虛擬電廠:電力系統(tǒng)的智能調(diào)節(jié)者在"雙碳"目標(biāo)驅(qū)動下,虛擬電廠作為新型電力系統(tǒng)的重要組成部分,正在成為調(diào)節(jié)電力供需、實現(xiàn)削峰填谷的關(guān)鍵技術(shù)手段。本報告深入分析虛擬電廠的背景、職能、商業(yè)模式及投資機(jī)會。核心觀點概覽背景分析用電終端用電量上漲,形成結(jié)構(gòu)性電力供需失衡,虛擬電廠調(diào)控負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)且立竿見影職能定位虛擬電廠以軟件系統(tǒng)為形式,充當(dāng)"配電+售電"雙重角色,聚合終端削峰填谷商業(yè)模式體系內(nèi)建設(shè)+運營分成,體系外市場化閉環(huán),形成完整商業(yè)生態(tài)投資機(jī)會關(guān)注朗新科技、國能日新、南網(wǎng)科技等電力IT領(lǐng)域優(yōu)質(zhì)標(biāo)的電力供需矛盾日益突出用電量持續(xù)增長據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù),2022年1-6月,全社會用電量累計40977億千瓦時,同比增長2.9%。6月份單月用電量達(dá)7451億千瓦時,同比增長4.7%,日均用電量環(huán)比大幅增長14.7%。發(fā)電增速放緩據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù),1-6月份發(fā)電3.96萬億千瓦時,同比僅增長0.7%。6月份發(fā)電7090億千瓦時,同比增長1.5%,上月為下降3.3%,日均發(fā)電236.3億千瓦時。電網(wǎng)壓力陡增2022年6月以來,國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)域內(nèi),河南、河北、甘肅、寧夏等4個省級電網(wǎng)用電負(fù)荷創(chuàng)歷史新高,國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)域最大用電負(fù)荷超過8.44億千瓦。2017-2022年中國全社會用電量統(tǒng)計從數(shù)據(jù)可以看出,中國全社會用電量呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢,從2017年的6.3萬億千瓦時增長至2021年的8.3萬億千瓦時,年均增長率約7%。2022年上半年用電量已達(dá)4.1萬億千瓦時,顯示出強(qiáng)勁的用電需求。區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷創(chuàng)歷史新高16月17日西北電網(wǎng):最大用電負(fù)荷創(chuàng)下新高,達(dá)到1.12億千瓦江蘇電網(wǎng):最大用電負(fù)荷突破1億千瓦,較2021年夏季提早19天26月19日華北電網(wǎng):最大用電負(fù)荷達(dá)到2.49億千瓦,創(chuàng)入夏以來負(fù)荷新高3整體情況國家電網(wǎng):經(jīng)營區(qū)域最大用電負(fù)荷超過8.44億千瓦,河南、河北、甘肅、寧夏等4個省級電網(wǎng)用電負(fù)荷均創(chuàng)歷史新高虛擬電廠:經(jīng)濟(jì)性顯著的解決方案投資成本對比分析在需求側(cè),我國東西部電力供需關(guān)系趨緊,電力峰谷矛盾日益突出,各地年最高負(fù)荷95%以上峰值負(fù)荷累計不足50小時,亟需可靠的解決方案來應(yīng)對。在供給側(cè),技術(shù)日漸成熟促使虛擬電廠成本不斷下降。4000火電廠方案通過火電廠實現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷,滿足5%的峰值負(fù)荷需要投資4000億元500-600虛擬電廠方案通過虛擬電廠在建設(shè)、運營、激勵等環(huán)節(jié)投資僅需500-600億元,成本優(yōu)勢明顯根據(jù)國家電網(wǎng)測算,虛擬電廠方案的投資成本僅為傳統(tǒng)火電廠方案的12.5%-15%,具有極強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和可行性。各省政策密集出臺浙江、深圳、上海等用電大省市加速虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)控浙江省2022年6月30日,國網(wǎng)浙江綜合能源公司智慧虛擬電廠平臺上線,聚合了3.38萬千瓦響應(yīng)資源參與省級電力需求響應(yīng)市場,標(biāo)志著該平臺正式投入商業(yè)化運營深圳市2022年6月13日發(fā)布《深圳市虛擬電廠落地工作方案(2022-2025年)》,明確到2025年建成具備100萬千瓦級可調(diào)能力的虛擬電廠上海市6月印發(fā)《上海市數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展"十四五"規(guī)劃》,發(fā)展"虛擬電廠"新業(yè)態(tài),推動構(gòu)建"技術(shù)+產(chǎn)品+運營+生態(tài)"的產(chǎn)業(yè)鏈條重點省市虛擬電廠政策詳解天津市2022年6月,通過建立"虛擬電廠",把近510余個電力大用戶納入可隨時調(diào)整負(fù)荷的資源池山西省2022年6月23日發(fā)布《虛擬電廠建設(shè)與運營管理實施方案》,虛擬電廠應(yīng)持續(xù)滿足相應(yīng)的聚合資源能力、調(diào)節(jié)響應(yīng)能力要求,依據(jù)山西省電力市場規(guī)則參與交易,提供調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)聚合對象包括:電源側(cè):在山西電網(wǎng)并網(wǎng)運行的光伏、風(fēng)電、生物質(zhì)發(fā)電等負(fù)荷側(cè):省級智慧能源綜合服務(wù)平臺可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源庫中的電力用戶儲能側(cè):省內(nèi)電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)各類儲能設(shè)施虛擬電廠的定義與架構(gòu)以軟件系統(tǒng)為形式,充當(dāng)正負(fù)電廠補(bǔ)充電力調(diào)配虛擬電廠(VirtualPowerPlant,VPP):一種通過信息技術(shù)和軟件系統(tǒng),實現(xiàn)分布式電源、儲能、可控負(fù)荷、電動汽車等多種分布式資源的聚合和協(xié)同優(yōu)化,以作為一個特殊的電廠,參與電力市場和電網(wǎng)運行的協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。"正電廠"角色向系統(tǒng)供電,提供電力支持"負(fù)電廠"角色消納系統(tǒng)電力,平衡供需海外虛擬電廠發(fā)展歷程調(diào)節(jié)"源-荷"空間顯著,海外商業(yè)模型成熟1997年虛擬電廠概念首次提出,2006年至今,歐洲、北美、澳洲多國建設(shè)了虛擬電廠示范工程,商業(yè)模式日趨成熟。2007年-PMVPP項目荷蘭|聚合電源側(cè)資源,提高電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻能力2009年-FENIX項目英國、西班牙、法國、羅馬尼亞等|聚合電源側(cè)資源,提高電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和可持續(xù)性2012年-EDISON項目丹麥|聚合負(fù)荷側(cè)資源,平抑分布式能源接入后電力系統(tǒng)的大幅波動2015年-WEB2ENERGY項目德國、波蘭等|聚合源網(wǎng)荷資源,驗證和實施"智能配電"三大技術(shù)2016年-關(guān)西VPP&ConEdison日本、美國|聚合源網(wǎng)荷資源,提高能源利用率和電網(wǎng)實時應(yīng)用能力2018年-光儲VPP南澳大利亞洲|聚合源網(wǎng)荷資源,降低用戶電費,提高多能源系統(tǒng)穩(wěn)定性虛擬電廠的核心職能配電:輔助電網(wǎng)削峰填谷虛擬電廠以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),通過先進(jìn)的技術(shù)手段,將電網(wǎng)中的分布式電源、可控負(fù)荷和儲能等裝置聚合成一個虛擬的可控集合體,參與電網(wǎng)的調(diào)度運行,協(xié)調(diào)智能電網(wǎng)與分布式電源之間的矛盾,挖掘分布式能源為電網(wǎng)和用戶所帶來的價值和收益。削峰在用電高峰期,通過調(diào)控用戶側(cè)負(fù)荷和儲能設(shè)備,減少電網(wǎng)壓力填谷在用電低谷期,引導(dǎo)用戶增加用電或儲能充電,提高電網(wǎng)利用效率虛擬電廠削峰填谷機(jī)制虛擬電廠與用戶及電網(wǎng)交互電網(wǎng)指令削峰與填谷命令分布式資源可再生與儲能工業(yè)用戶需求響應(yīng)與削峰居民用戶可調(diào)負(fù)荷與儲能虛擬電廠(VPP)協(xié)調(diào)與優(yōu)化控制商業(yè)用戶負(fù)荷移峰與靈活性虛擬電廠通過接收電網(wǎng)指令和市場調(diào)控信號,協(xié)調(diào)居民、工業(yè)、商業(yè)等用戶側(cè)負(fù)荷,以及分布式發(fā)電、儲能等多元化需求側(cè)資源,實現(xiàn)電力系統(tǒng)的動態(tài)平衡和優(yōu)化運行。虛擬電廠的競爭壁壘售電:聚合用電終端資源核心競爭力聚合下游用電終端為虛擬電廠廠商的核心競爭壁壘。虛擬電廠重要意義是需求響應(yīng),如企業(yè)在電力供應(yīng)緊張時,主動減少用電,通過削峰等方式響應(yīng)供電平衡,并由此獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。市場靈活性在虛擬電廠聚合下,企業(yè)、居民等用戶均可參與電力市場交易,靈活性更高,形成多方共贏的生態(tài)系統(tǒng)。廣東省虛擬電廠政策升級2022年與2021年版《廣東省市場化需求響應(yīng)實施細(xì)則(試行)》對比響應(yīng)能力要求原方案:單個虛擬電廠響應(yīng)能力不低于1MW,單個需求響應(yīng)資源響應(yīng)能力不低于0.2MW新方案:非直控虛擬電廠的調(diào)節(jié)能力為所聚合響應(yīng)資源的響應(yīng)能力之和且不低于0.3兆瓦響應(yīng)時長原方案:響應(yīng)時長均不低于1小時新方案:單次響應(yīng)持續(xù)時間不低于2小時,要求更高聚合資源類別原方案:用戶側(cè)儲能裝置、充電樁、工業(yè)生產(chǎn)、制冷、制熱等用戶可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源新方案:傳統(tǒng)高載能工業(yè)負(fù)荷、工商業(yè)可中斷負(fù)荷、用戶側(cè)儲能、電動汽車充電設(shè)施、分布式發(fā)電、智慧用電設(shè)施等,范圍更廣商業(yè)模式一:電網(wǎng)體系內(nèi)平臺建設(shè)虛擬電廠云平臺架構(gòu)以軟件為基礎(chǔ)在電網(wǎng)體系內(nèi)搭建虛擬電廠云平臺,鏈接電力系統(tǒng),通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和分布式能源控制技術(shù),鏈接用電側(cè)消費端(居民、工商業(yè))、儲能設(shè)備、發(fā)電側(cè)可再生能源等。云平臺核心虛擬電廠云平臺作為中樞,實現(xiàn)資源聚合和智能調(diào)度物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通,數(shù)據(jù)實時采集和傳輸分布式控制對分散的能源資源進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化控制資源整合整合風(fēng)電、光伏、儲能、負(fù)荷等多類資源商業(yè)模式二:削峰填谷補(bǔ)貼分成以廣東省為例的運營分成市場測算響應(yīng)電量目標(biāo)引導(dǎo)用戶通過開展需求響應(yīng),實現(xiàn)削峰填谷,逐步形成約占統(tǒng)調(diào)最高負(fù)荷3%左右的需求響應(yīng)能力。補(bǔ)貼計算公式補(bǔ)貼費用=有效響應(yīng)電量×補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)×響應(yīng)系數(shù)削峰補(bǔ)貼最高5元/度填谷補(bǔ)貼最高2元/度參與主體電力用戶、負(fù)荷聚合商均可申請參與需求響應(yīng)響應(yīng)類型邀約響應(yīng):提前1天或>4小時通知實時響應(yīng):即時調(diào)度,補(bǔ)貼系數(shù)更高廣東省需求響應(yīng)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)序號響應(yīng)類型提前通知時間補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)(元/千瓦時)響應(yīng)系數(shù)1邀約削峰響應(yīng)提前1天0-512邀約削峰響應(yīng)>4小時0-51.53實時削峰響應(yīng)/0-534邀約填谷響應(yīng)提前1天0-215邀約填谷響應(yīng)>4小時0-21.56實時填谷響應(yīng)/0-23實時響應(yīng)的補(bǔ)貼系數(shù)最高可達(dá)3倍,體現(xiàn)了對快速響應(yīng)能力的激勵導(dǎo)向。提前通知時間越短,響應(yīng)難度越大,補(bǔ)貼系數(shù)相應(yīng)提高。商業(yè)模式三:市場化閉環(huán)作為大電網(wǎng)的外部補(bǔ)充未來虛擬電廠或形成鏈接發(fā)電和用電的市場化閉環(huán),成為大電網(wǎng)體系外在電力市場中的重要參與方。虛擬電廠通過虛擬聚合、參與市場報價、市場出清、下達(dá)市場指令、虛擬電廠跟隨、參與市場結(jié)算等流程參與電力市場。01虛擬聚合聚合代理各類分布式能源資源02市場報價作為售電方參與批發(fā)市場報價03市場出清參與電力市場交易出清04指令執(zhí)行接收并執(zhí)行市場調(diào)度指令05資源跟隨聚合內(nèi)部資源跟隨市場指令06市場結(jié)算參與市場結(jié)算和內(nèi)部資源結(jié)算未來若結(jié)合配電網(wǎng)、微電網(wǎng)、分布式光伏的市場化體系發(fā)電,有望形成大電網(wǎng)體系外的"配電"+"售電"市場化閉環(huán)。投資建議虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈投資機(jī)會"雙碳"背景下,電力市場化改革具有強(qiáng)勁動能,下游終端用電加速增長背景下,虛擬電廠參與電力配置將快速顯著有效改善電力供需匹配。各地加速了虛擬電廠試點,虛擬電廠景氣度提升,電力IT廠商通過幫助電網(wǎng)建設(shè)虛擬電廠系統(tǒng)平臺、參與補(bǔ)貼分成,將有望顯著受益。平臺建設(shè)商朗新科技、南網(wǎng)科技、遠(yuǎn)光軟件等,提供虛擬電廠云平臺建設(shè)服務(wù)能源管理商國能日新、恒實科技等,專注于新能源發(fā)電預(yù)測和能源管理設(shè)備供應(yīng)商東方電子、煜邦電力、云涌科技、映翰通等,提供電力自動化和通信設(shè)備伴隨著電力市場化交易的推開,電力IT相關(guān)公司虛擬電廠業(yè)務(wù)的商業(yè)模式加速升級突破,建議重點關(guān)注相關(guān)標(biāo)的投資機(jī)會。風(fēng)險提示電網(wǎng)投資不及預(yù)期電網(wǎng)投資預(yù)算及進(jìn)度不及預(yù)期,或?qū)π畔⒒緲I(yè)績落地形成一定影響。虛擬電廠平臺建設(shè)依賴于電網(wǎng)公司的投資力度和建設(shè)進(jìn)度,若投資放緩將影響相關(guān)企業(yè)訂單獲取。電力市場化改革不及預(yù)期電力市場化改革是新能源應(yīng)用場景實現(xiàn)市場化的重要依托,若電力市場化改革不及預(yù)期,行業(yè)商業(yè)模式突破或進(jìn)展較慢。市場化交易機(jī)制的完善程度直接影響虛擬電廠的盈