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請務必閱讀最后一頁免責聲明*

請務必閱讀最后一頁免責聲明2023年7月從全球案例看虛擬電廠商業(yè)模式歐洲：以聚合發(fā)電側(cè)資源為主02美國：聚焦可控負荷的需求響應03虛擬電廠發(fā)展到什么階段？01中國：邀約制下的需求側(cè)響應04投資建議05風險提示06證券研究報告階段？01.

虛擬電廠發(fā)展到什么3*虛擬電場發(fā)展：1997年提出，目前全球呈現(xiàn)多元化發(fā)展態(tài)勢海外對虛擬電廠概念的研究日臻完善，全球呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢。1997年，Shimon

Awerbuch博士使用了"虛擬公共事業(yè)"（virtual

utility）的術語引入了虛擬電廠的概念。此后，多項研究對虛擬電廠的發(fā)展做出了貢獻，并于2021年提出了分布式虛擬電廠（DVPP）的概念，使其通過集成靈活調(diào)控、內(nèi)部平衡波動以及在批發(fā)市場出售總發(fā)電量，助力可再生能源發(fā)電機融入電網(wǎng)。全球虛擬電廠市場潛力可期。根據(jù)Fortune

business

insights預測，全球虛擬電廠市場將以32.89%的CAGR從2021年的8.8億美元增長到2028年的64.7億美元。圖表：海外虛擬電廠概念及業(yè)務范圍演變8.864.710060504030207020212028CAGR=32.89%圖表：2021-2028年全球虛擬電廠市場規(guī)模（億美元）01虛擬電廠盈利模式多樣分類：根據(jù)聚合優(yōu)化資源類型不同，可分為負荷型、電源型、儲能型和混合型四種類型。1）負荷型：指虛擬電廠運營商聚合其綁定的具備負荷調(diào)節(jié)能力的市場化電力用戶（包括電動汽車、可調(diào)節(jié)負荷、可中斷負荷等），作為一個整體（呈現(xiàn)為負荷狀態(tài)）組建成虛擬電廠，對外提供負荷側(cè)靈活響應調(diào)節(jié)服務。2）電源型：在能源發(fā)電側(cè)建立，可以進行能量出售與輔助服務。3）儲能型：能量出售與輔助服務均可進行。4）混合型：兼具負荷型、電源型與儲能型虛擬電廠特點。盈利模式：1）可再生能源發(fā)電的預測與監(jiān)控：增強對電力投資組合的預測與控制，幫助公用事業(yè)公司節(jié)省投資組合與實際需求差異導致的平衡成本。2）電網(wǎng)彈性聚合：通過容量招標及輔助服務盈利。3）需求響應聚合：通過輔助服務市場競標收入、降低電力采購成本盈利。4）戶用虛擬電廠：聚合商通過為用戶提供輔助服務盈利，公用事業(yè)公司通過減少電網(wǎng)升級費用來增加收入。圖表：虛擬電廠分類 圖表：虛擬電廠盈利模式虛擬電廠分類主要內(nèi)容負荷型VPP指虛擬電廠運營商聚合其綁定的具備負荷調(diào)節(jié)能力的市場化電力用戶(電動汽車、可調(diào)節(jié)負荷、可中斷負荷等),作為一個對外呈現(xiàn)為負荷狀態(tài)的整體組建成虛擬電廠，提供負荷側(cè)靈活響應調(diào)節(jié)服務，具有功率調(diào)節(jié)能力，可以參與輔助服務市場，但是能量出售屬性不足。電源型VPP具有能量出售能力，可以參與能量市場和輔助服務市場。儲能型VPP可參與輔助服務市場，也可以通過放電出售電能。混合型VPP具備負荷型、電源型和儲能型VPP的能力。虛擬電廠盈利模式 主要內(nèi)容1）可再生能源發(fā)電的預測與監(jiān)控增強對電力投資組合的預測與控制，幫助公用事業(yè)公司節(jié)省投資組合與實際需求差異導致的平衡成本。2）電網(wǎng)彈性聚合通過容量招標及輔助服務盈利。3）需求響應聚合通過輔助服務市場競標收入、降低電力采購成本盈利。4）戶用虛擬電廠聚合商通過為用戶提供輔助服務盈利，公用事業(yè)公司通過減少電網(wǎng)升級費用來增加收入。01*國內(nèi)外對比：存在差異，國內(nèi)處于探索階段我國虛擬電廠目前以負荷側(cè)為主，與國外相比仍有較大差距。其本質(zhì)原因在于：1）聚合資源類型不同；2）政策與市場成熟度不同；3）核心技術發(fā)展程度不同；4）商業(yè)模式成熟度不同。圖表：國內(nèi)外虛擬電廠主要差距及原因差異 原因聚合資源類型不同海外：聚合資源類型豐富，包括源、荷、儲等各類資源，尤其歐洲以分布式可再生能源為主；國內(nèi)：地方的配電網(wǎng)建設尚不健全，以負荷側(cè)資源為主，類型單一，未能發(fā)揮豐富的可再生能源優(yōu)勢，難以形成規(guī)模效益。政策與市場成熟度不同海外：輔助服務市場和電力現(xiàn)貨市場成熟，電力現(xiàn)貨市場相關配套機制較為健全；國內(nèi)：仍未形成穩(wěn)定的電力市場機制，政策仍不完善，大部分以試點省份形式推進，虛擬電廠盈利性有限。核心技術發(fā)展程度不同海外：虛擬電廠核心技術更加成熟，尤其是協(xié)調(diào)控制技術已經(jīng)可以實現(xiàn)對各種可再生能源及負荷的靈活控制，國內(nèi)：虛擬電廠總體上缺乏對分布式資源精準控制、便捷接入、邊緣計算等技術的研究與實踐，各地虛擬電廠管控平臺等系統(tǒng)的接口標準和通信協(xié)議不統(tǒng)一也增加了分布式資源接入難度，提高了虛擬電廠建設成本。商業(yè)模式成熟度不同海外：虛擬電廠已實現(xiàn)商業(yè)化，主要通過電力市場交易、參與調(diào)峰調(diào)頻、配置儲能裝置等方式獲得收益；國內(nèi)：虛擬電廠的商業(yè)模式尚不清晰，以參與相對成熟的需求響應市場及以虛擬電廠方式提供節(jié)能、用電監(jiān)控等增值服務為主

參與輔助服務市場為輔，參與電力現(xiàn)貨仍在嘗試探索中。01*證券研究報告資源為主02.

歐洲：以聚合發(fā)電側(cè)7*2010201120122013201420152016201720182019202020212022歐洲發(fā)電結(jié)構(gòu)中可再生能源占比提升，22年風光發(fā)電占比共計16%。從2010年到2022年，風電和太陽能發(fā)電的比例分別從3.1%和0.5%增長到了11.2%和4.8%，反映歐洲電力結(jié)構(gòu)的綠色轉(zhuǎn)型以及減少碳排放的堅定決心。盡管歐洲各國對于傳統(tǒng)能源，如天然氣和煤炭的依賴依然存在，但從總體趨勢來看，歐洲正在逐步減少對化石能源的依賴，轉(zhuǎn)向可再生能源，以實現(xiàn)環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展的電力生產(chǎn)和使用。歐盟加快能源轉(zhuǎn)型，意在提高能源安全和可持續(xù)性。2022年5月，歐盟通過了“REPowerEU”計劃，提出到2030年，可再生能源發(fā)電量從2021年規(guī)劃的40%提升到45%，帶動可再生能源裝機容量目標從1067G提升至1236GW。隨著可再生能源的不斷增長，電力市場需適應并更好地整合這些能源，吸引投資于無化石燃料的靈活技術，如需求側(cè)響應和儲能，以補充可變能源的產(chǎn)能。該舉措旨在確保電力市場的可持續(xù)發(fā)展，為實現(xiàn)清潔能源目標提供支持。圖表：歐洲發(fā)電結(jié)構(gòu)生物質(zhì) 水電 核電 太陽能 風電 其他可再生能源 煤炭 天然氣 其他化石燃料100%80%60%40%20%0%02歐洲22年風光發(fā)電占比達16%*歐洲虛擬電廠以聚合發(fā)電側(cè)資源為主在電網(wǎng)運營方面，主要可以劃分為輸電網(wǎng)運營商（TSO）和配電網(wǎng)運營商（DSO）兩個層面。其中，TSO負責輸電網(wǎng)絡的控制和運營，由于通常只有一個全國性的TSO，因此是具有壟斷性質(zhì)的業(yè)務；而DSO則主要負責將電力分配給用戶，各DSO之間的電價差異很大，是競爭性的業(yè)務。基于以上分工，在歐洲商業(yè)化的虛擬電廠領域，虛擬電廠通常由獨立第三方運營商、發(fā)電廠以及TSO合作運營，其首要任務是為發(fā)電單位服務，并設法降本增效。歐洲虛擬電廠以聚合分布式發(fā)電資源為主要目標。由于歐洲發(fā)電資源較為分散，虛擬電廠起步于電力供給側(cè)，聚合分布式發(fā)電資源，從而幫助可再生能源穩(wěn)定并網(wǎng)，并協(xié)調(diào)發(fā)電功率，以降低棄風棄電、負電價損失為主要目標。其價值主要源于兩個方面：1）第一是輔助服務市場，該市場直接與特定地區(qū)或國家的輸電系統(tǒng)運營商合作，在一定時期內(nèi)有能力升高或降低電力產(chǎn)量的電力生產(chǎn)商可從此獲得補償。2）第二是日內(nèi)市場上的不平衡交易，由于無法百分百準確預測所需能源量，因此必須實時進行能源平衡以彌補預測的不足。圖表：電力系統(tǒng)核心參與者 圖表：虛擬電廠架構(gòu)示意圖02以德國為例，虛擬電廠已完全商業(yè)化。由于《可再生能源法》規(guī)定了可再生能源發(fā)電直接銷售的要求，德國的虛擬電廠運營商可以在批發(fā)市場銷售100kW以上中型可再生能源電廠產(chǎn)出的電量，并在日前市場優(yōu)化其售電。此外，虛擬電廠還有利于靈活性較高的生物質(zhì)發(fā)電和水電機組從日間市場和平衡市場中獲利。除了可再生能源電廠外，燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)、電池儲能、應急發(fā)電機和需求響應等皆可作為虛擬電廠資源。目前，德國虛擬電廠主要有三類運營商：1）獨立虛擬電廠運營商。這類運營商不隸屬于傳統(tǒng)客戶的電力供應商。它們也可以作為電力供應商（目前主要是裝機在100kW以上的大客戶）成為平衡責任方。2）大型電力公司（跨國、地區(qū)和市級企業(yè)）將自己的發(fā)電資源以及可能的負荷用戶和發(fā)電機組聚合到虛擬電廠當中。作為電力公司，也是平衡責任方。3）新型市場參與者，特別是小規(guī)模分布式能源資源的制造商，它們主要將其用戶的資源聚合到虛擬電廠當中。圖表：德國三類虛擬電廠運營商案例02特征獨立虛擬電廠電力公司虛擬電廠新型市場參與者虛擬電廠NextKraftwerkee2mEnteliosGETECEnergieMVVEnergieBayWa.reSonnen能源資源組合發(fā)電側(cè)、需求側(cè)，儲能發(fā)電側(cè)、需求側(cè)，儲能需求側(cè)發(fā)電側(cè)、需求側(cè)發(fā)電側(cè)、需求側(cè)發(fā)電側(cè)儲能電廠規(guī)模9016MW（2021年）3.260MW（2021年）>1GW（2018年）3000MW以上500MW（2015年）3.300MW（2019年）資源管理與優(yōu)化√√√√√√√平衡服務√√√√√√√直接銷售√√√√√√電力公司白標解決方案√√√需求響應（商業(yè)和工業(yè)）√√√√√√需求響應（家庭）√向消費者/產(chǎn)銷者供電√√√德國虛擬電廠已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化*Next

Kraftwerke是歐洲最大的虛擬電廠運營商之一，提供虛擬電廠全套解決方案。Next

Kraftwerke成立于2009年，前身是德國清潔技術公司NextKraftwerke

GmbH。其虛擬電廠聚合的資源包括沼氣電廠、熱電聯(lián)產(chǎn)廠、水電、光伏、電池儲能、電動汽車、工業(yè)負荷等。截至2022年底，Next

Kraftwerke

共聚合15346臺機組，聯(lián)網(wǎng)容量12294MW。具體案例看Next

Kraftwerke虛擬電廠如何實現(xiàn)與電網(wǎng)進行交互

？1）電力市場準入及交易服務。Next

Kraftwerke為個人資產(chǎn)所有者以及

BRP和投資組合經(jīng)理提供市場準入。包括日前和盤中市場的短期交易，以及歐洲各個電力交易所的長期和場外交易（EPEX

Spot、EXAA

等）。2）參與電力調(diào)度。歐洲電力價格在日前市場每天變化

24

次，在

EPEX

SPOT

日內(nèi)市場每天變化

96

次，價格差異可能很大。虛擬電廠可以通過計劃優(yōu)化來利用這種波動性，從而實現(xiàn)套利，例如在價格高的時候發(fā)電。3）優(yōu)化用戶用能行為。虛擬電廠將電價信息發(fā)送至用戶，調(diào)整用戶生產(chǎn)至低電價時段，降低用戶用電成本。以歐洲居民一天的市場電價情況為例，在優(yōu)化負荷之前，負荷集中的時間段在06：00-08：00之間，此時市場電價處于較高水平，而通過虛擬電廠靈活調(diào)節(jié)聚合資源后，優(yōu)化后的負荷可以集中在電價較低的時段，從而使用戶的用能成本降低。Next

Kraftwerke：虛擬電廠業(yè)務涉及“發(fā)輸用”環(huán)節(jié)02圖表：Next

Kraftwerke

虛擬電廠優(yōu)化用戶用能行為圖表：某歐洲沼氣池按照峰值負荷運行的案例*證券研究報告的需求響應03.

美國：聚焦可控負荷12*美國22年風光發(fā)電占比達9.4%2010201120122013201420152016201720182019202020212022截至2022年，美國的可再生能源在電力結(jié)構(gòu)中的比例持續(xù)增長，風光發(fā)電比例已達9.4%。對比2010年的數(shù)據(jù)，風電和太陽能發(fā)電的比例分別從1.6%和0.0%增長到了7.0%和2.4%，反映美國在過去十二年間在風能和太陽能發(fā)電應用方面的顯著進步。當前美國的電力結(jié)構(gòu)中仍以天然氣和煤炭發(fā)電為主，分別占據(jù)27.3%和13.4%，但煤炭發(fā)電的比例不斷下降，可再生能源發(fā)電的比例不斷上升，顯示出美國在推動可再生能源方面的積極態(tài)度。美國可再生能源規(guī)劃幫助其實現(xiàn)氣候目標，到2050年達到零碳排放。根據(jù)美國能源情報署（EIA）數(shù)據(jù)，得益于美國《通貨膨脹削減法案》（IRA）和全州范圍內(nèi)對可再生能源提案的推動，2023年美國太陽能市場將新增29.1GW公用事業(yè)規(guī)模光伏和9.4GW的儲能項目，在54.5GW的新增發(fā)電產(chǎn)能中占70%。如果按計劃并網(wǎng)，2023年將有望成為美國公用事業(yè)規(guī)模光伏新增容量最多的一年。圖表：美國發(fā)電結(jié)構(gòu)煤炭 天然氣 核能 石油和其他 水電 風電 太陽能 生物質(zhì) 地熱100%80%60%40%20%0%03美國電網(wǎng)體系較為獨立，電力運營商高度分散03美國本土的48個州的電力系統(tǒng)由三個主要互連系統(tǒng)組成，基本彼此獨立運行，且相互之間的電力傳輸有限。在三大電網(wǎng)下，還存在著CAISO、SPP、ERCOT、MISO、PJM等區(qū)域性電力調(diào)度中心，分別負責部分地區(qū)各自的電力調(diào)度，并對電價進行管理。由于各州電力市場化進程不同，美國存在三種電力市場機制。1）沒有建立電力市場的地區(qū)。處于垂直一體化的傳統(tǒng)狀態(tài)，公用事業(yè)公司負責調(diào)度機組為其轄區(qū)內(nèi)的用戶供電。2）僅放開電力批發(fā)市場的地區(qū)。發(fā)電企業(yè)全部競價上網(wǎng)，由市場形成批發(fā)電價，供電服務由區(qū)域的公用事業(yè)公司壟斷經(jīng)營。3）批發(fā)、零售市場全面放開的地區(qū)。電力用戶可以自主選擇不同售電商，售電商的購電成本由電力市場批發(fā)電價、輸電價格、配電價格和政府性基金組成，售電商再加上一定利潤后銷售給終端電力用戶。最典型的就是德州、加州。美國電力市場既有批發(fā)也有零售。電力產(chǎn)業(yè)鏈分散為發(fā)電主體、輸配電主體和能源零售商三個環(huán)節(jié)，美國七大七大獨立系統(tǒng)運營商（ISO）負責調(diào)度、發(fā)電、輸電規(guī)劃以及系統(tǒng)的運行安全和發(fā)電端-輸配電端（批發(fā)市場）、輸配電端-零售端（零售市場）市場運行的管轄。圖表：美國48個州的網(wǎng)絡由三個主要互連組成 圖表：美國電力批發(fā)市場分布 圖表：美國電力零售市場分布美國虛擬電廠通過控制電力價格和相關政策參與系統(tǒng)削峰填谷。該計劃主要由能源零售商推動，以出售低價儲能電池換取對部分電力的控制權(quán)，通過指導電力用戶暫時變更用電模式進行削峰填谷。在用電高峰期，零售商以虛擬電廠方式聚合所控制的部分儲能，以確保電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并提供給需要的用戶，獲得輔助服務收益。虛擬電廠增強了電網(wǎng)的可靠性和彈性，據(jù)RMI預測，到2030年，虛擬發(fā)電廠預計將美國的能源需求峰值降低60GW，到2050年可以減少超過200GW。美國的虛擬電廠以聚焦可控負荷的需求響應為主，其原因主要有兩點：1）美國擁有眾多直接連接到用電側(cè)的分布式太陽能資源。隨著《降低通貨膨脹法案(IRA)》的發(fā)布，美國政府為風能、太陽能和其他化石燃料替代品提供了超過3000億美元的資金，給美國的可再生能源行業(yè)帶來極大的鼓勵和支持。根據(jù)Statista的數(shù)據(jù)，2022年美國新增住宅光伏裝機容量達到5.9GW。同比增長40%。2）美國存在眾多競爭性電力市場。公共事業(yè)企業(yè)對發(fā)電-輸配電環(huán)節(jié)的壟斷被ISO打破后，電力批發(fā)與零售市場相較于歐洲更為活躍，與C端用戶聯(lián)系緊密。圖表：催化美國虛擬電廠發(fā)展的因素 圖表：虛擬電廠實際案例美國虛擬電廠：聚焦可控負荷的需求響應2023E 2030E配備智能恒溫器的住宅10%34%住宅屋頂太陽能板27GW83GW輕型電動汽車3mil.26mil.配備電熱水器的住宅49%50%電表后（BTM）電池2GW27GW03特斯拉通過電力零售計劃實現(xiàn)電力調(diào)度。2022年12月，特斯拉推出電力零售計劃Tesla

Electric，支持當?shù)赜脩粝蛎绹驴怂_斯州的能源供應商出售Powerwall

中未使用的電力來賺取電費。參與該計劃后，用戶的Powerwall電池會自動決定何時充電以及何時向電網(wǎng)出售電力，即該系統(tǒng)可在低電價時為電動汽車充電或存儲電力，在最有利的情況下將來自于業(yè)主儲能系統(tǒng)的電力出售到電網(wǎng)。特斯拉還為能源供應商提供了能源價格跟蹤和電力管理功能，幫助能源供應商監(jiān)控Powerwall用戶的貢獻。2022年，加州公共事業(yè)公司

PG&E借助

Powerwall向用戶直接購買電力。該項目是特斯拉與

PG&E合作的

“Emergency

Load

ReductionProgram”

虛擬電廠項目的一部分，主要目的為解決加州夏季電力供應緊張的情況。擁有

Powerwall

的

PG&E客戶可以自愿選擇通過特斯拉的應用程序注冊加入，而在電網(wǎng)用電緊急高峰期，所有參與計劃的

Powerwall

將被調(diào)度，每提供額外的1千瓦時電能，其所有者將獲得

2

美元的收益，遠高于加州平均住宅電價25美分/千瓦時。聚合的廉價綠色能源可以有效替代原本使用的昂貴燃氣火電，進而為虛擬電廠賺取差價收益。圖表：特斯拉Powerwall儲能電池運作模式 圖表：特斯拉虛擬電廠生態(tài)特斯拉虛擬電廠計劃：通過Powerwall進行用戶側(cè)余電調(diào)度03Sunverge

能源平臺使分布式能源資源參與電力公司、輸配電電網(wǎng)運營商、電網(wǎng)邊緣服務提供商、第三方聚合商的批發(fā)市場。主要提供三種業(yè)務：1）營運儲備：由于意外事件或緊急事件而調(diào)度分布式能源資源（DER）供電請求。2）頻率調(diào)節(jié)：通過聚合用戶側(cè)分布式資源實時響應獨立能源運營商調(diào)節(jié)信號，即時響應上下調(diào)節(jié)的請求，解決短期電網(wǎng)供需失衡和頻率波動問題，并跟蹤系統(tǒng)負載的亞分鐘波動并糾正發(fā)電機輸出的意外變化。3）需求響應：通過響應系統(tǒng)操作員的信號來降低分布式能源組合的需求。Sunverge

虛擬電廠平臺：主要基于需求側(cè)響應計劃圖表：Sunverge營運儲備業(yè)務資料來源：Sunverge官網(wǎng)

民生證券研究院資料來源：Sunverge官網(wǎng)

民生證券研究院圖表：Sunverge頻率調(diào)節(jié)業(yè)務圖表：Sunverge需求響應業(yè)務資料來源：Sunverge官網(wǎng)

民生證券研究院03側(cè)響應04.

中國：邀約制下的需求*2010201120122013201420152016201720182019202020212022中國風光發(fā)電占比穩(wěn)步提升，2022年已達10.92%。

從2010年到2022年，中國的能源發(fā)電結(jié)構(gòu)中風電和太陽能的比例顯著增長，分別從1.06%和0%上升到8.19%和2.73%，過去十二年間中國在風能和太陽能發(fā)電部署領域取得的重大突破。中國的可再生能源發(fā)展規(guī)劃旨在減少對傳統(tǒng)燃料（如煤炭）的依賴，改善環(huán)境質(zhì)量，并滿足其持續(xù)增長的電力需求。根據(jù)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》的發(fā)電目標，2025年可再生能源年發(fā)電量將達到3.3萬億千瓦時，“十四五”期間可再生能源發(fā)電量增量在全社會用電量增量中的占比超過50%，風電和太陽能發(fā)電量實現(xiàn)翻番。根據(jù)中國對雙碳目標的承諾，

計劃2030年中國非化石能源消費占比達到25%，風電和太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億千瓦以上，可再生能源加快步入躍升發(fā)展新階段，將全面進入無補貼平價甚至低價市場化發(fā)展新時期。圖表：中國發(fā)電結(jié)構(gòu)水電 火電 核電 風電 太陽能100%80%60%40%20%0%04中國22年風光發(fā)電占比達10.92%*中國電力市場機制：統(tǒng)一調(diào)度，分級管理04國家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)是中國智能電網(wǎng)運營的雙寡頭。其中國家電網(wǎng)公司的經(jīng)營區(qū)域覆蓋我國88%的國土面積，而南方電網(wǎng)的服務范圍包括廣東省、廣西省、云南省、貴州省和海南省五個省份及港澳地區(qū)。2022年，國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)域市場交易電量達4.16萬億千瓦時，同比增長42.7%；南方電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)域市場交易電量0.85萬億千瓦時，同比增長27.4%。中國2015年重啟電力體制改革，將電力市場置于中心位置。可再生能源發(fā)電的不確定性、波動性和間歇性以及逆調(diào)峰等特性，使得傳統(tǒng)的計劃調(diào)度方式難以應對可再生能源高滲透率新型電力系統(tǒng)運行的挑戰(zhàn)，以電力現(xiàn)貨市場機制替代傳統(tǒng)的日前發(fā)電調(diào)度計劃和近實時發(fā)電調(diào)度計劃方式勢在必行。全國統(tǒng)一電力市場的關鍵在于將跨區(qū)、跨省和省內(nèi)的發(fā)電計劃調(diào)度轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬哟螀f(xié)調(diào)統(tǒng)一的電力現(xiàn)貨市場體系。從2017年開始，國家電網(wǎng)在“兩級市場模式”下試行省間電力現(xiàn)貨交易，以促進電力流通并減少廢棄風電和光伏發(fā)電。該模式不僅可以與現(xiàn)有的省級市場協(xié)同運行，還可以包含覆蓋整個南方電網(wǎng)區(qū)域的南方電力現(xiàn)貨市場。2022年，全國市場交易電量達5.25萬億千瓦時，同比增長39%，占全社會用電量的60.8%，同比增長15.4%。其中，跨省跨區(qū)的市場交易電量超過1萬億千瓦時，同比增長近50%。圖表：國家電網(wǎng)VS南方電網(wǎng)-業(yè)務覆蓋范圍 圖表：歷年全國市場交易電量（億千瓦時）80%60%40%20%0%02000040000600002015

2016

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2020

2021

2022全國市場交易電量（億千瓦時）yoy*中國虛擬電廠：邀約型向市場型過渡虛擬電廠的發(fā)展可分為三個階段，分別為邀約型、市場型以及跨空間自主調(diào)度型。我國虛擬電廠正處于邀約型向市場型過渡階段，項目以研究示范為主，普遍由政府主導、電網(wǎng)實施，尚未到商業(yè)化階段，呈現(xiàn)以下4個特點：1）相關政策框架仍需進一步完善，亟需制定國家和省級專門政策；2）項目開發(fā)總體上仍處于試點和示范階段，且在省級范圍內(nèi)缺乏統(tǒng)一的虛擬電廠平臺；3）大多數(shù)虛擬電廠試點已實現(xiàn)用戶用能監(jiān)測的初步目標，但實現(xiàn)虛擬電廠的優(yōu)化調(diào)度和對分布式能源的閉環(huán)控制的項目仍然稀缺；4）商業(yè)盈利模式尚未明晰，仍在探索階段，目前主要通過價格補償和政策引導來參與市場。全國虛擬電廠部署或?qū)⒁詷?gòu)建更多能聚集多種資源、實現(xiàn)多元盈利的綜合型虛擬電廠為目標，從需求響應和可控負荷聚合的雙重視角著手，最終實現(xiàn)電力供需的平衡優(yōu)化，提高整體的電網(wǎng)穩(wěn)定性和能源效率。圖表：中國部分虛擬電廠建設時間線廣州、中山廣州市、中山市虛擬電廠的運行標志著城市級虛擬電廠的成功嘗試2021.8-10

2021.11上海上海黃浦區(qū)商業(yè)建筑虛擬電廠示范工程建成2017

2020.10深圳國內(nèi)首個網(wǎng)地一體虛擬電廠運營管理平臺在深圳試運行深圳全國首套自動化虛擬電廠系統(tǒng)在深圳試運行廣州、深圳、柳州南方電網(wǎng)公司分布式源荷聚合服務平臺在廣東廣州、廣東深圳、廣西柳州三地同步開展虛擬電廠多功能聯(lián)合調(diào)控，標志著我國首個區(qū)域級虛擬電廠投入運行2023.7冀北國家電網(wǎng)冀北電力公司建設、維護、優(yōu)化的虛擬電廠服務保障了北京冬奧會的電力綠色、安全供應2022.2

2022.8深圳國內(nèi)首家虛擬電廠管理中心在深圳掛牌成立0404美國歐洲中國資源分布資源與負荷分布相對較為均衡各國能源結(jié)構(gòu)互補，負荷分布相對較分散能源資源與用電負荷呈逆向分布，且距離較遠電源結(jié)構(gòu)氣電等靈活調(diào)節(jié)電源比例較高，煤電比例較低各類型電源較為均衡煤電機組占比接近2/3，水電、氣電等靈活調(diào)節(jié)資源占比較低，但新能源規(guī)模大且集中電網(wǎng)體制所有權(quán)較為分散各國之間所有權(quán)較為分散電網(wǎng)所有權(quán)集中，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設、統(tǒng)一管理電網(wǎng)結(jié)構(gòu)各區(qū)域電網(wǎng)相對獨立，相互間電網(wǎng)聯(lián)絡規(guī)模有限各國電網(wǎng)相對獨立，部分區(qū)域內(nèi)聯(lián)系較緊，形成5個同步電網(wǎng)區(qū)域全網(wǎng)資源配置的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)基本建成，但尚處于初期；省級電網(wǎng)通過省間輸電通道普遍聯(lián)系。調(diào)度與交易各ISO負責各自區(qū)域電網(wǎng)的調(diào)度管理和市場交易各國調(diào)度+歐洲電網(wǎng)聯(lián)合運營及協(xié)調(diào)中心。主要交易中心也加強合作，共同運營歐洲統(tǒng)一市場統(tǒng)一調(diào)度、分級管理：國調(diào)（分調(diào)）

負責省間輸電通道調(diào)度+各省調(diào)負責省內(nèi)電網(wǎng)調(diào)度。兩級交易：國家級交易中心+省級交易中心電力市場模式金融交易+日前實時市場雙邊合約+日前日內(nèi)場內(nèi)交易+平衡機制計劃逐步放開一市場化的中長期交易+現(xiàn)貨交易電力市場規(guī)模市場逐漸擴大融合通過市場耦合形成歐洲統(tǒng)一電力市場統(tǒng)一市場、兩級運作。未來逐步融合，在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一進行優(yōu)化配置，分控制區(qū)保障平衡.虛擬電廠聚焦資源家用儲能、光伏等可控負荷分布式發(fā)電資源分布式光伏、儲能、可控負荷等虛擬電廠盈利方式需求側(cè)響應收益電力市場交易及輔助服務收益需求側(cè)響應補償及輔助服務收益虛擬電廠發(fā)展階段市場交易型，已實現(xiàn)商業(yè)化市場交易型，已實現(xiàn)商業(yè)化邀約型，仍處于試驗階段虛擬電廠商業(yè)模式的貫通取決于是否有成熟的電力現(xiàn)貨市場。目前中國虛擬電廠商業(yè)模式主要以需求側(cè)響應為主。歷史與現(xiàn)實條件、物理和社會環(huán)境決定各國電力市場發(fā)展路徑不唯一，中國的電力現(xiàn)貨有特殊性，需要積極探索建設具有中國特色的電力市場體系。圖表：中、美、歐電力市場及虛擬電廠模式差異中國虛擬電廠：是否有成熟的電力現(xiàn)貨市場是核心中國虛擬電廠：目前以電力現(xiàn)貨交易試點區(qū)域為主目前實施的虛擬電廠項目與電力現(xiàn)貨交易試點區(qū)域在地理位置上基本一致。除冀北外，開展虛擬電廠試點項目的所有地區(qū)都在電力交易試點的省份名單中。南網(wǎng)覆蓋的地區(qū)在推進虛擬電廠項目的實施上走在前列，在電力現(xiàn)貨交易試點的推進上也取得了較快進展。經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)虛擬電廠模式以可控負荷的需求側(cè)響應為主。廣東、江蘇、浙江和上海等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)主要通過聚合充電樁、商業(yè)體等負荷端資源，積極參與需求側(cè)響應。而在冀北等其他地區(qū)，主要的虛擬電廠模式則是聚合發(fā)電側(cè)、儲能裝置和可控負荷等多種資源的綜合型虛擬電廠。其原因在于基于城市功能區(qū)不同應用場景，負荷類型、通用能源需求、能源典型配置的對應關系不同，虛擬電廠建設需因地制宜，基于現(xiàn)有電力市場與需求側(cè)響應市場開展。圖表：電力現(xiàn)貨交易試點區(qū)域名單 圖表：中國主要虛擬電廠運營模式省份 運營模式江蘇主要參與需求響應，進行削峰填谷，在實踐規(guī)模、次數(shù)、品種等方面均位居國內(nèi)前列上海主要參與需求響應、備用和調(diào)峰三個交易品種，是國內(nèi)參與負荷類型最多、填谷負荷比例最高、參與客戶最多的冀北主要參與調(diào)峰為主的輔助服務市場，以促進消納風電、光伏等可再生能源的填谷服務為主，是少有的完全市場化運營模式廣東主要參與需求響應市場，盡管其調(diào)頻輔助市場已經(jīng)運行，但由于技術難題尚未解決，用戶側(cè)資源仍未納入到調(diào)頻輔助服務中山東試點主要參與現(xiàn)貨能量、備用和輔助服務市場交易，完成報價保量參與日前現(xiàn)貨、需求側(cè)管理機制的銜接，逐步從政策補貼向市場化過渡試點批次地區(qū)首次模擬試運行時間第一批南方（以廣東起步）2018年8月甘肅2018年12月山西2018年12月浙江2019年5月福建2019年6月四川2019年6月蒙西2019年6月山東2019年6月第二批江蘇2022年1月安徽2022年3月河南2022年6月遼寧2022年6月湖北2022年7月上海2022年7月04冀北虛擬電廠項目：首個市場化運營的虛擬電廠示范工程國內(nèi)首個市場化運營的虛擬電廠示范工程。國網(wǎng)冀北虛擬電廠是國內(nèi)首個虛擬電廠試點項目，于

2019

年

12

月建成投運。該工程實時接入并控制了蓄熱式電采暖、可調(diào)節(jié)工商業(yè)、智能樓宇、智能家居、儲能、電動汽車充電站、分布式光伏等資源。構(gòu)建了“1（虛擬電廠智能管控平臺）+n（運營商/聚合商）+x(用戶)”體系架構(gòu)。目前，平臺上共3家運營商（冀北綜合能源、恒實科技、國電投中央研究院），聚合了35家用戶、

156個可調(diào)節(jié)資源，總?cè)萘?5