在新型電力系統(tǒng)建設(shè)加速推進(jìn)的背景下，虛擬電廠作為聚合分布式能源資源、實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理與協(xié)調(diào)優(yōu)化的控制系統(tǒng)，正逐步成為電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)的關(guān)鍵解決方案2本報(bào)告深入分析虛擬電廠的技術(shù)架構(gòu)、商業(yè)模式、市場(chǎng)空間及投資機(jī)會(huì)，為機(jī)構(gòu)投資者與行業(yè)分析師提供全面的行業(yè)洞察2定義、構(gòu)成要素與應(yīng)用場(chǎng)景解析盈利模式與百億級(jí)市場(chǎng)機(jī)遇新能源消納需求與政策支持分析產(chǎn)業(yè)鏈全景與重點(diǎn)標(biāo)的梳理.輕資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)模式，無(wú)需投資實(shí)體電廠.分布式資源聚合，化零為整參與市場(chǎng).智能優(yōu)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)多重收益來(lái)源..輕資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)模式，無(wú)需投資實(shí)體電廠.分布式資源聚合，化零為整參與市場(chǎng).智能優(yōu)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)多重收益來(lái)源.響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)能力強(qiáng)對(duì)上游電網(wǎng)側(cè)：為系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商提供高效安全、快速爬坡的靈活性調(diào)節(jié)能力，滿足電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡需求2可接受電網(wǎng)調(diào)度指令，或面向電力市場(chǎng)參與電能量及電力輔助服務(wù)交易2對(duì)下游資源側(cè)：為海量、分散、多元、異構(gòu)的分布式能源資源創(chuàng)造參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)或市場(chǎng)交易的機(jī)會(huì)，使其獲得—定經(jīng)濟(jì)收益，激活需求側(cè)響應(yīng)潛力2力曲線、出力爬坡PQ限基于聚合資源特性進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，計(jì)算虛擬電廠響應(yīng)能2接收調(diào)度指令后，基于成本最優(yōu)原則將功率曲線分解至各分布式資源單元23通過(guò)遠(yuǎn)程終端監(jiān)測(cè)或直接控制資源，形成出力/負(fù)荷調(diào)節(jié)，完成調(diào)度指令3虛擬電廠通過(guò)智能聚合算法，能夠?qū)⒎稚⒌姆植际侥茉促Y源整合為具有統(tǒng)一外特性的可調(diào)節(jié)單元。如圖所?，虛擬電廠的實(shí)際功率輸出能夠精確跟隨目標(biāo)功率曲線，并保持在N調(diào)邊界與O調(diào)邊界之間，展現(xiàn)出優(yōu)異的調(diào)節(jié)性能。基線功率代表未經(jīng)調(diào)節(jié)的自然負(fù)荷曲線，而實(shí)際功率則通過(guò)協(xié)調(diào)源荷儲(chǔ)資源實(shí)現(xiàn)了顯著的削峰填谷效虛擬電廠典型日運(yùn)行曲線清晰展?了其多維度調(diào)節(jié)能力2圖中包含四條關(guān)鍵曲線：.內(nèi)部總負(fù)荷(紅色)：反映聚合資源的實(shí)際用電需求虛擬電廠對(duì)外負(fù)荷(綠色)：經(jīng)優(yōu)化調(diào)度后呈現(xiàn)給電網(wǎng)的等效負(fù)荷分布式出力(藍(lán)色)：光伏、風(fēng)電等分布式電源的發(fā)電貢獻(xiàn)從曲線可以觀察到：2.儲(chǔ)能系統(tǒng)在低谷時(shí)段充電、高峰時(shí)段放電，實(shí)現(xiàn)削峰填谷3.虛擬電廠對(duì)外負(fù)荷曲線較內(nèi)部總負(fù)荷更加平滑，峰谷差明顯縮小4.多種資源協(xié)同優(yōu)化，最大化提升系統(tǒng)靈活性信息交互與控制調(diào)度通道：對(duì)上：光纖接入調(diào)度控制系統(tǒng)，用于緊急調(diào)度與切負(fù)荷信息交互與控制調(diào)度通道：對(duì)上：光纖接入調(diào)度控制系統(tǒng)，用于緊急調(diào)度與切負(fù)荷對(duì)下：無(wú)線公網(wǎng)接入交易平臺(tái)和分布式資源，用于需求側(cè)管理全性兼顧虛擬電廠的"大腦"，包含四大功能模塊：數(shù)據(jù)采集與分析：基于標(biāo)簽化技術(shù)構(gòu)建電力客戶畫像市場(chǎng)預(yù)測(cè)估計(jì)：電價(jià)、供需、容量預(yù)測(cè)優(yōu)化交易決策：市場(chǎng)投標(biāo)、用戶定價(jià)、資源調(diào)度"邊端結(jié)合"的控制執(zhí)行層：智能控制終端：狀態(tài)監(jiān)測(cè)與柔性控制數(shù)據(jù)采集裝置：實(shí)時(shí)采集資源運(yùn)行參數(shù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)估計(jì)市場(chǎng)預(yù)測(cè)估計(jì)市場(chǎng)優(yōu)化交易決策數(shù)據(jù)采集與分析險(xiǎn)偏好等，反映電力客戶的基本屬性與行為傾向資源建模及聚合虛擬電廠通信架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了調(diào)度控制系統(tǒng)、電力交易平臺(tái)、虛擬電廠智能管控平臺(tái)與用戶側(cè)資源的多層級(jí)信息交互2N層的調(diào)度控制系統(tǒng)D5000平臺(tái)O發(fā)計(jì)劃及控制指令，虛擬電廠申報(bào)運(yùn)行信息并提供結(jié)算依據(jù)2中間層的虛擬電廠智能管控平臺(tái)承N啟O，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與指令分發(fā)2底層的邊緣智能網(wǎng)關(guān)與用戶側(cè)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)最終的資源監(jiān)測(cè)與控制2整個(gè)架構(gòu)采用光纖+無(wú)線公網(wǎng)的混合通信方式，兼顧安全性與經(jīng)濟(jì)性2虛擬電廠的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)依托于不斷完善的電力市場(chǎng)環(huán)境，通過(guò)參與多種市場(chǎng)交易實(shí)在無(wú)現(xiàn)貨市場(chǎng)的地區(qū)，虛擬電廠主要參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)，通過(guò)削峰填階段虛擬電廠最主要的收益來(lái)源2在開展現(xiàn)貨市場(chǎng)的地區(qū)，虛擬電廠可時(shí)市場(chǎng)中根據(jù)調(diào)度指令調(diào)節(jié)分布式資源的出力和負(fù)荷，按市場(chǎng)結(jié)算規(guī)則獲得收益2聚合有儲(chǔ)能等快速響應(yīng)資源的虛擬電供秒級(jí)/分鐘級(jí)的快速調(diào)節(jié)能力2擬電廠可根據(jù)聚合資源特性選擇參與，獲取相應(yīng)補(bǔ)償2現(xiàn)貨市場(chǎng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)可以控制出力的資源調(diào)峰輔助服務(wù)源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)可以控制出力的資源調(diào)頻輔助服務(wù)分布式電源、儲(chǔ)能等具備調(diào)頻能力的資源分布式電源、儲(chǔ)能等可以提供相應(yīng)輔助服務(wù)的資源中長(zhǎng)期雙邊、集中交易大工業(yè)、工商業(yè)等用電曲線和電量較為穩(wěn)定的資源容量市場(chǎng)大工業(yè)、工商業(yè)等用電曲線和電量較為穩(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)據(jù)中心等有相關(guān)交易需求的資源虛擬電廠需要基于聚合資源類型和市場(chǎng)機(jī)制特點(diǎn)，選擇合適的市場(chǎng)參與方式2除市場(chǎng)交易收益外，還需考慮調(diào)度成本優(yōu)化問(wèn)題，通過(guò)"分成模式"、"代理購(gòu)售電折扣式"或提供增值服務(wù)等多元化商業(yè)模式實(shí)現(xiàn)盈利2隨著能源轉(zhuǎn)型深入推進(jìn)，我國(guó)新型電力系統(tǒng)呈現(xiàn)"雙高"特用電需求持續(xù)增長(zhǎng)用電需求持續(xù)增長(zhǎng)源荷雙側(cè)波動(dòng)加劇新能源高速發(fā)展從全球電力發(fā)展格局看，中國(guó)電力消美國(guó)的近2倍，歐洲的3倍以N。在如此龐大的電力消費(fèi)體量O，中國(guó)力需求增速仍然較高的局面O，風(fēng)光電量占比實(shí)現(xiàn)了快速提升，這使得系統(tǒng)對(duì)靈活性資源的需求更加迫切。新能源發(fā)電的波動(dòng)性在不同空間尺度下表現(xiàn)各異2單個(gè)風(fēng)場(chǎng)的出力波動(dòng)最為劇烈，而隨著空間尺度擴(kuò)大，風(fēng)電基地和光伏基地的出力曲線相對(duì)平滑，但仍存在顯著波源"極熱無(wú)風(fēng)、晚峰無(wú)光"的特性，將導(dǎo)致：.極端天氣下新能源長(zhǎng)時(shí)間低出力，帶來(lái)保供應(yīng)挑戰(zhàn)新能源高出力時(shí)段，系統(tǒng)消納、安全和儲(chǔ)能技術(shù)面臨考驗(yàn)短時(shí)電力平衡難度增加，需要更快速、頻繁傳統(tǒng)煤電調(diào)節(jié)難以滿足靈活性需求近年來(lái)，我國(guó)電力供需形勢(shì)持續(xù)緊張，多個(gè)省份在迎峰度夏、迎峰度冬期間出現(xiàn)有序用電或供需緊平衡情況2這一現(xiàn)象的根源在于頂峰容量裕度逐漸萎縮2 多個(gè)省份有序用電：湖南、江西、河南、湖北、四川、廣東、廣西、云南、重慶、浙江、江蘇、安徽、蒙西、陜西等 供需緊張持續(xù)：四川、重慶、貴州、湖北、浙江、安徽、江蘇等地出現(xiàn)有序用電或緊平衡 形勢(shì)依然嚴(yán)峻：華中、華南、華東、西北等多個(gè)區(qū)域供需形勢(shì)偏緊尖峰負(fù)荷增速高于用電量增速，而頂峰裝機(jī)增長(zhǎng)不及預(yù)期，導(dǎo)致頂峰容量裕度逐漸萎縮2在此背景下，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，虛擬電廠作為需求側(cè)靈活性資源的聚合平臺(tái)，其戰(zhàn)略價(jià)值日益凸顯2面對(duì)新型電力系統(tǒng)的靈活性需求，可選擇的調(diào)節(jié)資源包括煤電靈活性改造、抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能和需求側(cè)響應(yīng)2各類資源在調(diào)節(jié)性能、成本投入方面各有特點(diǎn)：煤電靈活性改造抽水蓄能短中長(zhǎng)時(shí)調(diào)節(jié)元/千?需求側(cè)響應(yīng)單位投資成本，包含成本元/千?煤電靈活性改造單位容量投資成本，另需承擔(dān)低負(fù)載運(yùn)行的額外煤耗元/千?抽水蓄能建設(shè)投資成本，建設(shè)周元/?時(shí)電化學(xué)儲(chǔ)能投資成本，度電調(diào)峰煤電靈活性改造的局限性：頻繁的出力調(diào)節(jié)和啟停會(huì)導(dǎo)致機(jī)組設(shè)備受損、壽命縮短2且煤電調(diào)節(jié)不適宜提供短時(shí)間尺度的靈活性，難以應(yīng)對(duì)新能源的快速波動(dòng)2需求側(cè)響應(yīng)的優(yōu)勢(shì)：綜合考慮建設(shè)/改造投入成本和運(yùn)行維護(hù)成本后，需求側(cè)響應(yīng)提升系統(tǒng)靈活性的成本最低，性價(jià)比最高2虛擬電廠作為需求側(cè)響應(yīng)的市場(chǎng)化應(yīng)用形式，具有廣闊發(fā)展前景2在國(guó)家政策指引下，各省區(qū)市積極推進(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)2廣州、山西、浙江等電繼出臺(tái)虛擬電廠相關(guān)政策2電保底"原則引導(dǎo)用戶參與，將響應(yīng)分為邀約響應(yīng)和實(shí)時(shí)響應(yīng)兩大等服務(wù)2·明確需求側(cè)響應(yīng)能力目標(biāo)：3%-5%.推進(jìn)需求側(cè)資源參與市場(chǎng)常態(tài)化.完善價(jià)格機(jī)制，保障經(jīng)濟(jì)激勵(lì).支持虛擬電廠等新業(yè)態(tài)發(fā)展.允許參與電能量、輔助服務(wù)、容量等多種市場(chǎng)國(guó)外虛擬電廠起步較早，在成熟的電力市場(chǎng)環(huán)境下形成了較~完善的運(yùn)營(yíng)模式。不同國(guó)家和地區(qū)的虛擬電廠發(fā)展特點(diǎn)各有側(cè)重：以德國(guó)~代表，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)和提供電力輔助服務(wù)。重點(diǎn)在于新能源資源的整合與市場(chǎng)交聚合的資源以可調(diào)節(jié)負(fù)荷~主，主要依賴實(shí)時(shí)靈活響應(yīng)需求獲得收益。強(qiáng)調(diào)需求側(cè)管理和快速響應(yīng)能力。以新型儲(chǔ)能~主建設(shè)虛擬電廠，利用儲(chǔ)能系統(tǒng)的快速響應(yīng)特性提供調(diào)頻等高價(jià)值輔助服務(wù)。冀北虛擬電廠采用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)"云、管、邊、端"體系架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了參與電網(wǎng)調(diào)控和云側(cè)：虛擬電廠智能管控平臺(tái)，部署在公網(wǎng)環(huán)境，采用成熟云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)控制指令傳輸邊側(cè)：設(shè)置即插即用的邊緣智能網(wǎng)關(guān)端側(cè)：用戶側(cè)智能終端，實(shí)現(xiàn)資源狀態(tài)感知、柔性控制.接入11類可調(diào)節(jié)資源，總?cè)萘考奖碧摂M電廠典型日運(yùn)行曲線展?了其在華北調(diào)峰輔助服á市場(chǎng)中的實(shí)際表現(xiàn)。綠色線代表基線?率，紅色線代表實(shí)際?率消耗。可以清晰觀察到：實(shí)際?率曲線能夠精確跟隨調(diào)度指令，與基線?率形成明顯差異，展現(xiàn)出優(yōu)異的調(diào)節(jié)能力在風(fēng)電出力高峰時(shí)段(19:30左右)，虛擬電廠通過(guò)增à用電負(fù)荷，有效消納全天多次響應(yīng)調(diào)度指令，實(shí)現(xiàn)了顯著的削峰填谷效果，為系統(tǒng)提供了寶貴的靈活性支撐2調(diào)度習(xí)慣尚未形成傳統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)較~注重系統(tǒng)安全，主要依賴2調(diào)度習(xí)慣尚未形成傳統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)較~注重系統(tǒng)安全，主要依賴采用無(wú)線公網(wǎng)存在控制失靈風(fēng)險(xiǎn)的情況O，3市場(chǎng)機(jī)制不完善制的電價(jià)O，虛擬電廠難以在較小價(jià)差內(nèi)實(shí)現(xiàn)盈利2現(xiàn)階段主要以邀約~主，無(wú)法從社1頂層設(shè)計(jì)缺失隨著虛擬電廠控制技術(shù)進(jìn)步和聚合資源數(shù)量提升，其可參與的交易品種范圍逐步豐O若虛擬電廠中聚合負(fù)荷占多數(shù)，對(duì)外更多表現(xiàn)出"負(fù)荷"特性，可參與O若主要聚合分布式發(fā)電和自備電廠等可對(duì)外出力的資源，對(duì)外表現(xiàn)出"電廠"特性，可參與電力電量交易若聚合有電化學(xué)儲(chǔ)能、蓄熱罐等儲(chǔ)能裝置，對(duì)外表現(xiàn)的靈活性更強(qiáng)，甚至可參與秒級(jí)/分鐘級(jí)調(diào)頻輔助服務(wù)峰谷電價(jià)、調(diào)峰輔助服務(wù)、需求側(cè)響應(yīng)元屬性，以市場(chǎng)化手段適應(yīng)不同系統(tǒng)需求備用替代調(diào)峰、中長(zhǎng)期雙邊/集中交易、合外，還具有互補(bǔ)、消除波動(dòng)性、協(xié)調(diào)優(yōu)化等優(yōu)勢(shì)à期現(xiàn)貨交易、調(diào)頻/調(diào)壓等輔助服務(wù)、綠證交易、金融交易易和執(zhí)行空間；利用調(diào)節(jié)和更優(yōu)的預(yù)測(cè)能力獲取市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)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)，包括需求側(cè)響應(yīng)與調(diào)峰輔助服務(wù)等2à期隨著全國(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，虛擬電廠有望?入市場(chǎng)開展多層次交易與互動(dòng)2需求側(cè)響應(yīng)調(diào)峰輔助服務(wù)關(guān)鍵假設(shè)關(guān)鍵假設(shè)元/kWh，為儲(chǔ)能峰谷套利創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)條件。足的峰谷價(jià)差為虛擬電廠通過(guò)儲(chǔ)能套利創(chuàng)造了盈利空間。結(jié)論："十四五"末有望形成千億級(jí)理論市場(chǎng)，百億級(jí)運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)，展現(xiàn)出短期迅速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈可劃分~N游資源層、中游設(shè)備/運(yùn)營(yíng)層和O游交易層2由于當(dāng)前虛擬電廠仍處于?范項(xiàng)目起步階段，產(chǎn)業(yè)鏈投資機(jī)會(huì)主要集中在設(shè)備/服務(wù)提供與資源聚合運(yùn)營(yíng)兩條主線2虛擬電廠的建設(shè)運(yùn)營(yíng)需要完善的軟硬件支撐，為相關(guān)設(shè)備與服務(wù)提供商創(chuàng)造了廣闊市場(chǎng)空間2電價(jià)/負(fù)荷/市場(chǎng)需求實(shí)現(xiàn)高精度預(yù)測(cè)將使虛擬電廠在市場(chǎng)交易中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位2相關(guān)標(biāo)的：國(guó)能日新、朗新科技、恒實(shí)科技電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的監(jiān)測(cè)和控制，包括設(shè)備自動(dòng)控制、繼電保護(hù)、監(jiān)視功能和參數(shù)采集測(cè)量2遠(yuǎn)程智能終端是控制調(diào)節(jié)海量分布式資源的物理執(zhí)行層，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、智能接入、邊緣存儲(chǔ)和計(jì)算功能2相關(guān)標(biāo)的：安科瑞、南網(wǎng)科技華能、華電等發(fā)電集團(tuán)利用其發(fā)電資源和市場(chǎng)交易經(jīng)驗(yàn)，探索虛擬電首個(gè)接入調(diào)度系統(tǒng)的虛擬電廠2不同于設(shè)備/華能、華電等發(fā)電集團(tuán)利用其發(fā)電資源和市場(chǎng)交易經(jīng)驗(yàn)，探索虛擬電首個(gè)接入調(diào)度系統(tǒng)的虛擬電廠2于其電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)和資源優(yōu)勢(shì)，主廠、深圳虛擬電廠等均~電網(wǎng)公司充電樁、分布式光伏等設(shè)備制造商，在設(shè)備銷售基礎(chǔ)上延伸至運(yùn)營(yíng)管理業(yè)務(wù)，形成"制造+運(yùn)營(yíng)"的商業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)資源聚合2相關(guān)標(biāo)的：特銳德、南網(wǎng)能源、蘇文電能我們梳理了虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)重點(diǎn)上市公司的估值情況。從估值水平看，軟件模塊供應(yīng)商由于技術(shù)壁壘較高，估值相對(duì)較高；通信/自動(dòng)化控制系統(tǒng)供應(yīng)商估值相對(duì)合理；資源聚合運(yùn)營(yíng)商由于虛擬電廠業(yè)務(wù)尚處起步階段，對(duì)整體業(yè)績(jī)貢獻(xiàn)有限，但隨著市場(chǎng)發(fā)展有望成為新的增長(zhǎng)點(diǎn)。軟件模塊(預(yù)測(cè)優(yōu)化)朗新科技軟件模塊(預(yù)測(cè)優(yōu)化)通信/自動(dòng)化控制系統(tǒng)許繼電氣通信/自動(dòng)化控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程終端/智能電表特銳德資源聚合運(yùn)營(yíng)(綜合能關(guān)注設(shè)備/服務(wù)提供商，特別是通信/自動(dòng)化控制系統(tǒng)和軟件模塊供應(yīng)商2隨著虛擬電廠?范項(xiàng)目增多，相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)需求將快速增長(zhǎng)2重點(diǎn)標(biāo)的：國(guó)電南瑞、許繼電氣、國(guó)能日新、朗新科技關(guān)注資源聚合運(yùn)營(yíng)商，特別是具有豐富分布式資源、成熟運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)和市場(chǎng)交易能力的企業(yè)2隨著電力市場(chǎng)化改革深入和虛擬電廠商業(yè)模式成熟，運(yùn)營(yíng)商將分享行業(yè)高成長(zhǎng)紅利2重點(diǎn)標(biāo)的：特銳德、南網(wǎng)能源、蘇文電能宏觀經(jīng)濟(jì)