電能力主要依托安裝分布式可再生能源，同時電動車充電設(shè)施也可作為重要的需求側(cè)響應(yīng)資源。政府通過價格政策提供適當(dāng)?shù)耐顿Y經(jīng)濟性，可促進綠電的發(fā)展，以及新能源車的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和消費需求，還可促進建筑領(lǐng)域的節(jié)能降耗。電模式，高比例釋放居民、一般工商業(yè)用電負(fù)荷的彈性。提升電網(wǎng)穩(wěn)定性節(jié)約電網(wǎng)投資與其他儲能形式類似，通過虛擬電廠滿足對最大負(fù)荷3-5%響應(yīng)能力，可有效的提升電網(wǎng)在用電高峰時間的調(diào)度資源，減少電網(wǎng)在輸變電設(shè)施的冗余投資，也可以促進新能源的發(fā)展。源汽車與電網(wǎng)（提升電網(wǎng)穩(wěn)定性節(jié)約電網(wǎng)投資與其他儲能形式類似，通過虛擬電廠滿足對最大負(fù)荷3-5%響應(yīng)能力，可有效的提升電網(wǎng)在用電高峰時間的調(diào)度資源，減少電網(wǎng)在輸變電設(shè)施的冗余投資，也可以促進新能源的發(fā)展。2025年，電力需求側(cè)響應(yīng)能力達到最大負(fù)荷的3%～5%華中、南方等地區(qū)達到最大負(fù)荷的5%左右。運營端：虛擬電廠收益相關(guān)政策運營端：虛擬電廠收益相關(guān)政策2021年以來，各省均明確了需求側(cè)響應(yīng)的補貼政策，目前補貼方法均以電量或負(fù)荷作為計量單位。以電量為計量單位的地區(qū)目前補貼強度約為2-5元/kWh，位的地區(qū)目前補貼強度約為1-20元/kW/次。根據(jù)實際運行情況，預(yù)計中遠(yuǎn)期響應(yīng)頻次有望達到至少1次/日。目前國內(nèi)虛擬電廠運營的收入來源主要以需求側(cè)響應(yīng)補償為主，根據(jù)國家能源局印發(fā)《電力現(xiàn)貨市場基礎(chǔ)規(guī)則（征求意見稿）》，鼓勵負(fù)荷聚合商、虛擬電廠等新興市場主體參與交易，虛擬電廠盈利方式有望逐步多元化。

圖4：需求側(cè)響應(yīng)補貼標(biāo)準(zhǔn)電量計價225/kWh

負(fù)荷容量計價1120/kW/資料來源：各地區(qū)發(fā)改委，國信證券經(jīng)濟研究所整理圖5：各地虛擬電廠試點時間廣西2021.12廣東2022.4廣西2021.12廣東2022.4四川2023.4海南2023.6湖北2021.6重慶2022.4山東2022.6云南2023.4表2：我國多省市需求側(cè)響應(yīng)政策省份時間文件名稱主要內(nèi)容湖北2021年6月《湖北省電力需求響應(yīng)實施方案（試行）》日前響應(yīng)：每天不多于2次，每次持續(xù)時間不低于1小時，每日累計時間不超過4小時。響應(yīng)補貼標(biāo)準(zhǔn)最高為20元/千瓦。日內(nèi)響應(yīng)：每天不多于2次，每次持續(xù)時間不低1小時，每日累計時間不超過4小時。響應(yīng)補貼標(biāo)準(zhǔn)最高為25元/千瓦。廣西2021年12月《廣西電力市場化需求響應(yīng)實施方案（試行）》暫定響應(yīng)價格上限為2.5元/千瓦時（注：少用1度電最多可獲得2.5元補償），電力用戶月度分?jǐn)傂枨箜憫?yīng)市場損益上限為0.01元/千瓦時（注：月度分?jǐn)傠娰M上限為0.01元/千瓦時)。重慶2022年4月《2022年重慶電網(wǎng)需求響應(yīng)實施方案（試行）》削峰響應(yīng)：工業(yè)用戶為10元/千瓦/次，商業(yè)、移動通信基站、用戶側(cè)備用電源、數(shù)據(jù)中心、電動汽車充換電站、凍庫等用戶為15元/千瓦/次；填谷響應(yīng)：1元/千瓦/次。廣東2022年4月《廣東省市場化需求響應(yīng)實施細(xì)則（試行）》日前邀約：申報價格上限為3.5元/kWh，虛擬電廠申報可響應(yīng)容量下限0.3MW；可中斷負(fù)荷：申報價格上限為5元/kWh，虛擬電廠申報可響應(yīng)容量下限0.3MW。山東2022年6月《2022年全省電力可中斷負(fù)荷需求響應(yīng)工作方案》緊急型需求響應(yīng):容量補償：第一檔不超過2元/千瓦·月，第二檔不超過3元/千瓦·月，第三檔不超過4元/千瓦·月。電能量補償：根據(jù)實際響應(yīng)量和現(xiàn)貨市場價格確定。經(jīng)濟性需求響應(yīng)：無容量補償，電能量補償：根據(jù)實際響應(yīng)量和現(xiàn)貨市場價格確定。四川2023年4月《關(guān)于四川電網(wǎng)試行需求側(cè)市場化響應(yīng)電價政策有關(guān)事項的通知》需求側(cè)市場化響應(yīng)以每小時可響應(yīng)容量為交易標(biāo)的，需求響應(yīng)價格的上下限暫定為3元/千瓦時和0元/千瓦時，后期可視市場運行情況調(diào)整。云南2023年4月《2023年云南省電力需求響應(yīng)方案》實時響應(yīng)補貼：全年統(tǒng)一2.5元/千瓦時，每天不多于3次，每次不超過3小時。削峰類：0-5元/千瓦時、填谷類：0-1元/千瓦時。海南2023年6月《海南省2023年電力需求響應(yīng)實施方案（試行）》在日前邀約模式下，市場主體通過“報量報價”方式，競價參與市場出清，依據(jù)出清結(jié)果執(zhí)行響應(yīng)并獲得相應(yīng)補償，補償標(biāo)準(zhǔn)為每度電0.3元。在日內(nèi)緊急響應(yīng)模式下，市場主體只需要“報量”并執(zhí)行響應(yīng)，即可獲得固定補償每度電0.3元。運營虛擬電廠的盈利來源運營虛擬電廠的盈利來源圖6：虛擬電廠盈利來源電力設(shè)施的容量電價/補貼虛擬電廠所投資的儲能、充電樁可根據(jù)安裝容量獲得容量電價（或補貼）。例如按照直流或者交流充電樁并網(wǎng)容量（kW)一次性補貼。電力設(shè)施的容量電價/補貼虛擬電廠所投資的儲能、充電樁可根據(jù)安裝容量獲得容量電價（或補貼）。例如按照直流或者交流充電樁并網(wǎng)容量（kW)一次性補貼。分布式發(fā)電的電價收益虛擬電廠所安裝的分布式發(fā)電系統(tǒng)，可通過自發(fā)自用和余量上網(wǎng)來獲得電費收益。例如，分布式光伏上網(wǎng)電量0.3元/kWh；其他分布式發(fā)電可作為自發(fā)自用，電量價格參考當(dāng)?shù)仉娏κ蹆r。響應(yīng)調(diào)度獲得服務(wù)費虛擬電廠通過需求側(cè)響應(yīng)為市場提供各種輔助服務(wù)獲得服務(wù)費用，未來甚至可直接參與電力交易。廣東省市場化需求響應(yīng)補貼：日前邀約，價格上限3.5元/kWh，周內(nèi)中標(biāo)時段，價格上限5元/kWh。海外虛擬電廠發(fā)展歷程海外虛擬電廠發(fā)展歷程圖7：海外虛擬電廠建設(shè)進展英國等8國啟動FENIX項目，首個適合歐洲電力系統(tǒng)的虛擬電廠模型。

虛擬電廠開始在歐洲大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。NextKraftwerke建設(shè)VPP。

截至2022年年底，德國虛擬電廠運營商Kraftwerke公司德國、荷蘭、西班牙等五國啟動全球首個虛擬電廠項目VFCPP

以德國，波蘭為首的國家啟動WEB2ENERGY項目。

共運營超過1.53萬個分散式能源單位，管理容量達12294MW。2000 2005 2010 2013 2016 2017 2021 2022 美國頒發(fā)《能源政策法案》，大力支持對需求響應(yīng)的建設(shè)。

美國頒發(fā)《需求響應(yīng)國家行動計劃》。將需求響應(yīng)上升到國家層面。

紐約州ConEdison公司開始啟動CEVPP計劃，首次探索虛擬電廠。

美國Tesla與PE&G在加州推出了虛擬電廠測試。截至2020年，北美地區(qū)1000MW虛擬電廠，主要在美國。目前美國已在14個聯(lián)邦州建成20個試點項目。美國GreenMountainPower公司搭建虛擬平臺，接入2000用戶。截至2020年，北美地區(qū)1000MW虛擬電廠，主要在美國。目前美國已在14個聯(lián)邦州建成20個試點項目。國內(nèi)外虛擬電廠實踐對比分析國內(nèi)外虛擬電廠實踐對比分析國外虛擬電廠示范工程起步于2005年前后，已積累大量運營數(shù)據(jù)和運行經(jīng)驗，目前已進入成熟運行階段。國內(nèi)虛擬電廠自2016江蘇、浙江、廣東、冀北等地均開展了較長時間示范測試。與國外虛擬電廠實踐相比，國內(nèi)示范以負(fù)荷側(cè)資源調(diào)節(jié)為主，聚合類型仍較少；市場機制仍處于探索階段，電力現(xiàn)貨機制尚待完善；商業(yè)模式仍處于前期探索階段，收益模式以低頻次的邀約式需求側(cè)響應(yīng)為主。我們認(rèn)為，2023-2024據(jù)積累將為虛擬電廠的長期發(fā)展奠定寶貴基礎(chǔ)。表3：各省市虛擬電廠試點情況地點時間工程主要場景主要響應(yīng)資源特點江蘇2016年至今”大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動系統(tǒng)“、大規(guī)模源網(wǎng)荷示范工程需求響應(yīng)、新能源消納等可中斷/可調(diào)節(jié)負(fù)荷源-網(wǎng)-荷控制系統(tǒng)、國內(nèi)規(guī)模最大浙江2020年至今麗水虛擬電廠、寧海虛擬電廠試點項目、寧波離網(wǎng)光儲系統(tǒng)式虛擬電廠等需求響應(yīng)、削峰填谷等儲能設(shè)施、充電樁、居民、樓宇等國內(nèi)單次響應(yīng)體量最大上海2017年至今城區(qū)（黃浦）商業(yè)建筑需求側(cè)管理示范項目、虛擬電廠運營項目試點等商業(yè)樓宇能源管理、削峰填谷等工商業(yè)負(fù)荷、儲能等以商業(yè)樓宇為主的虛擬電廠體系冀北2019年至今冀北泛在電力物聯(lián)網(wǎng)虛擬電廠示范工程等新能源消納、廣域需求響應(yīng)等光伏、電采暖等多主體參與深圳2022年至今深圳虛擬電廠管理中心需求響應(yīng)、削峰填谷等分布式儲能、充電站等接入負(fù)荷類型最全、直控資源最多、應(yīng)用場景最全虛擬電廠的建設(shè)單位成本分析虛擬電廠的建設(shè)單位成本分析邀約指令或輔助服務(wù)市場交易計劃安排，調(diào)用可調(diào)節(jié)負(fù)荷、儲能、分布式能源等。綜合來看，不同配置形式的虛擬電廠建設(shè)成本各異，以分布式電源為主的，單位容量投資成本在1500-2500元/kWkWh的投資成本在1000元以上，以充電站為主的，單位kW建設(shè)成本在2000元以上；而單純以可控負(fù)荷響應(yīng)需求的，城市建筑類投資相對較小。圖8：虛擬電廠不同主體動態(tài)響應(yīng)特征 圖9：虛擬電廠不同硬件建設(shè)成本分布式光伏1500-2000元/kW光伏電站2000-2500元/kW

鋰電池儲能系統(tǒng)1300-1500元/kWh充電樁設(shè)施2500-3500元/kW

可控負(fù)荷與通信可控負(fù)荷包括蓄冷、蓄熱、空調(diào)、電熱泵、造雪等，成本各異，但整體來看相對其他電力設(shè)施投資較小。電力響應(yīng)需求的相關(guān)政策梳理電力響應(yīng)需求的相關(guān)政策梳理表4：關(guān)于響應(yīng)能力的相關(guān)政策發(fā)布時間文件名稱虛擬電廠相關(guān)描述2021.5《南方電網(wǎng)公司建設(shè)新型電力系統(tǒng)行動方案（2021-2030年）白皮書》南方電網(wǎng)公司預(yù)測，“十四五”和“十五五”全社會最大負(fù)荷年均增長率不低于6.5%、3.5%。南方電網(wǎng)正在制定適應(yīng)抽水蓄能、新型儲能、虛擬電廠等新興市場主體參與的交易機制，激勵各類電力市場主體挖掘調(diào)峰、填谷資源，引導(dǎo)非生產(chǎn)性空調(diào)負(fù)荷、工業(yè)負(fù)荷、充電設(shè)施、用戶側(cè)儲能等柔性負(fù)荷主動參與需求響應(yīng)。到2030年，南方電網(wǎng)將實現(xiàn)全網(wǎng)削減5%以上的尖峰負(fù)荷。2021.7國家電網(wǎng)公司《構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)行動方案(2021-2030年)》擴大可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源庫。推動各省出臺需求響應(yīng)支持政策和市場機制，通過市場機制合理分配成本和收益。配合政府編制有序用電方案，達到最大負(fù)荷20%以上且覆蓋最大電力缺口。到2025年、2030年，可調(diào)節(jié)負(fù)荷容量分別達到5900萬、7000萬千瓦。2022.3國家發(fā)改委、能源局印發(fā)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》開展工業(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、用戶側(cè)儲能、新能源汽車與電網(wǎng)（V2G）能量互動等各類資源聚合的虛擬電廠示范。力爭到2025年，電力需求側(cè)響應(yīng)能力達到最大負(fù)荷的3%～5%，其中華東、華中、南方等地區(qū)達到最大負(fù)荷的5%左右。2023.5《電力需求側(cè)管理辦法（征求意見稿）》、《電力負(fù)荷管理辦法（征求意見稿）》支持可調(diào)節(jié)負(fù)荷、新型儲能、分布式電源、電動汽車、空調(diào)負(fù)荷等需求側(cè)資源，以負(fù)荷聚合商或虛擬電廠等形式參與需求響應(yīng)，支持地方電網(wǎng)、增量配電網(wǎng)、微電網(wǎng)開展需求響應(yīng)。到2025年，各省需求響應(yīng)能力達到最大用電負(fù)荷的3％-5％，其中年度最大用電負(fù)荷峰谷差率超過40％的省份達到5％或以上。2023.6《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》新能源跨領(lǐng)域融合、負(fù)荷聚合服務(wù)、綜合能源服務(wù)等貼近終端用戶的新業(yè)態(tài)新模式不斷涌現(xiàn)，分散化需求響應(yīng)資源進一步整合，用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)和響應(yīng)能力提升至5%以上，促進新能源就近就地開發(fā)利用和高效消納。資料來源：國家能源局，國家電網(wǎng)，南方電網(wǎng)，國信證券經(jīng)濟研究所整理并估算通信軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與后服務(wù)通信軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與后服務(wù)車充電站監(jiān)控等多源、多種類的數(shù)據(jù)。計算等功能；軟件系統(tǒng)是虛擬電廠的“大腦”，負(fù)責(zé)系統(tǒng)控制策略的制定以及與調(diào)度、交易系統(tǒng)的信息交互。圖10：虛擬電廠通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 圖11：虛擬電廠主要底層硬件 智能電表 智能控制終端 通信網(wǎng)關(guān) 目錄目錄11虛擬電廠總體介紹22虛擬電廠市場分析33虛擬電廠相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈44虛擬電廠項目案例虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)據(jù)信息，增強虛擬電廠的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制能力，是虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。產(chǎn)業(yè)鏈下游為電力需求方，由電網(wǎng)公司、售電公司和大用戶構(gòu)成。廠長期穩(wěn)定運行、獲得持續(xù)收益的關(guān)鍵。圖12：虛擬電廠全產(chǎn)業(yè)鏈 可控負(fù)荷 可控負(fù)荷充電樁/蓄熱/蓄冷/電熱泵/空調(diào)分布式能源 光伏風(fēng)電燃?xì)獍l(fā)電氫燃料電池

中游：系統(tǒng)平臺 方 上游：基礎(chǔ)資源 電網(wǎng)公司 上游：基礎(chǔ)資源蒙西電網(wǎng)、增量配電網(wǎng) 售電公司 獨立售電公司擁有配網(wǎng)運營權(quán)的售電公司電網(wǎng)領(lǐng)域的售電公司 儲能 氫能電化學(xué)儲能飛輪儲能液流儲能

大用戶 工業(yè)企業(yè)商業(yè)用戶大型發(fā)電企業(yè)虛擬電廠市場空間測算（資本開支）虛擬電廠市場空間測算（資本開支）從虛擬電廠的技術(shù)要求來看，對電力調(diào)度、新能源功率預(yù)測、電力交易等具備軟件技術(shù)實力的企從虛擬電廠的技術(shù)要求來看，對電力調(diào)度、新能源功率預(yù)測、電力交易等具備軟件技術(shù)實力的企業(yè)，能夠有效為虛擬電廠運營業(yè)務(wù)賦能，提升投資效益。建設(shè)端：根據(jù)相關(guān)文獻和已有示范項目情況，考慮大規(guī)模應(yīng)用后的降本，按照500元/kW建設(shè)成本（包含軟硬件、含儲能不含分布式光伏）最大用電負(fù)荷3%-5%估計，2025年虛擬電廠改造市場空間將達到245-408億元。是電力軟件企業(yè)。從虛擬電廠的資源獲取來看，分布式光伏、獨立儲能電站、充電樁運營為核心資源，未來相關(guān)專業(yè)化運營商在虛擬電廠市場擁有較強競爭力。從虛擬電廠的建設(shè)能力來看，從事綜合能源建設(shè)的軟硬一體交付能力的企業(yè)，可從解決方案和運營兩個方面參與市場。從虛擬電廠的資源獲取來看，分布式光伏、獨立儲能電站、充電樁運營為核心資源，未來相關(guān)專業(yè)化運營商在虛擬電廠市場擁有較強競爭力。從虛擬電廠的建設(shè)能力來看，從事綜合能源建設(shè)的軟硬一體交付能力的企業(yè)，可從解決方案和運營兩個方面參與市場。假設(shè)參考值2025年最大負(fù)荷16.3億千瓦2030年最大負(fù)荷18.9億千瓦需求側(cè)響應(yīng)能力3%-5%建設(shè)成本500元/kW2025年市場空間245-408億元2030年市場空間284-473億元運營端：通過參與各類電力交易獲得持續(xù)收益運營端：通過參與各類電力交易獲得持續(xù)收益以分布式電源、可調(diào)負(fù)荷或儲能為主的虛擬電廠，可以通過市場化的方式響應(yīng)系統(tǒng)運行中的各類調(diào)節(jié)需求。從當(dāng)前交易類型看，我國虛擬電廠可參與的交易類型包括調(diào)峰輔助服務(wù)、需求側(cè)響應(yīng)等；從遠(yuǎn)期看，可參與的交易類型還包括電力現(xiàn)貨、中長期交易、調(diào)頻/虛擬電廠當(dāng)期可參與的交易品種看，需求側(cè)響應(yīng)具有較高的單位價值量。虛擬電廠運營商通過參與各類電力交易獲取額外收益，而對于虛擬電廠下屬各類用電用戶通過與其他用戶聚合可以降低綜合用能成本。表6：虛擬電廠參與電力市場交易品種 圖14：虛擬電廠電力交易體系時期市場交易品種時期市場交易品種虛擬電廠參與優(yōu)勢當(dāng)期品種峰谷電價0.7-1元/kWh具有較強的調(diào)節(jié)能力，可發(fā)揮虛擬電廠中的源、荷、儲等各類單元特性，以市場化手段適應(yīng)不同的系統(tǒng)需求。調(diào)峰輔助服務(wù)0.1-0.2元/kWh需求側(cè)響應(yīng)2-5元/kWh備用替代調(diào)峰-遠(yuǎn)期品種中長期雙邊、集中交易參考市場化電價與其他市場主體相比除具有調(diào)節(jié)能力外，還具有互補消除波動性、協(xié)調(diào)優(yōu)化等優(yōu)勢合同轉(zhuǎn)讓交易-與傳統(tǒng)火電企業(yè)相比具有邊際成本優(yōu)勢，與新能源發(fā)電企業(yè)相比具有調(diào)節(jié)和預(yù)測優(yōu)勢現(xiàn)貨交易參考市場化電價具有較強的調(diào)節(jié)能力，最大程度優(yōu)化交易和執(zhí)行空間調(diào)頻、調(diào)壓等輔助服務(wù)-可協(xié)調(diào)發(fā)揮多種參與單元的快速響應(yīng)優(yōu)勢綠證交易、金融交易、基于區(qū)塊鏈的交易等-利用調(diào)節(jié)和更好的預(yù)測能力獲取市場優(yōu)勢，利用區(qū)塊鏈去中心化，智能合同等開展市場化交易虛擬電廠市場空間測算（運營收益）虛擬電廠市場空間測算（運營收益）虛擬電廠的運營收益可以分為兩種情況：一、投資建設(shè)運營（重資產(chǎn)）；二、聚合商（輕資產(chǎn)）。投資建設(shè)運營：虛擬電廠的核心負(fù)荷來自分布式電源和儲能，因此可根據(jù)所在地區(qū)投資分布式電源或者儲能的經(jīng)濟性指標(biāo)來測算。度和結(jié)算。其經(jīng)濟性取決于雙方商務(wù)協(xié)商的結(jié)果。尖峰負(fù)荷的收益，同時將這部分收益與虛擬電廠的運營方進行分享。圖15：虛擬電廠運營端收益模式自投分布式光伏自投儲能O站自有負(fù)荷虛擬電廠聚合商基礎(chǔ)業(yè)務(wù)全投資IRR自發(fā)自用余量上網(wǎng)5-9%自投分布式光伏自投儲能O站自有負(fù)荷虛擬電廠聚合商基礎(chǔ)業(yè)務(wù)全投資IRR自發(fā)自用余量上網(wǎng)5-9%峰谷套利5-9%N.A.N.A.虛擬電廠響應(yīng)收益收益在原業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上增加5-10%收益在原業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上增加5-20%單次度電響應(yīng)收費2-5元/kWh單次度電響應(yīng)收費2-5元/kWh在增量收益上，與投資商協(xié)商利益分享機制虛擬電廠市場空間測算（運營端）虛擬電廠市場空間測算（運營端）根據(jù)運營端：僅考慮負(fù)荷側(cè)響應(yīng)，度電補貼按照3元/kWh考慮，95%以上尖峰負(fù)荷時長按照50h估計，則2030142億元。實際上，遠(yuǎn)期運營端通過參與輔助服務(wù)、容量服務(wù)、現(xiàn)貨交易等方式收益預(yù)計高于上述估算值。圖16：2021年我國部分地區(qū)95%以上尖峰負(fù)荷持續(xù)時間 表7：虛擬電廠市場空間：運營端假設(shè)參考值2025年最大負(fù)荷假設(shè)參考值2025年最大負(fù)荷16.3億千瓦2030年最大負(fù)荷18.9億千瓦需求側(cè)響應(yīng)能力3%-5%年度尖峰負(fù)荷時長50h補貼標(biāo)準(zhǔn)3元/kWh2030年市場空間85-142億元6050403020100安徽河北湖南江西湖北冀北北京江蘇河南山東天津山西福建上海浙江目錄目錄11虛擬電廠總體介紹22虛擬電廠市場分析33虛擬電廠相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈44虛擬電廠項目案例相關(guān)上市公司全覽相關(guān)上市公司全覽司負(fù)責(zé)虛擬電廠項目EPC和后端運營，主要扮演運營商的角色。表8：虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)上市公司整理所屬環(huán)節(jié)上市公司名稱虛擬電廠相關(guān)業(yè)務(wù)概況硬件與基礎(chǔ)設(shè)施類安科瑞能效管理產(chǎn)品及系統(tǒng)、企業(yè)微電網(wǎng)、電量傳感器炬華科技智能電表、采集終端、傳感器海興電力智能電表、智能用電終端、智能網(wǎng)關(guān)、一二次融合成套設(shè)備、智能配電終端等林洋能源智能電表、用電信息采集系統(tǒng)威勝信息智能電表、感知技術(shù)、通信技術(shù)軟件平臺類國能日新虛擬電廠智慧運營管理系統(tǒng)、虛擬電廠運營業(yè)務(wù)東方電子建成全國首個區(qū)域級虛擬電廠平臺朗新科技構(gòu)建自有的能源互聯(lián)網(wǎng)平臺、開展能源需求側(cè)的服務(wù)和運營恒實科技目前正在構(gòu)建虛擬電廠交易運營平臺、公司南方總部未來將聚焦于深圳區(qū)域的虛擬電廠業(yè)務(wù)發(fā)展國網(wǎng)信通打造“源網(wǎng)荷儲充”一體化運營平臺國電南瑞首套省級虛擬電廠運營管控系統(tǒng)南網(wǎng)科技公司推出的“源網(wǎng)荷儲智慧聯(lián)動平臺”應(yīng)用于省級調(diào)度側(cè)虛擬電廠平臺、園區(qū)級虛擬電廠項目等場景。建設(shè)與運營類蘇文電能EPCO一站式供用電服務(wù)商澤宇智能電力咨詢設(shè)計、系統(tǒng)集成、工程施工及運維的一站式智能電網(wǎng)綜合服務(wù)商南網(wǎng)能源為客戶能源使用提供診斷、設(shè)計、改造、綜合能源項目投資及運營維護等一站式綜合節(jié)能服務(wù)芯能科技公司在2021年建成“網(wǎng)荷光儲充智能微網(wǎng)”小型分布式虛擬電廠安科瑞：微電網(wǎng)系統(tǒng)解決方案龍頭，深耕用戶側(cè)多年有望迎來收獲安科瑞：微電網(wǎng)系統(tǒng)解決方案龍頭，深耕用戶側(cè)多年有望迎來收獲公司產(chǎn)品包括企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)及產(chǎn)品和電量傳感器等，從電量傳感器、電力測控與保護裝置到邊緣計算網(wǎng)關(guān)、云平臺，形成了“云-邊-端”完整的產(chǎn)品生態(tài)體系。年，公司推出AcrelEMS能效管理平臺（EMS2.0）實現(xiàn)產(chǎn)品平臺化，打破信息孤島、實現(xiàn)互聯(lián)互通；EMS3.0在EMS2.0平臺的基礎(chǔ)上并入光儲充平臺，真正實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲充一體化柔性控制。目前，EMS3.0平臺已完成產(chǎn)品研發(fā)架構(gòu)，功能正在逐步完善。2022年公司企業(yè)微電網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品和系統(tǒng)收入達到9.00億元，占公司營收占比達到88.4%，公司綜合銷售毛利率達到46.2%。圖17：公司EMS能效管理系統(tǒng)平臺結(jié)構(gòu)

圖18：公司歷年營業(yè)收入結(jié)構(gòu)（單位：百萬元）1,2001,000

電力監(jiān)控及變電站綜合檢測系統(tǒng) 能效管理產(chǎn)品及系消防及用電安全產(chǎn)品 企業(yè)微電網(wǎng)-其他電量傳感器 用戶端智能電力儀其他10 13800600400200

10306

14420

77479 74228

40167293419

1064599297458510 902018

561102019

3122020

2021

2022資料來源：公司官網(wǎng)，國信證券經(jīng)濟研究所整理 資料來源：Wind，國信證券經(jīng)濟研究所整理東方電子：南網(wǎng)區(qū)域調(diào)度系統(tǒng)龍頭，建成全國首個區(qū)域級虛擬電廠東方電子：南網(wǎng)區(qū)域調(diào)度系統(tǒng)龍頭，建成全國首個區(qū)域級虛擬電廠公司于20世紀(jì)80變、配、用”電全環(huán)節(jié)，培育出調(diào)度自動化、變電站智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)、配電自動化、虛擬電廠、綜合能源等產(chǎn)品和解決方案，在電力行業(yè)“源-網(wǎng)-荷-儲”等環(huán)節(jié)形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈布局。電廠業(yè)務(wù)的區(qū)塊鏈能力引擎研發(fā)和應(yīng)用。公司“粵能投”虛擬電廠管理平臺項目被授予中國電力技術(shù)市場2022年綜合智慧能源優(yōu)秀示范項目獎牌。圖19：公司主要業(yè)務(wù)及產(chǎn)品 圖20：公司歷年營業(yè)收入結(jié)構(gòu)（單位：百萬元）5,0004,5004,0003,5003,0002,5002,0001,5001,0005000

電網(wǎng)自動化 電能信息管理系統(tǒng)及終信息管理及電費計量系統(tǒng) 能源管理系統(tǒng)其他業(yè)務(wù)488 1715001,037165314 3561416491,3831,2101,2231,4051,7882019 2020 2021國能日新：新能源功率預(yù)測龍頭，依托技術(shù)優(yōu)勢快速布局虛擬電廠國能日新：新能源功率預(yù)測龍頭，依托技術(shù)優(yōu)勢快速布局虛擬電廠新能源電力管理“源、網(wǎng)、荷、儲”的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)客戶對新能源電力“可看見、可預(yù)測、可調(diào)控”的管理要求。公司目前在虛擬電廠業(yè)務(wù)方面主要以虛擬電廠智慧運營管理系統(tǒng)和虛擬電廠運營業(yè)務(wù)兩種方式進行。2022年6月，公司設(shè)立控股子公司國能日新智慧能源（蘇）有限公司，重點拓展虛擬電廠運營業(yè)務(wù)。2023年7月公司發(fā)布《向特定對象發(fā)行A股股票預(yù)案》，公司擬募集資金不超過8.64助決策管理平臺、新能源數(shù)智一體化研發(fā)平臺建設(shè)。圖21：公司主要業(yè)務(wù)和產(chǎn)品示意圖 圖22：公司歷年營業(yè)收入結(jié)構(gòu)（單位：百萬元）新能源發(fā)電功率預(yù)測產(chǎn)品新能源并網(wǎng)智能控制系電網(wǎng)新能源管理系統(tǒng) 新能源電站智能運營系其他收入 其他業(yè)務(wù)2055614211291004362514260115162293503002502001501005002018 2019 2020 2022恒實科技：虛擬電廠先行者，重點布局南方區(qū)域恒實科技：虛擬電廠先行者，重點布局南方區(qū)域基礎(chǔ)行業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級提供全方位的服務(wù)支撐。建虛擬電廠交易運營平臺，截止2022年末，項目已完成立項、技術(shù)研究、開發(fā)及測試工作。2023年2務(wù)發(fā)展，積極參與建設(shè)深圳區(qū)域園區(qū)及商業(yè)樓宇綜合能源系統(tǒng)和深圳的負(fù)荷側(cè)虛擬電廠。圖23：公司主要業(yè)務(wù)與產(chǎn)品 圖24：公司歷年營業(yè)收入結(jié)構(gòu)（單位：百萬元）2471271081951351103181175948924712710819513511031811759489298145395356398115911233114355276225706231,4001,2001,00080060040020002018 2019 2020 2021 2022朗新科技：能源數(shù)字化/互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)軍企業(yè)，客戶資源豐富朗新科技：能源數(shù)字化/互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)軍企業(yè)，客戶資源豐富朗新科技是能源行業(yè)領(lǐng)先的科技企業(yè)，一直服務(wù)于電力能源消費領(lǐng)域，以B2B2C的業(yè)務(wù)模式，聚焦“能源數(shù)字化+能源互聯(lián)網(wǎng)”雙輪驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略。一方面，另一方面，公司通過構(gòu)建自有的能源互聯(lián)網(wǎng)平臺，攜手戰(zhàn)略合作伙伴，開展能源需求側(cè)的服務(wù)和運營，通過聚合分布式光伏、電動汽車、中小工商業(yè)、居民端等需求側(cè)資源，為終端用戶構(gòu)建多種能源服務(wù)新場景，實現(xiàn)電力能源的供需互動和資源優(yōu)化配置，促進終端能源消費電氣化和電力市場化的發(fā)展。2022及需求側(cè)響應(yīng)、綠電聚合交易，截至2022度電力交易合約突破2.3億度，簽約參與聚合調(diào)度的容量超75MW，聚合綠電交易的光伏電站超820座。表9：公司主要業(yè)務(wù)

圖25：公司歷年營業(yè)收入結(jié)構(gòu)（單位：百萬元）主要業(yè)務(wù)主要內(nèi)容能源數(shù)字化燃?xì)庑袠I(yè)為華潤燃?xì)狻⒅袊細(xì)獾却笮腿細(xì)馄髽I(yè)提供核心系統(tǒng)解決方案電力能源行業(yè)物聯(lián)采集平臺、負(fù)荷管理平臺、營銷大數(shù)據(jù)、電網(wǎng)充電樁代運營、營銷業(yè)務(wù)運營、綜合能源運營等能源互聯(lián)網(wǎng)(正在開展市場化售電、綠電交易需求響應(yīng)、光儲充一體化等業(yè)務(wù)實踐)能源供給端“新耀光伏云平臺”為分布式光伏電站等提供軟件產(chǎn)品和SaaS服務(wù)，提高電站發(fā)電效率，實現(xiàn)降本增效能源需求端家庭能源消費領(lǐng)域主要業(yè)務(wù)主要內(nèi)容能源數(shù)字化燃?xì)庑袠I(yè)為華潤燃?xì)狻⒅袊細(xì)獾却笮腿細(xì)馄髽I(yè)提供核心系統(tǒng)解決方案電力能源行業(yè)物聯(lián)采集平臺、負(fù)荷管理平臺、營銷大數(shù)據(jù)、電網(wǎng)充電樁代運營、營銷業(yè)務(wù)運營、綜合能源運營等能源互聯(lián)網(wǎng)(正在開展市場化售電、綠電交易需求響應(yīng)、光儲充一體化等業(yè)務(wù)實踐)能源供給端“新耀光伏云平臺”為分布式光伏電站等提供軟件產(chǎn)品和SaaS服務(wù)，提高電站發(fā)電效率，實現(xiàn)降本增效能源需求端家庭能源消費領(lǐng)域通過與支付寶等入口合作，構(gòu)建生活繳費場景車主能源消費領(lǐng)域打造聚合充電服務(wù)平臺“新電途”工商業(yè)領(lǐng)域公司以能源物聯(lián)網(wǎng)平臺和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)為支撐，通過為社區(qū)園區(qū)、工商業(yè)客戶提供能耗監(jiān)測、能源管理、智慧節(jié)能等平臺或系統(tǒng)，提高客戶用電效率智能終端業(yè)務(wù)互聯(lián)網(wǎng)電視智能終端5,0004,5004,0003,5003,0002,5002,0001,5001,0005000

224224850248712978871235518251,0171,2595762,5492,3331,4091,8882019 2020 2021 2022南網(wǎng)科技：電網(wǎng)智能化綜合服務(wù)商，源網(wǎng)荷儲平臺滿足各類需求出技術(shù)服務(wù)和智能設(shè)備的兩大業(yè)務(wù)體系。實施靈活性資源調(diào)控，助力工商業(yè)園區(qū)開展能量管理并參與電力市場。公司可面向不同客戶提供平臺級、終端級、資源級產(chǎn)品及服務(wù)。截至目前，公司的源網(wǎng)荷儲智慧聯(lián)動平臺已應(yīng)用于省級調(diào)度側(cè)虛擬電廠平臺、園區(qū)級虛擬電廠、新能源車充換電平臺等場景。圖26：公司源網(wǎng)荷儲智慧聯(lián)動平臺系列產(chǎn)品及服務(wù) 圖27：公司歷年營業(yè)收入結(jié)構(gòu)（單位：百萬元）1,8001,6001,4001,2001,0008006004001126411264191201820192020202120220

儲能系統(tǒng)技術(shù)服務(wù) 試驗檢測及調(diào)試服務(wù) 智能配用電設(shè)智能監(jiān)測設(shè)備 機器人及無人機29629610114216218622821224533524435354118430 31328832595智光電氣：軟硬件產(chǎn)品兼?zhèn)?，綜合能源業(yè)務(wù)布局多年智光電氣：軟硬件產(chǎn)品兼?zhèn)洌C合能源業(yè)務(wù)布局多年服務(wù)為核心的工程施工平臺、以智有盈為核心的運維平臺，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的全面平臺化升級。基礎(chǔ)上探索虛擬電廠業(yè)務(wù)商業(yè)模式。圖28：公司主營業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)圖 圖29：公司歷年營業(yè)收入結(jié)構(gòu)（單位：百萬元）3,0002,5002,0001,5001,000500

電氣設(shè)備 綜合能源服務(wù)9711,0209711,0207948477141,7321,5341,2951,1761,5572018

2019

2020

2021

2022目錄目錄11虛擬電廠總體介紹22虛擬電廠市場分析33虛擬電廠相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈44虛擬電廠項目案例虛擬電廠收益分析：案例一虛擬電廠收益分析：案例一虛擬電廠統(tǒng)一運營，實現(xiàn)了削峰填谷的作用，并且典型日內(nèi)各類主體參與虛擬電廠后其收益均增加，虛擬電廠運營商也可獲得相應(yīng)收益。采用虛擬電廠運營模式后，虛擬電廠運營商及組成單元單日電力交易增量凈收入4.73萬元，按照每年200天參與輔助服務(wù)估計，全年電力交易凈收入946光伏、儲能和系統(tǒng)投資估算合計0.4億元，投資回收期約為4.5年。圖30：虛擬電廠典型日運行情況 表10：虛擬電廠運營前后主體成本、收益對比（萬元）主體類型傳統(tǒng)模式主體類型傳統(tǒng)模式虛擬電廠統(tǒng)一運營模式成本收益成本收益分布式電源0.006.882.1011.47柔性負(fù)荷49.100.0044.235.91儲能0.000.000.761.25虛擬電廠運營商0.000.0042.4844.23虛擬電廠收益分析：案例二虛擬電廠收益分析：案例二考慮區(qū)域級大型虛擬電廠，假設(shè)接入各類響應(yīng)能力200萬千瓦，則總建設(shè)成本5.36億元（包括儲能建設(shè)成本2.46億元），年運行維護開支0.2億元。按照提取代理服務(wù)費、賺取調(diào)頻服務(wù)費兩種方式核算，年收益為1.255億元，考慮年運行維護成本0.2億元，投資回收期為5.08年。表11：虛擬電廠投資費用測算 表12：虛擬電廠投資收益測算序號費用類型單價數(shù)量小計（億元）序號費用類型單價數(shù)量小計（億元）1平臺建設(shè)費500萬元/套1套0.052工業(yè)企業(yè)日前級資源接入與監(jiān)測0.01萬元/千瓦150萬千瓦1.53工業(yè)企業(yè)小時級資源接入與監(jiān)測0.02萬元/千瓦30萬千瓦0.64商業(yè)分鐘級資源接入與監(jiān)測0.05萬元/千瓦15萬千瓦0.755儲能建設(shè)0.18萬元/千瓦時13.69萬千瓦2.46合計5.36序號收益類型響應(yīng)容量（萬千瓦單價（元/時）單次響應(yīng)時長響應(yīng)次數(shù)提成比例小計（億元）1日前級資源（傳統(tǒng)需求響應(yīng)市場）15044小時1020%0.482小時級資源（傳統(tǒng)需求響應(yīng)市場）3082小時1020%0.0963分鐘級資源（傳統(tǒng)需