虛擬電廠分布式資源聚沙成塔市場(chǎng)化盈利未來(lái)可期

蓄和電化學(xué)儲(chǔ)能調(diào)節(jié)性能優(yōu)越，但仍存在建設(shè)周期長(zhǎng)和運(yùn)行成本高等問(wèn)題。需求側(cè)響應(yīng)調(diào)節(jié)性能較好，提升系統(tǒng)靈活性性價(jià)比較高。200~400元/千瓦，提升系統(tǒng)靈活性的成本相較于其他資源更低。國(guó)外虛擬電廠運(yùn)行較為成熟，國(guó)內(nèi)虛擬電廠仍處于探索初期。國(guó)外虛擬電廠起步我們認(rèn)為，雖然虛擬電廠具有優(yōu)越的調(diào)節(jié)性能和性價(jià)比，當(dāng)前時(shí)點(diǎn)虛擬電廠仍缺乏政策端頂層設(shè)計(jì)，且調(diào)用端調(diào)度部門未形成調(diào)度負(fù)荷側(cè)資源習(xí)慣，虛擬電廠的運(yùn)行和商業(yè)模式仍需探索發(fā)展。缺電與棄電現(xiàn)象并存，虛擬電廠應(yīng)用空間廣闊。范圍逐步豐富。遠(yuǎn)期有望進(jìn)入市場(chǎng)開(kāi)展多層次交易與互動(dòng)。以上?？臻g的測(cè)算，假設(shè)某虛擬電廠項(xiàng)目地處浙江，聚合電化學(xué)儲(chǔ)能、可調(diào)需求側(cè)響應(yīng)和作為獨(dú)立第三方主體參與調(diào)峰輔助服務(wù)，并獲得相應(yīng)收1:9萬(wàn)8.4510.10%虛根據(jù)我們對(duì)虛擬電廠市場(chǎng)空間的測(cè)算，以“到2025力需求側(cè)響應(yīng)能力達(dá)到最大負(fù)荷的3%～5%”的國(guó)家層面要求確定需億元，虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)空間為32.98/74.53/146/263.16億元。投資建議：虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈全景：承上啟下，設(shè)備服務(wù)提供與資源聚合運(yùn)營(yíng)兩條主線。從產(chǎn)業(yè)鏈參與的角度看，由于當(dāng)前虛擬電廠仍處于示范項(xiàng)目起步階段，目前已參與產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)主要以提供通信/自動(dòng)化控制系統(tǒng)、預(yù)測(cè)及優(yōu)化等軟件模塊，和提供遠(yuǎn)程終端和智能電表等設(shè)備/服務(wù)提供商。部分有能力投資且有意愿嘗試虛擬電廠項(xiàng)目的企業(yè)，也會(huì)基于其已有的優(yōu)化能力或自建/控制資源，成為資源聚合商開(kāi)展虛擬電廠業(yè)務(wù)。風(fēng)險(xiǎn)因素：目虛擬電廠：配網(wǎng)層級(jí)的“微型調(diào)度” 1、定義：聚合分布式能源資源，統(tǒng)一管理協(xié)調(diào)優(yōu)化的控制系統(tǒng) 52通信63、應(yīng)用場(chǎng)景：依托電力市場(chǎng)環(huán)境，多方位綜合獲益 8新能源消納和新型電力系統(tǒng)發(fā)展亟需靈活資源助力，政策鼓勵(lì)下虛擬電廠發(fā)展可期 91、新型電力系統(tǒng)面臨“雙高，源荷波動(dòng)性亟需資源平抑 92、電力市場(chǎng)化改革加速推進(jìn)，政策鼓勵(lì)助推虛擬電廠發(fā)展 133、國(guó)外虛擬電廠運(yùn)行較為成熟，國(guó)內(nèi)虛擬電廠仍處于探索初期 144、當(dāng)前時(shí)點(diǎn)虛擬電廠發(fā)展瓶頸所在 16缺電與棄電現(xiàn)象并存，虛擬電廠應(yīng)用空間廣闊 171、虛擬電廠可參與交易范圍逐步豐富 172、虛擬電廠盈利空間測(cè)算：系統(tǒng)投資千萬(wàn)級(jí)，收益率有望達(dá)10%以上 183、虛擬電廠市場(chǎng)空間測(cè)算：短期迅速發(fā)展“十四五”末有望形成百億級(jí)別市場(chǎng) 20投資建議 211、虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈全景：承上啟下，設(shè)備服務(wù)提供與資源聚合運(yùn)營(yíng)兩條主線 212、虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè) 22風(fēng)險(xiǎn)因素 23表目表1：虛擬電廠可調(diào)節(jié)資源要類型、物理特性與核心參數(shù) 表2：虛擬電廠主站核心功模塊介紹 7表3：虛擬電廠可參與的電市場(chǎng)類型及其優(yōu)質(zhì)資源 9表4：2021-2023電力供需勢(shì) 11表5：靈活性資源特性比較 12表6：靈活性資源成本比較 13表7：國(guó)家級(jí)虛擬電廠相關(guān)策 14表8：虛擬電廠分階段參與力市場(chǎng)交易品種 17表9：虛擬電廠項(xiàng)目核心假設(shè) 18表10：浙江省2021年需求應(yīng)補(bǔ)貼價(jià)格方案 19表11：浙江獨(dú)立第三方主體與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)價(jià)格限制（元/MWh） 20表12：虛擬電廠項(xiàng)目財(cái)務(wù)指匯總 20表13：虛擬電廠市場(chǎng)空間測(cè)算 21表14：重點(diǎn)上市公司估值表 22圖目圖1：虛擬電廠架構(gòu)示意圖 圖2：虛擬電廠聚合外特性 6圖3：虛擬電廠典型日運(yùn)行況 6圖4：虛擬電廠系統(tǒng)核心構(gòu)要素 6圖5：虛擬電廠通信交互架構(gòu) 8圖6：虛擬電廠總體技術(shù)架構(gòu) 8圖7：虛擬電廠聚合資源的態(tài)響應(yīng)特性 9圖8：虛擬電廠市場(chǎng)運(yùn)行模式 9圖9：1990-2022年中美歐電量（億千瓦時(shí)） 10圖10：各國(guó)/地區(qū)新能源發(fā)量占比 10圖11：不同空間尺度下的新源出力情況（曲線歸一化處理） 10圖12：2011-2022年風(fēng)光裝占比、三產(chǎn)生活用電占比、火電利用小時(shí)數(shù)對(duì)比 10圖13：頂峰容量及全國(guó)尖峰荷情況（萬(wàn)千瓦） 11圖14：NextKraftwerk虛擬廠架構(gòu) 15圖15：冀北虛擬電廠架構(gòu) 16圖16：冀北虛擬電廠典型日荷曲線 16圖17：虛擬電“電廠模式”經(jīng)營(yíng)模式和成本收益 17圖18：虛擬電廠“負(fù)荷模式”經(jīng)營(yíng)模式和成本收益 17圖19：江8月代理購(gòu)電大業(yè)電價(jià)（1-10kV，元/kWh） 19圖20：浙江8月代理購(gòu)電一工商業(yè)電價(jià)（1-10kV，元/kWh） 19圖21：虛擬電廠全產(chǎn)業(yè)鏈圖景 21虛擬電廠：配網(wǎng)層級(jí)的“微型調(diào)度”1、定義：聚合分布式能源資源，統(tǒng)一管理協(xié)調(diào)優(yōu)化的控制系統(tǒng)虛擬電廠是一種運(yùn)用先進(jìn)通信、計(jì)算、調(diào)度、市場(chǎng)等手段，聚合大量分散的分布式能源資源，并實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理與協(xié)調(diào)優(yōu)化的控制系統(tǒng)。據(jù)王宣元、劉敦楠、劉蓁等著《泛在電力物圖1：虛擬電廠架構(gòu)示意圖資料來(lái)源：國(guó)網(wǎng)上海經(jīng)研院，36氪研究院源荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)，共同支撐系統(tǒng)靈活。從可參與虛擬電廠的資源來(lái)看，一切在配網(wǎng)層級(jí)、可以靈活調(diào)節(jié)自身出力及負(fù)荷的資源均可參與虛擬電廠。以其自身特性劃分，可分為“源、荷、儲(chǔ)”三類。其中，源類資源包括分布式光伏、風(fēng)電、小型水電及小型火電機(jī)組（三聯(lián)表1：虛擬電廠可調(diào)節(jié)資源主要類型、物理特性與核心參數(shù)源分布式光伏間歇性源分布式光伏間歇性額定出力、預(yù)測(cè)出力曲線、歷史出力曲線分布式風(fēng)電額定出力、預(yù)測(cè)出力曲線、歷史出力曲線分布式水電額定出力、水庫(kù)庫(kù)容、出力爬坡上下限冷熱電聯(lián)供 額定出、出上下、出爬上下限最小機(jī)/機(jī)時(shí)間分布式儲(chǔ)能可平移充放電狀態(tài)、額定功率、額定容量、荷電狀態(tài)上下限、充放電響應(yīng)時(shí)間及效率電動(dòng)汽車充放電狀態(tài)、充放電功率、可調(diào)用容量、充放電響應(yīng)時(shí)間及效率連續(xù)性儲(chǔ)鐵塔基站鐵塔基站應(yīng)時(shí)間及效率數(shù)據(jù)中心可平移荷可平移/可中斷可平移容量、可平移時(shí)間、不間斷儲(chǔ)能荷電狀態(tài)上下限及最小備用容量可平移容量、可平移時(shí)間可中斷/平移容量、可中斷/資料來(lái)源：《新型電力系統(tǒng)規(guī)?；`活資源虛擬電廠科學(xué)問(wèn)題與研究框架》（康重慶、陳啟鑫、蘇劍等著）面向市場(chǎng)交易、調(diào)度指令分解和分布式資源控制監(jiān)測(cè)是虛擬電廠的三大運(yùn)行要素。虛擬電廠作為需求側(cè)管理的市場(chǎng)化商業(yè)應(yīng)用模式，在電力市場(chǎng)交易的背景下以盈利為目的運(yùn)行。從整個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)來(lái)看，虛擬電廠首先以自身聚合的分布式能源資源的特性，包括分布式電源的出力與爬坡曲線，儲(chǔ)能部分的充放電功率及電量水平，負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)/中斷的容量和相應(yīng)的響應(yīng)時(shí)間等進(jìn)行數(shù)學(xué)建?？坍?，得出虛擬電廠的響應(yīng)能力。在面向市場(chǎng)的交易完成，調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)調(diào)節(jié)功率曲線，虛擬電廠需要基于調(diào)用成本最優(yōu)原則將調(diào)度下達(dá)功率曲線分解至各個(gè)分布式資源，通過(guò)遠(yuǎn)程終端監(jiān)測(cè)或直接控制資源，形成資源出力/用電負(fù)荷調(diào)節(jié)，達(dá)到整個(gè)虛擬電廠完成下達(dá)功率曲線的效果。圖2：虛擬電廠聚合外特性 圖3：虛擬電廠典型日運(yùn)行情況 資料來(lái)源：《虛擬電廠對(duì)分布式能源的管理和互動(dòng)機(jī)制研究綜述》（田立亭、程林、郭劍波等著）

資料來(lái)源：《泛在電力物聯(lián)網(wǎng)下虛擬電廠運(yùn)營(yíng)機(jī)制及關(guān)鍵技術(shù)》（王宣元、劉敦楠、劉蓁等著），2、構(gòu)成：“系統(tǒng)+通信+終端”，虛擬電廠緊扣輕資產(chǎn)運(yùn)行特點(diǎn)，把控運(yùn)行核心和控制要點(diǎn)“系統(tǒng)+通信+終端”構(gòu)成虛擬電廠全系統(tǒng)。從構(gòu)成要素來(lái)看，虛擬電廠包括中央系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程終端三部分。虛擬電廠是一種輕資產(chǎn)模式的協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)，僅利用軟件系統(tǒng)平臺(tái)及通訊技術(shù)整合分布式能源資源，把控運(yùn)行核心和控制要點(diǎn)，無(wú)需自有或投資分布式資源。圖4：虛擬電廠系統(tǒng)核心構(gòu)成要素資料來(lái)源：日立能源，電力建設(shè)中央系統(tǒng)即虛擬電廠主站，其中包含虛擬電廠運(yùn)行的四大功能模塊：用戶數(shù)據(jù)采集與分析，電力市場(chǎng)預(yù)測(cè)估計(jì)，資源建模及聚合，以及市場(chǎng)優(yōu)化交易決策。虛擬電廠主站匯集遠(yuǎn)程控制終端采集的用戶用電數(shù)據(jù)，結(jié)合內(nèi)置電力市場(chǎng)預(yù)測(cè)模塊的預(yù)測(cè)結(jié)果，基于運(yùn)行效益最優(yōu)原則開(kāi)展優(yōu)化計(jì)算，參與市場(chǎng)交易或執(zhí)行調(diào)度指令，是虛擬電廠的“大腦”。表2：虛擬電廠主站核心功能模塊介紹數(shù)據(jù)采集與分析是根據(jù)虛擬電廠接入資源的社會(huì)屬性、生活習(xí)慣和用能行為等信息抽象出的標(biāo)簽化過(guò)程。標(biāo)簽化數(shù)據(jù)采集與分析 數(shù)據(jù)采集與分析是根據(jù)虛擬電廠接入資源的社會(huì)屬性、生活習(xí)慣和用能行為等信息抽象出的標(biāo)簽化過(guò)程。標(biāo)簽化數(shù)據(jù)采集與分析 是高度精煉的特征標(biāo)識(shí)，是把數(shù)形象化的一種方法，是電力客戶像技術(shù)的基礎(chǔ)。行為傾向。電力市場(chǎng)預(yù)測(cè)估計(jì)

4資源建模需綜合考慮各類可調(diào)節(jié)資源的調(diào)節(jié)能力、可調(diào)節(jié)時(shí)段、調(diào)節(jié)不確定性以及調(diào)控成本等因素，以數(shù)學(xué)參數(shù)資源建模需綜合考慮各類可調(diào)節(jié)資源的調(diào)節(jié)能力、可調(diào)節(jié)時(shí)段、調(diào)節(jié)不確定性以及調(diào)控成本等因素，以數(shù)學(xué)參數(shù)或公式刻畫其調(diào)節(jié)能力與偏好。資源建模及聚合 資源聚合是在分布式能源資源特建模的基礎(chǔ)上，依據(jù)同目（不同的網(wǎng)調(diào)需求不同場(chǎng)與需求），匹配并匯聚具有時(shí)域互補(bǔ)性、功能互補(bǔ)性的虛擬電廠調(diào)度序列的過(guò)程。聚合是優(yōu)化決策的過(guò)程，最終將在資源能力和容量范圍內(nèi)達(dá)到?jīng)Q策經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的帕累托結(jié)果。市場(chǎng)優(yōu)化交易決策

VPP資料來(lái)源：《面向新型電力系統(tǒng)的虛擬電廠商業(yè)模式與關(guān)鍵技術(shù)》（葛鑫鑫、付志揚(yáng)、徐飛等著）通信網(wǎng)絡(luò)即虛擬電廠面向調(diào)度機(jī)構(gòu)/市場(chǎng)機(jī)構(gòu)和面向遠(yuǎn)程終端的信息交互和控制調(diào)度通道。如果虛擬電廠全面采用傳統(tǒng)光纖接入的方式，雖然能夠保證信息通信的實(shí)時(shí)性和安全性，但面對(duì)海量資源的接入，其通信成本將會(huì)較高。據(jù)王宣元、劉蓁所著《虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)控與市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的發(fā)展與實(shí)踐》內(nèi)容，國(guó)內(nèi)虛擬電廠通信的主要方式是：對(duì)上采用光纖接入調(diào)度控制系統(tǒng)：省調(diào)控中心-切負(fù)荷中心站-大用戶就近變電站-10kV/對(duì)下采用無(wú)線公網(wǎng)接入交易平臺(tái)和營(yíng)銷需求響應(yīng)平臺(tái)和分布式資源：電力交易平臺(tái)-在虛擬電廠發(fā)展的當(dāng)前階段，采用的主要信息通信方式為光纖+無(wú)線公網(wǎng)。其中，光纖通信主要用于緊急調(diào)度與切負(fù)荷；無(wú)線公網(wǎng)通信主要用于需求側(cè)管理，調(diào)控中心不直接向虛擬電廠下發(fā)實(shí)時(shí)調(diào)控指令。圖5：虛擬電廠通信交互架構(gòu) 圖6：虛擬電廠總體技術(shù)架構(gòu) 資料來(lái)源：《虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)控與市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的發(fā)展與實(shí)踐》（王宣元、劉蓁著）

資料來(lái)源：《虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)控與市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的發(fā)展與實(shí)踐》（王宣元、劉蓁著），遠(yuǎn)程終端作為虛擬電廠控制終端資源的手段，一般以“邊端結(jié)合”的形式，既設(shè)置即插即用的邊緣智能網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算等功能，也實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)資源的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和柔性控制。從技術(shù)架構(gòu)的角度來(lái)看，整個(gè)虛擬電廠架構(gòu)可分為3級(jí)。第1級(jí)為可調(diào)節(jié)資源層級(jí)，采集、監(jiān)控并與上層通信實(shí)時(shí)的運(yùn)行信息，自動(dòng)接收響應(yīng)第2級(jí)下發(fā)的調(diào)控指令和價(jià)格激勵(lì)，并233、應(yīng)用場(chǎng)景：依托電力市場(chǎng)環(huán)境，多方位綜合獲益從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，虛擬電廠作為需求側(cè)管理在電力市場(chǎng)中的商業(yè)模式，可根據(jù)市場(chǎng)化改革推進(jìn)情況參與不同市場(chǎng)，多方位獲得收益。目前，虛擬電廠商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的應(yīng)用場(chǎng)景以需求側(cè)響應(yīng)和調(diào)峰輔助服務(wù)為主，在無(wú)現(xiàn)貨市場(chǎng)的地區(qū)參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)，提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力。對(duì)于部分開(kāi)展現(xiàn)貨市場(chǎng)并允許虛擬電廠進(jìn)入市場(chǎng)的地區(qū)，虛擬電廠可以選擇參與現(xiàn)貨市場(chǎng)，調(diào)峰及調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)。需求側(cè)響應(yīng)：嚴(yán)格意義上，需求側(cè)響應(yīng)實(shí)際不屬于電力市場(chǎng)化機(jī)制，其補(bǔ)償價(jià)格通常為事前錨定的行政性補(bǔ)償價(jià)格，執(zhí)行部門也為電網(wǎng)公司的營(yíng)銷部門。但相比于先前傳統(tǒng)的“拉閘限電”手段，需求側(cè)響應(yīng)仍是以經(jīng)濟(jì)激勵(lì)為主的措施，邀約具有負(fù)荷調(diào)節(jié)能力的用電客戶，并在約定的特定時(shí)段主動(dòng)調(diào)減（或增加）虛擬電廠的出力和用電負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷，緩解電力供需矛盾。調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)：虛擬電廠可根據(jù)當(dāng)?shù)卣{(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)相關(guān)規(guī)定，在日前聚合計(jì)算并申報(bào)自身調(diào)峰能力，并在日內(nèi)按照調(diào)度機(jī)構(gòu)的指令，在日前中標(biāo)的調(diào)峰范圍內(nèi)實(shí)時(shí)主動(dòng)調(diào)減（或增加）虛擬電廠的出力和用電負(fù)荷，完成調(diào)峰相關(guān)調(diào)度指令，并根據(jù)調(diào)峰市場(chǎng)分時(shí)出清價(jià)格和調(diào)節(jié)電量獲得相應(yīng)收益。調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)：虛擬電廠可根據(jù)當(dāng)?shù)卣{(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)相關(guān)規(guī)定，在日前聚合計(jì)算并申報(bào)自身調(diào)頻能力，并在日內(nèi)按照調(diào)度機(jī)構(gòu)的指令，在日前中標(biāo)的調(diào)頻范圍內(nèi)實(shí)時(shí)跟隨電網(wǎng)AGC（自動(dòng)發(fā)電量控制）指令，完成頻率調(diào)節(jié)動(dòng)作，并根據(jù)調(diào)頻市場(chǎng)分時(shí)出清價(jià)格和調(diào)節(jié)電量獲得相應(yīng)收益。電能量現(xiàn)貨市場(chǎng)：虛擬電廠可根據(jù)當(dāng)?shù)仉娔芰楷F(xiàn)貨市場(chǎng)相關(guān)規(guī)定，在日前聚合計(jì)算并申報(bào)自身出力（調(diào)節(jié)）能力，并根據(jù)日前現(xiàn)貨市場(chǎng)中標(biāo)情況，在日內(nèi)/實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)中根據(jù)更新的調(diào)度指令實(shí)時(shí)主動(dòng)調(diào)減（或增加）分布式發(fā)電資源的出力和用電負(fù)荷，并根據(jù)電能量市場(chǎng)結(jié)算規(guī)則獲得相應(yīng)收益。我們認(rèn)為，隨著全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系建設(shè)提速，現(xiàn)貨、輔助服務(wù)、容量等市場(chǎng)建設(shè)不斷深化，虛擬電廠參與電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)體系有望得到進(jìn)一步完善。表3：虛擬電廠可參與的電力市場(chǎng)類型及其優(yōu)質(zhì)資源現(xiàn)貨市場(chǎng) 源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)可以控制出力的現(xiàn)貨市場(chǎng) 源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)可以控制出力的源調(diào)峰輔助服務(wù) 源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)可以控制出力的源調(diào)頻輔助服務(wù) 分布式電源、儲(chǔ)能等具備調(diào)頻能調(diào)頻輔助服務(wù) 分布式電源、儲(chǔ)能等具備調(diào)頻能的資源。中長(zhǎng)期雙邊、集中交易 大工業(yè)、工商業(yè)等用電曲線和電較為穩(wěn)定的資源備用、無(wú)功等輔助服務(wù) 分布式電源、儲(chǔ)能等可以提供相中長(zhǎng)期雙邊、集中交易 大工業(yè)、工商業(yè)等用電曲線和電較為穩(wěn)定的資源容量 大工業(yè)、工商業(yè)等用電曲線和電較為穩(wěn)定的資源綠證交易、金融交易等 分布式電源、電化學(xué)儲(chǔ)能、大數(shù)綠證交易、金融交易等 分布式電源、電化學(xué)儲(chǔ)能、大數(shù)中心等有相關(guān)交易需求的資源資料來(lái)源：《虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)控與市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的發(fā)展與實(shí)踐》（王宣元、劉蓁著）除參與市場(chǎng)交易和響應(yīng)獲取收益外，虛擬電廠還需要考慮所得收益與調(diào)度分布式資源的成本之間的優(yōu)化問(wèn)題。目前，虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商多采用與可調(diào)節(jié)資源簽訂代理合同，并與可調(diào)參與市場(chǎng)機(jī)制的不同，探索開(kāi)展“代理購(gòu)售電折扣式”、咨詢/管理/運(yùn)維/能源金融等一攬子增值服務(wù)模式的合作模式，實(shí)現(xiàn)虛擬電廠的盈利與商業(yè)模式多維度拓展。圖7：虛擬電廠聚合資源的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性 圖8：虛擬電廠市場(chǎng)運(yùn)行模式 資料來(lái)源：《虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)控與市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的發(fā)展與實(shí)踐》（王宣元、劉蓁著）

資料來(lái)源：《虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)控與市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的發(fā)展與實(shí)踐》（王宣元、劉蓁著），新能源消納和新型電力系統(tǒng)發(fā)展亟需靈活資源助力，政策鼓勵(lì)下虛擬電廠發(fā)展可期1我國(guó)新能源發(fā)電在過(guò)去的數(shù)十年內(nèi)發(fā)展勢(shì)頭較好，已在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)新能源高比例滲透電力系統(tǒng)。從電力消費(fèi)的角度看，相較于歐洲和美國(guó)等發(fā)達(dá)地區(qū)，我國(guó)仍處于用電量水平仍處于快速提升的階段，且電力消費(fèi)需求體量已經(jīng)大大超過(guò)了美國(guó)歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)。2022%）（德國(guó)（31.7%）尚存差距，但以電力消費(fèi)體量情況來(lái)看，歐洲各個(gè)國(guó)家電力消費(fèi)量與我國(guó)分省用電量體量大致相同。分省來(lái)看，我國(guó)部分新能源大省也達(dá)到了高比例新能源發(fā)展階段，其中青海的新能源風(fēng)光發(fā)電量已達(dá)41.5%，為新能源滲透率最高的省份。其他省份包括河北（、甘肅%、寧夏、吉林（、黑龍江（）等20%圖9：1990-2022年中美歐發(fā)電量（億千瓦時(shí)） 圖10：2022年各國(guó)/地區(qū)新能源發(fā)電量占比 風(fēng)電光伏25.8%風(fēng)電光伏25.8%10.1%17.8%5.8%6.0%9.1%7.3%6.0%10.4%6.2%4.9%4.7%5.2%21.6%19.8%19.4%15.0%16.6%13.3%8.8%10.1%11.1%15.0%17.7%15.7%11.5% 0.8%0 美國(guó)歐洲中國(guó)中國(guó),2022,88487美國(guó),45477歐洲,3900930%20%10%0%中國(guó)美國(guó)歐盟德國(guó)河北山西內(nèi)蒙古吉林黑龍江河南西藏甘肅青海寧夏資料來(lái)源：EnergyInstitute 資料來(lái)源：中電聯(lián)，EnergyInstitute，由于新能源發(fā)電固有的強(qiáng)隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性，以及通過(guò)電力電子裝置并入電網(wǎng)的特征，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)“雙高”的特點(diǎn)，即高比例新能源與高比例電力電子裝備并存的情況。從本質(zhì)來(lái)看，新能源電力具有強(qiáng)不確定性和低保障性，超出社會(huì)與能源系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展節(jié)奏將會(huì)對(duì)能源安全帶來(lái)挑戰(zhàn)，推高能源成本。據(jù)郭劍波院士在《新20305%~61%，2060“極熱無(wú)風(fēng)、晚峰無(wú)光”特性，將導(dǎo)致極端天氣下新能源出力的負(fù)相關(guān)性特征更為明顯，其長(zhǎng)時(shí)間低出力將帶來(lái)保供應(yīng)挑戰(zhàn)。而在新能源高出力時(shí)段，系圖11：不同空間尺度下的新能源出力情況（曲線歸一化處理）

圖12：2011-2022年風(fēng)光裝機(jī)占比、三產(chǎn)生活用電占比、火電利用小時(shí)數(shù)對(duì)比風(fēng)光裝機(jī)占比 三產(chǎn)生活用電占比 火電利用小時(shí)數(shù)

火電利用小時(shí)數(shù),5305

32.7%6000500029.6%

三產(chǎn)生活用電占比,22.8%風(fēng)光裝機(jī)占比,4.6%

4379

40003000200010000.0%

0201120122013201420152016201720182019202020212022資料來(lái)源：《大規(guī)模新能源發(fā)電基地出力特性研究》（鄭可軻、牛玉廣著）

資料來(lái)源：中電聯(lián)，新能源高比例滲透疊加居民和三產(chǎn)負(fù)荷快速增長(zhǎng)，源荷兩端波動(dòng)性增大，電力系統(tǒng)面臨缺電和棄電并存的局面，尖峰時(shí)刻電力系統(tǒng)供需不平衡矛盾凸顯，電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)資源需求凸顯。曲線入，終端無(wú)序用電增長(zhǎng)將會(huì)增加系統(tǒng)凈負(fù)荷峰谷差，功率波動(dòng)問(wèn)題更加突出。尖峰負(fù)荷增速高于用電量增速，頂峰裝機(jī)不及預(yù)期，頂峰容量裕度逐漸萎縮的情況下，電力系統(tǒng)缺電問(wèn)題頻發(fā)。因此，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵在于對(duì)靈活性資源的挖掘。隨著新能源持續(xù)滲透電力系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)于靈活性資源的功能需求和內(nèi)涵定義也在逐步外延。圖13：頂峰容量及全國(guó)尖峰負(fù)荷情況（萬(wàn)千瓦）160000

1900080000

140009000400060000

2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023E剩余頂峰容量裕度（右軸） 頂峰容量情況（左軸） 全國(guó)主要電網(wǎng)最高用電負(fù)荷（含備用）（左軸

-1000資料來(lái)源：，中電聯(lián)，表4：2021-2023電力供需形勢(shì)供需形勢(shì)偏緊供需形勢(shì)偏緊湖北有序用電平衡湖南、江西、河南、湖北有序用電湖南、江西有序用電華中年份 2021迎峰度冬 2021迎峰度夏 2022迎峰度冬 供需形勢(shì)偏緊供需形勢(shì)偏緊湖北有序用電平衡湖南、江西、河南、湖北有序用電湖南、江西有序用電華中華南 -

廣東、廣西有 - - 供需形勢(shì)偏緊 供需形勢(shì)偏序用電西南西南四川有序用電貴州、云南、重慶有序用電四川、重慶、貴州緊平衡四川重慶有序用電-華北 蒙西有序用電 蒙西有序用電 - - 供需緊平衡 -供需形勢(shì)偏緊供需形勢(shì)偏緊供需形勢(shì)偏緊浙江、安徽、江蘇有序用電上海緊平衡浙江有序用電江蘇、浙江、安徽有序用電華東西北新疆有序用電陜西有序用電西北新疆有序用電陜西有序用電--供需形勢(shì)偏緊-資料來(lái)源：中電聯(lián)，北極星售電網(wǎng)，新型電力系統(tǒng)的源荷波動(dòng)僅靠傳統(tǒng)煤電調(diào)節(jié)難以滿足需求。風(fēng)光出力波動(dòng)性對(duì)短時(shí)電力平衡的影響愈加顯著，電力系統(tǒng)短時(shí)間尺度靈活性需求增強(qiáng)，要求系統(tǒng)能夠更快速、頻繁地匹配供需平衡。而據(jù)《電力系統(tǒng)靈活性提升：技術(shù)路徑、經(jīng)濟(jì)性與政策建議》表明，煤電（15抽蓄和電化學(xué)儲(chǔ)能調(diào)節(jié)性能優(yōu)越，但仍存在建設(shè)周期長(zhǎng)和運(yùn)行成本高等問(wèn)題。抽水蓄能電站是具備調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、事故備用和黑啟動(dòng)等多種功能的靈活性資源。電化學(xué)儲(chǔ)能響應(yīng)速度較快，充放電靈活，可響應(yīng)秒級(jí)/分鐘級(jí)的調(diào)度指令。但抽水蓄能限于其工期較長(zhǎng)（8年，自然條件要求較高（要求有河流有落差，建設(shè)情況較為復(fù)雜（涉及移民拆遷等社會(huì)問(wèn)題0.5元/kWh0.1元/kWh0.2/kWh表5：靈活性資源特性比較調(diào)節(jié)時(shí)間尺度調(diào)節(jié)方向啟停時(shí)間調(diào)節(jié)時(shí)間尺度調(diào)節(jié)方向啟停時(shí)間(h)運(yùn)行范圍 爬坡速率(%) (Pn/min)資源類型

率常規(guī)煤電未改造已改造50-10030-1001-2%率常規(guī)煤電未改造已改造50-10030-1001-2%3-6%6-104-5- -- √-√-√★★★★★★★★★★電源側(cè)燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)未改造已改造80-10050-1001-2%3-6%6-104-5- -- √-√-√★★★★★★★★★★氣電20-1008%2√√√√★★★★★★★常規(guī)可調(diào)節(jié)水電0-10020%<1√√√√★★★★★★核電30-1002.5-5%-√√√√★★★抽水蓄能-100-10010-50%<0.1√√√√★★★★★★★儲(chǔ)能電化學(xué)儲(chǔ)能-100-100100%<0.1√√√√★★★★★-綠氫----√-√-★★★★★需求應(yīng) 用電荷的 瞬時(shí) 0 √ √ √ √ - ★★★ ★

供/需向下/上

供/需向上/下速

供/需/速率

短時(shí) 中時(shí) 長(zhǎng)時(shí)3-5%3-5%需求側(cè)微電網(wǎng)---√√√√-√√√√★★★★★★★-電動(dòng)汽車---資料來(lái)源：《電力系統(tǒng)靈活性提升：技術(shù)路徑、經(jīng)濟(jì)性與政策建議》（中國(guó)電力圓桌項(xiàng)目課題組著），需求側(cè)響應(yīng)提升系統(tǒng)靈活性性價(jià)比較高。根據(jù)《電力系統(tǒng)靈活性提升：技術(shù)路徑、經(jīng)濟(jì)性30%600-700元14-20克/1-2-100%~100%1.5元/瓦·6300-7200元/3-5%后，單位投資為200~400元/因此，綜合考慮靈活性資源建設(shè)改造投入成本和運(yùn)行維護(hù)成本后，需求響應(yīng)提升系統(tǒng)靈活性的成本相較于其他資源更低，性價(jià)比更高。表6：靈活性資源成本比較資源類型

靈活性成本構(gòu)成靈活性改造煤電靈活性改造投資成本燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)300-500元靈活性改造煤電靈活性改造投資成本燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)300-500元/千瓦低負(fù)運(yùn)產(chǎn)的變本 機(jī)組加折和件 損失分電收增量 磨損更成增量 益電源側(cè)建設(shè)投資成本運(yùn)行維護(hù)成本燃?xì)怆姀S9457元/千瓦-0.56-0.58/常規(guī)水電-頻繁變水流量導(dǎo)致水輪機(jī)葉片壽命損耗損失部分發(fā)電收益核電無(wú)燃料循環(huán)成本增量設(shè)備護(hù)換本量 損失分電收益靈活性改造投資成本常規(guī)煤電低負(fù)載運(yùn)行產(chǎn)生的可變成本增量600-700元/千瓦機(jī)組加折和件 損失分電收磨損更成增量 益14-20克/千瓦時(shí)抽水蓄能

投資建設(shè)成本6300-7200元/

運(yùn)行護(hù)本 -1.5元1.5元/瓦·時(shí)-退役處置成本運(yùn)行維護(hù)成本電化學(xué)儲(chǔ)能投資建設(shè)成本投資建設(shè)成本綠氫1.71元/Nm3

生產(chǎn)成本20~65/

運(yùn)輸成本3.9~13元/

損失部分發(fā)電收益產(chǎn)生需求響應(yīng)前期平臺(tái)建設(shè)、設(shè)備更換等投入200~400元/千瓦運(yùn)行維護(hù)成本中斷、轉(zhuǎn)移生產(chǎn)的機(jī)會(huì)成本需求側(cè)微電網(wǎng)主、微網(wǎng)連接的平臺(tái)建設(shè)、設(shè)備更換投入運(yùn)行維護(hù)成本中斷、轉(zhuǎn)移生產(chǎn)的機(jī)會(huì)成本電動(dòng)汽車平臺(tái)建設(shè)和設(shè)備更換投入2000-6000元70/m2運(yùn)行維護(hù)成本資料來(lái)源：《電力系統(tǒng)靈活性提升：技術(shù)路徑、經(jīng)濟(jì)性與政策建議》（中國(guó)電力圓桌項(xiàng)目課題組著）2、電力市場(chǎng)化改革加速推進(jìn)，政策鼓勵(lì)助推虛擬電廠發(fā)展國(guó)家發(fā)改委、能源局各級(jí)政策開(kāi)始鼓勵(lì)各地探索虛擬電廠商業(yè)模式，虛擬電廠肩負(fù)3%~5%的頂峰作用。2022320253%～5%方等地區(qū)達(dá)到最大負(fù)荷的52023520253%~5%40%5%和容量等多個(gè)維度獲得收益。各省區(qū)市同樣積極推進(jìn)虛擬電廠相關(guān)政策制定，鼓勵(lì)虛擬電廠參與現(xiàn)有市場(chǎng)。廣州、山西、浙江等電力現(xiàn)貨試點(diǎn)省區(qū)市也相繼出臺(tái)虛擬電廠相關(guān)政策。2021則，引導(dǎo)用戶參與電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)，并將虛擬電廠響應(yīng)分為邀約響應(yīng)和實(shí)時(shí)響應(yīng)兩大類，暫時(shí)均依照固定價(jià)格補(bǔ)償。2022網(wǎng)運(yùn)行和運(yùn)營(yíng)管理兩方面對(duì)省內(nèi)虛擬電廠進(jìn)行規(guī)范。并允許虛擬電廠提供削峰填谷、調(diào)頻、備用等服務(wù)。表7：國(guó)家級(jí)虛擬電廠相關(guān)政策時(shí)間 部門 文件 相關(guān)內(nèi)容

《關(guān)于推進(jìn)電力源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》推動(dòng)電力需求響應(yīng)市場(chǎng)化建設(shè)，推動(dòng)將需求側(cè)可調(diào)節(jié)資源納入電力電量平衡，發(fā)揮需《關(guān)完推動(dòng)電力需求響應(yīng)市場(chǎng)化建設(shè)，推動(dòng)將需求側(cè)可調(diào)節(jié)資源納入電力電量平衡，發(fā)揮需《關(guān)完能綠低碳 求側(cè)源峰谷促電供衡和應(yīng)能電運(yùn)的用國(guó)家發(fā)改委、2022.1 轉(zhuǎn)型制制政措施 拓寬電力需求響應(yīng)實(shí)施范圍，通過(guò)多種方式挖掘各類需求側(cè)資源并組織其參與需求響國(guó)家源局的意》 應(yīng)，支持用戶側(cè)儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車充電設(shè)施、分布式發(fā)電等用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源，以及負(fù)荷聚合商、虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商、綜合能源服務(wù)商等參與電力市場(chǎng)交易和系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)

充分發(fā)揮負(fù)荷側(cè)的調(diào)節(jié)能力，進(jìn)一步加強(qiáng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)多向互動(dòng)，通過(guò)虛擬電廠等一體化引導(dǎo)各地區(qū)根據(jù)實(shí)際情況，建立市場(chǎng)化的發(fā)電容量成本回收機(jī)制，保障電源固定成本2022.3

國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局

《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》

大力提升電力負(fù)荷彈性。加強(qiáng)電力需求側(cè)響應(yīng)能力建設(shè)，整合分散需求響應(yīng)資源，引開(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、用戶側(cè)儲(chǔ)能、新能源汽車與電網(wǎng)（V2G）能量互動(dòng)等各類資源聚合的虛擬電廠示范力爭(zhēng)到20253%～5%5%左右2023.1

書（》

積極培育電力源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、負(fù)荷聚合服務(wù)、綜合能源服務(wù)、虛擬電廠等貼近終端用戶的新業(yè)態(tài)新模式，整合分散需求響應(yīng)資源，打造具備實(shí)時(shí)可觀、可測(cè)、可控能力2023.5

《電力需求側(cè)管理辦法（》

到20253%—5%的省份達(dá)到或以上全面推進(jìn)需求側(cè)資源參與電力市場(chǎng)常態(tài)化運(yùn)行。參與需求響應(yīng)的各類主體可根據(jù)電力建立并完善與電力市場(chǎng)銜接的需求響應(yīng)價(jià)格機(jī)制。根據(jù)“誰(shuí)受益、誰(shuí)承擔(dān)”的原則，支持具備條件的地區(qū)，通過(guò)實(shí)施尖峰電價(jià)等手段提高經(jīng)濟(jì)激勵(lì)水平。鼓勵(lì)需求響應(yīng)主資料來(lái)源：國(guó)家發(fā)改委，國(guó)家能源局，中央人民政府，3、國(guó)外虛擬電廠運(yùn)行較為成熟，國(guó)內(nèi)虛擬電廠仍處于探索初期國(guó)外虛擬電廠起步較早，發(fā)展特點(diǎn)各有側(cè)重，市場(chǎng)環(huán)境下運(yùn)營(yíng)模式較為成熟。從總體上看，以德國(guó)為代表的歐洲虛擬電廠模式主要集中于管理分布式能源，通過(guò)形成有機(jī)整體，聚合參與電力市場(chǎng)和提供電力相關(guān)輔助服務(wù)；美國(guó)虛擬電廠聚合的資源以可調(diào)節(jié)負(fù)荷為主，主要依賴于實(shí)時(shí)靈活響應(yīng)需求獲得收益；日本和澳洲則以新型儲(chǔ)能為主建設(shè)虛擬電廠。在各國(guó)電力市場(chǎng)起步較早，發(fā)展較為充分的背景下，虛擬電廠可以充分獲得收益。國(guó)外典型虛擬電廠項(xiàng)目：NextKraftwerk-最大的商業(yè)化虛擬電廠2009NextKraftwerke2022年,1534612.29GWNextKraftwerk1）2）圖14：NextKraftwerk虛擬電廠架構(gòu)資料來(lái)源：《Nextkraftwerke：德國(guó)虛擬電廠樣本》（范珊珊著），Nextkraftwerke，國(guó)內(nèi)虛擬電廠目前仍以示范項(xiàng)目為主，少數(shù)項(xiàng)目實(shí)際接入調(diào)度，多數(shù)項(xiàng)目成為需求側(cè)響應(yīng)。目前，冀北、深圳、浙江等地均開(kāi)展了國(guó)內(nèi)的虛擬電廠的實(shí)踐，且各區(qū)域展開(kāi)實(shí)踐側(cè)重點(diǎn)2019圳虛擬電廠由深圳供電局牽頭，目前已接入分布式儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心、充電站、地鐵等類型148783.82MW。國(guó)內(nèi)典型虛擬電廠項(xiàng)目：冀北虛擬電廠-全國(guó)最早的虛擬電廠據(jù)王宣元、劉蓁所著《虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)控與市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的發(fā)展與實(shí)踐》內(nèi)容，冀北虛擬1）2）通信網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)4G5G3）智能網(wǎng)關(guān)；4）端側(cè)設(shè)有用戶側(cè)智能終端/用戶側(cè)管理平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)資源狀態(tài)感知、柔20229358204MW57%154MW15.7MW/min4.4%2019h2Wh3元（Wh/負(fù)荷聚合商和用戶總收益為624.2/負(fù)荷聚合商收益為395.95萬(wàn)元，用戶側(cè)資源收益為228.25萬(wàn)元。圖15：冀北虛擬電廠架構(gòu) 圖16：冀北虛擬電廠典型日負(fù)荷曲線 （）

資料來(lái)源：《虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)控與市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的發(fā)展與實(shí)踐》（王宣元、劉蓁著）當(dāng)前國(guó)內(nèi)各虛擬電廠項(xiàng)目以技術(shù)儲(chǔ)備和示范項(xiàng)目為主，仍處于前期聚合控制技術(shù)驗(yàn)證和參與系統(tǒng)響應(yīng)的階段。從試點(diǎn)項(xiàng)目情況來(lái)看，虛擬電廠的系統(tǒng)運(yùn)行和控制功能已經(jīng)完成技術(shù)驗(yàn)證，甚至已經(jīng)可以接入現(xiàn)行調(diào)度安全系統(tǒng)接收調(diào)度指令，并完成調(diào)度指令要求的調(diào)峰調(diào)頻功能。但受困于規(guī)模較小，補(bǔ)償水平較低的原因，虛擬電廠的經(jīng)濟(jì)效益仍有待提升。隨著電力系統(tǒng)頂峰裝機(jī)容量裕度在中短期內(nèi)仍將緊缺，疊加電力市場(chǎng)化改革在全國(guó)范圍內(nèi)推進(jìn)，我們預(yù)計(jì)虛擬電廠推廣的主觀條件和客觀需求有望快速成型，虛擬電廠項(xiàng)目有望從現(xiàn)有技術(shù)儲(chǔ)備和示范項(xiàng)目推廣至常態(tài)化運(yùn)營(yíng)，覆蓋資源規(guī)模有望持續(xù)擴(kuò)大，成為新型電力系統(tǒng)中重要的調(diào)節(jié)資源之一。4、當(dāng)前時(shí)點(diǎn)虛擬電廠發(fā)展瓶頸所在作為仍處于早期探索階段的行業(yè)，當(dāng)前國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)對(duì)虛擬電廠的定位與發(fā)展路線較為模糊，缺乏頂層設(shè)計(jì)。包括虛擬電廠的建設(shè)主體、運(yùn)營(yíng)主體、監(jiān)管主體、參與主體、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、定價(jià)機(jī)制、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、收益分成等關(guān)鍵問(wèn)題尚未明確，行業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展面臨較大困難。關(guān)鍵政策和清晰頂層設(shè)計(jì)的缺失導(dǎo)致各地對(duì)虛擬電廠的理解并不一致。當(dāng)前各種試點(diǎn)示范項(xiàng)目差異較大，對(duì)于虛擬電廠的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍未形成區(qū)域性或全國(guó)性統(tǒng)一，不利于未來(lái)虛擬傳統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)較為注重系統(tǒng)安全，尚未形成調(diào)度負(fù)荷側(cè)資源的習(xí)慣。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中調(diào)度部門負(fù)責(zé)整個(gè)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)負(fù)荷平衡、故障分析處理、繼電保護(hù)等工作，因傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運(yùn)行較為注重系統(tǒng)安全，調(diào)度主要依賴于調(diào)節(jié)效果較好，控制可靠性較高的發(fā)電側(cè)資源（包含抽水蓄能和儲(chǔ)能）進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)節(jié)，而較少使用負(fù)荷端調(diào)節(jié)資源。在當(dāng)前虛擬電廠聚合資源體量較小，資源數(shù)量眾多且分布較為分散，以及通信控制系統(tǒng)采用無(wú)線公網(wǎng)，有潛在的控制失靈風(fēng)險(xiǎn)等情況下，調(diào)度部門未能完全形成調(diào)度負(fù)荷側(cè)資源的習(xí)慣。因此，虛擬電廠距離實(shí)際進(jìn)入“系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源池”或仍尚需時(shí)日。市場(chǎng)化改革仍然在途，虛擬電廠具體商業(yè)模式需持續(xù)探索。雖然在功能特點(diǎn)和運(yùn)作模式上與傳統(tǒng)電源機(jī)組有所不同，虛擬電廠的商業(yè)模式本質(zhì)仍為電能量與輔助服務(wù)交易。然而當(dāng)前我國(guó)電力市場(chǎng)化改革仍然在途，市場(chǎng)機(jī)制并未完全完善。當(dāng)前時(shí)點(diǎn)電價(jià)仍受到規(guī)則管控，煤電價(jià)格僅能夠?qū)崿F(xiàn)最高20%完全開(kāi)放的，在受管制的電價(jià)下，虛擬電廠難以在較小的價(jià)差內(nèi)實(shí)現(xiàn)盈利，商業(yè)化運(yùn)作較為困難?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)的虛擬電廠主要以邀約為主，由政府部門牽頭，主動(dòng)參與者有限。無(wú)法從社會(huì)上吸引足夠的參與者，意味著虛擬電廠將難以保障基本的供電能力。缺電與棄電現(xiàn)象并存，虛擬電廠應(yīng)用空間廣闊1、虛擬電廠可參與交易范圍逐步豐富隨著虛擬電廠控制技術(shù)進(jìn)步和聚合資源數(shù)量提升，虛擬電廠聚合后的外特性表現(xiàn)更為精細(xì)，可參與的交易品種范圍也逐步豐富。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，調(diào)峰、調(diào)頻、備用等電力輔助服務(wù)一般由火電和水電機(jī)組提供。虛擬電廠起步階段主要聚合的資源為可調(diào)節(jié)負(fù)荷和可中斷負(fù)荷，決定了其參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的交易品種以需求側(cè)響應(yīng)為主。隨著新型電力系統(tǒng)的發(fā)展和市場(chǎng)化改革的推進(jìn)，源多樣化，調(diào)度組合多元化使得其對(duì)外呈現(xiàn)的整體特性有所變化，決定了可以通過(guò)參與市場(chǎng)交易或者系統(tǒng)調(diào)節(jié)，參與不同的輔助服務(wù)以創(chuàng)造營(yíng)收。若虛擬電廠中聚合負(fù)荷占多數(shù)，其對(duì)外更多表現(xiàn)出“負(fù)荷”的特性，可參與削峰等需求響應(yīng)；若虛擬電廠中主要聚合分布式光伏發(fā)電和自備電廠等可以對(duì)外出力的資源，其對(duì)外更多表現(xiàn)出“電廠”的特性，可參與電力電能交易；若虛擬電廠還聚合有電化學(xué)儲(chǔ)能、蓄熱罐等儲(chǔ)能裝置，則其對(duì)外表現(xiàn)的靈活性更強(qiáng)，甚至可以參與要求更高的秒級(jí)/分鐘級(jí)的調(diào)頻輔助服務(wù)。圖17：虛擬電廠“電廠模式”下經(jīng)營(yíng)模式和成本收益 圖18：虛擬電廠“負(fù)荷模式”下經(jīng)營(yíng)模式和成本收益 資料來(lái)源：《虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)控與市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的發(fā)展與實(shí)踐》（王宣元、劉蓁著）

資料來(lái)源：《虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)控與市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的發(fā)展與實(shí)踐》（王宣元、劉蓁著）短期內(nèi)國(guó)內(nèi)虛擬電廠主要參加電網(wǎng)購(gòu)買的輔助服務(wù)，遠(yuǎn)期有望進(jìn)入市場(chǎng)開(kāi)展多層次交易與互動(dòng)?，F(xiàn)存虛擬電廠項(xiàng)目主要參加的是電網(wǎng)集中購(gòu)買的輔助服務(wù)，包括需求側(cè)響應(yīng)與調(diào)峰輔助服務(wù)等。在當(dāng)前電力市場(chǎng)改革仍在進(jìn)程中，僅有第一批8個(gè)試點(diǎn)開(kāi)展現(xiàn)貨市場(chǎng)長(zhǎng)周期結(jié)算試運(yùn)行的背景下，虛擬電廠作為需求側(cè)響應(yīng)的市場(chǎng)化應(yīng)用，其適用的現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)仍未具備規(guī)?；l(fā)展條件。其預(yù)測(cè)、聚合、短時(shí)調(diào)控、最優(yōu)交易策略等功能尚不具備應(yīng)用場(chǎng)景。因此，虛擬電廠的發(fā)展亟需電力市場(chǎng)化改革推進(jìn)，在遠(yuǎn)期有望進(jìn)入市場(chǎng)，參與中長(zhǎng)期、現(xiàn)貨、輔助服務(wù)等多層次交易，并參與其他市場(chǎng)主體的互動(dòng)。表8：虛擬電廠分階段參與電力市場(chǎng)交易品種

市場(chǎng)交易種 虛擬電廠參與優(yōu)勢(shì)具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力，可發(fā)揮虛擬電廠中具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力，可發(fā)揮虛擬電廠中峰谷電價(jià)近期調(diào)峰輔助服務(wù)源、荷、儲(chǔ)等各類單元屬性，以市場(chǎng)化手段適應(yīng)不同的系統(tǒng)需求需求側(cè)響應(yīng)備用替代調(diào)峰與其他市場(chǎng)主體相比，除具有調(diào)節(jié)能力中長(zhǎng)期雙、集中易 外，還具有互補(bǔ)、清除波動(dòng)性、調(diào)優(yōu)化等優(yōu)勢(shì)中遠(yuǎn)期

合同轉(zhuǎn)讓易 與傳統(tǒng)火企業(yè)相具有邊成本勢(shì)；新能源企相比具調(diào)節(jié)和測(cè)優(yōu)勢(shì)具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力，最大程度優(yōu)化交易和執(zhí)行空間現(xiàn)貨交易調(diào)頻、調(diào)等輔助務(wù) 可協(xié)調(diào)發(fā)揮多重參與單元的快速應(yīng)優(yōu)利用調(diào)節(jié)和更好的預(yù)測(cè)能力獲取具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力，最大程度優(yōu)化交易和執(zhí)行空間現(xiàn)貨交易綠證交易、金融交易、基于區(qū)塊鏈的交易

勢(shì)；利用區(qū)塊鏈去中心化、智能合同等開(kāi)展市場(chǎng)化交易資料來(lái)源：《虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)及參與電力市場(chǎng)模式設(shè)計(jì)研究》（李淑靜、譚清坤、張煜等著），2、虛擬電廠盈利空間測(cè)算：系統(tǒng)投資千萬(wàn)級(jí)，收益率有望達(dá)10%以上22達(dá)2W（其中電化學(xué)儲(chǔ)能合計(jì)2MW/4Mh，同時(shí)參與浙江工商業(yè)用戶電價(jià)峰谷套利、需求側(cè)響應(yīng)、和作為獨(dú)立第三方主體參與調(diào)峰輔助服務(wù)，并獲得相應(yīng)收益。項(xiàng)目核心假設(shè)如下表：資源指標(biāo)匯總部分表9：虛擬電廠項(xiàng)目核心假設(shè)資源指標(biāo)匯總部分電池儲(chǔ)能21MW/2MWh可實(shí)現(xiàn)秒級(jí)負(fù)荷上調(diào)與下調(diào)項(xiàng)目 個(gè)數(shù) 單位可調(diào)電池儲(chǔ)能21MW/2MWh可實(shí)現(xiàn)秒級(jí)負(fù)荷上調(diào)與下調(diào)可調(diào)節(jié)工負(fù)荷 10 1.5MW 可實(shí)現(xiàn)日負(fù)荷上與下調(diào)可中斷負(fù)荷可中斷負(fù)荷102.5MW可實(shí)現(xiàn)小時(shí)級(jí)負(fù)荷下調(diào)合計(jì) 22 42MW投資成本與財(cái)務(wù)指標(biāo)匯總部分平臺(tái)建設(shè)費(fèi)用/萬(wàn)元（費(fèi)用范圍600-1000萬(wàn)元）800終端設(shè)備總費(fèi)用/萬(wàn)元66系統(tǒng)通信接入及調(diào)試費(fèi)用/萬(wàn)元50單個(gè)終端設(shè)備費(fèi)用/萬(wàn)元（費(fèi)用范圍2-5萬(wàn)元）3初始投資成本預(yù)估/萬(wàn)元916維護(hù)成本年預(yù)估/萬(wàn)元10項(xiàng)目年數(shù)/年20投入成本總預(yù)估/萬(wàn)元1116收益分成比例10%資料來(lái)源：測(cè)算電價(jià)峰谷套利部分：虛擬電廠中電化學(xué)儲(chǔ)能可根據(jù)浙江省用戶側(cè)代理購(gòu)電的峰谷電價(jià)，實(shí)現(xiàn)峰1MW/2MWh10kV以下的大工業(yè)用戶和一般工商業(yè)用戶投建，最大充放電時(shí)間可達(dá)2尖峰電價(jià)放電的兩充兩放，和在一般工商業(yè)用戶側(cè)兩次低谷電價(jià)充電，一次尖峰電價(jià)放電，一20238330天，則可實(shí)現(xiàn)大工業(yè)負(fù)荷儲(chǔ)能年收益110.5萬(wàn)元，可實(shí)現(xiàn)一般工商業(yè)負(fù)荷儲(chǔ)能年收益82.55萬(wàn)元。圖19：浙江8月代理購(gòu)電大工業(yè)電價(jià)（1-10kV，元/kWh） 圖20：浙江8月代理購(gòu)電一般工商業(yè)電價(jià)（1-10kV，元/kWh）1.41.26091.26091.41.26091.26091.26091.21.07321.07321.073210.80.60.40.31670.31670.21.25380.93140.93140.93140.37970.37970.37971.210.80.60.4001234567891011121314151617181920212223

0.20

01234567891011121314151617181920212223資料來(lái)源：建德市人民政府，建德市供電公司， 資料來(lái)源：建德市人民政府，建德市供電公司，需求側(cè)響應(yīng)收益部分：虛擬電廠中電化學(xué)儲(chǔ)能、可調(diào)節(jié)工業(yè)負(fù)荷和可中斷負(fù)荷可參與浙江省電力需求響應(yīng)。其中，根據(jù)資源的不同特性，電池儲(chǔ)能可申報(bào)分鐘級(jí)削峰，可調(diào)節(jié)負(fù)荷可申報(bào)日前削峰和日前填谷，可中斷負(fù)荷可申報(bào)小時(shí)級(jí)削峰。需求響應(yīng)次數(shù)方面，依據(jù)《2021-2022年80次/54998次。且全部位于迎峰度夏（2個(gè)月）和迎峰度冬（2個(gè)月）162萬(wàn)元、日前填谷收益167.5萬(wàn)元、小時(shí)級(jí)削峰收益93萬(wàn)元、分鐘級(jí)削峰收益18.08萬(wàn)元，總收益340.58萬(wàn)元。響應(yīng)類型補(bǔ)貼機(jī)制補(bǔ)貼形式電量補(bǔ)貼 容量補(bǔ)貼議響應(yīng)類型補(bǔ)貼機(jī)制補(bǔ)貼形式電量補(bǔ)貼 容量補(bǔ)貼議日前削峰基于響應(yīng)電量的階梯補(bǔ)貼電量競(jìng)價(jià)出清格，4元/千瓦時(shí)封頂 -小時(shí)級(jí)兩部制補(bǔ)貼容量、電量考核年度固定價(jià)，4元/千瓦時(shí)封頂 旺季：0.25元/千瓦·月淡季：0分鐘級(jí)兩部制補(bǔ)貼容量、電量考核年度固定價(jià)，4元/千瓦時(shí) 旺季：1元/千瓦·月淡季：0秒級(jí)兩部制補(bǔ)貼容量、電量考核年度固定價(jià)，4元/千瓦時(shí) 旺季：0.1元/千瓦·月淡季：0填谷基于負(fù)荷容量年度5元/千瓦·日資料來(lái)源：北極星售電網(wǎng)，浙江省發(fā)改委，（注：旺季為1、6、7、8、9、12月，其余為淡季）調(diào)峰輔助服務(wù)收益部分：虛擬電廠中可調(diào)節(jié)工業(yè)負(fù)荷和可中斷負(fù)荷，可由虛擬電廠作為第三方獨(dú)立主體參與浙江電力調(diào)峰輔助服務(wù)。根據(jù)《浙江省第三方獨(dú)立主體參與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)交易規(guī)則（試行400元/MWh，高（尖）峰電價(jià)500元/MWh500元/MWh。200天，每天全量參與調(diào)節(jié)2小時(shí)，則可得到虛擬電廠提供調(diào)峰輔助服務(wù)收益為650萬(wàn)元。表11：浙江獨(dú)立第三方主體參與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)價(jià)格限制（元/MWh）服務(wù)類型價(jià)格上限低谷電價(jià)時(shí)段填谷調(diào)峰400高（尖）峰電價(jià)時(shí)段填谷調(diào)峰500削峰調(diào)峰500旋轉(zhuǎn)備用15一次調(diào)頻120二次調(diào)頻60資料來(lái)源：北極星售電網(wǎng)，浙江省能監(jiān)辦，《浙江省第三方獨(dú)立主體參與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)交易規(guī)則（試行）》（征求意見(jiàn)稿），綜合來(lái)看，虛擬電廠項(xiàng)目參與電價(jià)峰谷套利，需求側(cè)響應(yīng)和調(diào)峰輔助服務(wù)可同時(shí)獲得收益。若虛擬電廠與資源實(shí)現(xiàn)收益1:9分成，虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商可獲得的收益分別為19.3萬(wàn)元、34.06萬(wàn)658.45年，10.10%。表12：虛擬電廠項(xiàng)目財(cái)務(wù)指標(biāo)匯總需求響應(yīng)年收益/萬(wàn)元34.06削峰填谷年收益需求響應(yīng)年收益/萬(wàn)元34.06虛擬電廠年收益/萬(wàn)元118.36調(diào)峰服務(wù)年收益虛擬電廠年收益/萬(wàn)元118.36項(xiàng)目靜態(tài)回收期/年項(xiàng)目靜態(tài)回收期/年8.45項(xiàng)目投資內(nèi)部靜態(tài)收益率 10.10%資料來(lái)源：（注：此項(xiàng)目收益情況建立于前述成本與收入假設(shè)）3、虛擬電廠市場(chǎng)空間測(cè)算：短期迅速發(fā)展，“十四五”末有望形成百億級(jí)別市場(chǎng)政策確定需求側(cè)響應(yīng)市場(chǎng)需求，各地落實(shí)相應(yīng)補(bǔ)償費(fèi)用，虛擬電廠盈利空間廣闊。在高比例新能源持續(xù)滲透新型電力系統(tǒng)的情況下，虛擬電廠參與電力市場(chǎng)和提供輔助服務(wù)的體量逐步提高，行業(yè)整體盈利空間有望進(jìn)一步擴(kuò)大。以“到2025年，電力需求側(cè)響應(yīng)能力達(dá)到最大負(fù)荷的3%～5%”的國(guó)家層面要求確定需求側(cè)響應(yīng)的市場(chǎng)空間，并接續(xù)前述虛擬電廠在浙江省的核心假設(shè)和測(cè)算結(jié)果，以虛擬電廠單位功率/負(fù)荷的年盈利計(jì)算全國(guó)范圍的虛擬電廠收入。假設(shè)：1）儲(chǔ)能規(guī)模保持高速增長(zhǎng)，2022/2023E/2024E/2025E分別為13.076/31.272/50/80GW的規(guī)模；電力系統(tǒng)尖峰負(fù)荷保持年均7%2022/2023E/2024E/2025E分別為尖峰負(fù)荷的3%/3%/4%/5%；2022/2023E/2024E/2025E分別為15%/18%/22%/25%?？傻锰摂M電廠理論市場(chǎng)空間為219.83/414.08/663.62/1052.65億元，虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)空間為32.98/74.53/146/263.16億元。表13：虛擬電廠市場(chǎng)空間測(cè)算20222023E2024E2025E儲(chǔ)能單位功率年收益/（萬(wàn)元/MW）96.5399.42102.40105.48需求側(cè)響應(yīng)單位負(fù)荷年收益/（萬(wàn)元/MW）8.518.779.039.30調(diào)峰輔助服務(wù)單位負(fù)荷年收益/（萬(wàn)元/MW）16.2516.7417.2417.76預(yù)計(jì)儲(chǔ)能投產(chǎn)量/（MW）13076.8312725000080000尖峰負(fù)荷預(yù)估/億千瓦12.613.4814.4315.44需求響應(yīng)空間占尖峰負(fù)荷比重/%3%3%4%5%需求響應(yīng)空間/MW37800404465770377178需求響應(yīng)收益/億元32.1835.4752.1271.81調(diào)峰輔助服務(wù)收益/億元61.4367.7099.48137.04儲(chǔ)能峰谷套利收益/億元126.22310.91512.02843.80虛擬電廠理論收入總和/億元219.83414.08663.621052.65虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商分成比例/%15%18%22%25%虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)空間/億元32.9874.53146.00263.16資料來(lái)源：投資建議1、虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈全景：承上啟下，設(shè)備服務(wù)提供與資源聚合運(yùn)營(yíng)兩條主線依據(jù)前述虛擬電廠與分布式能源資源、以及與電力調(diào)度及交易部分交互的架構(gòu)可知，整個(gè)虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈可劃分為上游資源層，中游設(shè)備/運(yùn)營(yíng)層和下游交易層。從產(chǎn)業(yè)鏈參與的角度看，由于當(dāng)前虛擬電廠仍處于示范項(xiàng)目起步階段，目前已參與產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)主要以提供通信/自動(dòng)化控制系統(tǒng)、預(yù)測(cè)及優(yōu)化等軟件模塊和提供遠(yuǎn)程終端和智能電表等設(shè)備/服務(wù)提供商。部分有能力投資且有意愿嘗試虛擬電廠項(xiàng)目的企業(yè)，也會(huì)基于其已有的優(yōu)化能力或自建/控制資源，成為資源聚合商開(kāi)展虛擬電廠業(yè)務(wù)。圖21：虛擬電廠全產(chǎn)業(yè)鏈圖景資料來(lái)源：《新型電力系統(tǒng)規(guī)模化靈活資源虛擬電廠科學(xué)問(wèn)題與研究框架》（康重慶、陳啟鑫、蘇劍等著），2、虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)軟件模塊（預(yù)測(cè)&優(yōu)化）供應(yīng)商：虛擬電廠的運(yùn)營(yíng)關(guān)鍵在于其預(yù)測(cè)和優(yōu)化的能力。對(duì)電價(jià)/負(fù)荷/市場(chǎng)需求實(shí)現(xiàn)高精度預(yù)測(cè)將使得虛擬電廠在市場(chǎng)交易和商業(yè)運(yùn)營(yíng)中占據(jù)行業(yè)優(yōu)勢(shì)地位。目前，開(kāi)展預(yù)測(cè)及優(yōu)化軟件開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的企業(yè)較多，但由于預(yù)測(cè)優(yōu)化效果的差別最終將直接反應(yīng)在虛擬電廠運(yùn)行效果中，預(yù)測(cè)優(yōu)化軟件相關(guān)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)或?qū)⑤^為激烈。相關(guān)標(biāo)的：國(guó)能日新、朗新科、恒實(shí)科技