:虛擬電廠行業(yè)趨勢洞察在全球能源轉(zhuǎn)型的浪潮中?虛擬電廠正成為推動中國電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的關(guān)鍵技術(shù)2本報告將深入剖析虛擬電廠在"雙碳"目標背景下的戰(zhàn)略價值、行業(yè)趨勢與商業(yè)機遇?為政策制定者與能源企業(yè)提供前瞻性洞察2:能源轉(zhuǎn)型的必然選擇在可持續(xù)發(fā)展浪潮中?能源轉(zhuǎn)型成為全球?qū)で蟮吞及l(fā)展的共識2中國正積極推進"雙碳"目標?加速構(gòu)建新型電力系統(tǒng)2面對新能源的間歇性、隨機性、波動性?在大范圍內(nèi)?大規(guī)模風(fēng)光基地可使用特高壓輸電通道促進消納?并結(jié)合大型火電站予以調(diào)節(jié)2而在區(qū)域范疇?虛擬電廠以其天然的資源聚合與調(diào)度特性?將成為區(qū)域電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要支持?通過釋放源儲荷資源內(nèi)在的調(diào)節(jié)潛力?促進新能源有效利用、推動能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化?實現(xiàn)成本、清潔、安全共贏的電力系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展?為能源體系從化石燃料轉(zhuǎn)向可再生能源保駕護航2本文將根據(jù)虛擬電廠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢、最前沿的熱點?結(jié)合普華永道對當前國內(nèi)虛擬電廠產(chǎn)業(yè)特點的分析?為能源企業(yè)尋找制勝之道2在新能源快速增長和用電負荷持續(xù)攀升的雙重壓力下?傳統(tǒng)的"源隨荷動"電力系統(tǒng)正經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn)。截至2023年12月底?我國累計發(fā)電裝機容量達到約2.92TW?其中光伏和風(fēng)電裝機容量分別約為0.61TW和0.44TW?風(fēng)光裝機總量占總發(fā)電裝機容量的36%。風(fēng)光發(fā)電量快速增長?傳統(tǒng)能源增速放緩從發(fā)電量上看?2020至2023年間?預(yù)計風(fēng)光發(fā)電量以24%的年復(fù)合增長率迅猛上升?而傳統(tǒng)能源的增長速度則放緩至3.7%?風(fēng)光發(fā)電在總發(fā)電量中的占比也從10%上升至15%2預(yù)計隨著我國能源轉(zhuǎn)型的持續(xù)加速?到2035年?新能源發(fā)電量占比有望接近50%2新能源的間歇性、隨機性和波動性對電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力提出了更高要求29,0006,0003,000020212020202220212020風(fēng)光發(fā)電傳統(tǒng)電源風(fēng)光發(fā)電資料來源:IEA,中石化,國家能源局,中電聯(lián),普華永道分析我國全社會用電總量和最高負荷屢創(chuàng)新高?2023年最高用電負荷達到13.39億千瓦2剛過去的2024夏季?我國多地的連續(xù)40多日高溫天氣對夏季負荷平衡帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)2在國家雙碳轉(zhuǎn)型、注重效率和推動新質(zhì)生產(chǎn)力的大背景下?僅僅依賴增預(yù)計到2030年?全國電網(wǎng)調(diào)最大用電負荷將達到18.90億千瓦?年復(fù)合增長率約4%2如何將用電負荷"挑戰(zhàn)"轉(zhuǎn)化為靈活性調(diào)節(jié)"資源"?成為新能源實現(xiàn)高效消納和保障供需平衡的新方案2從"源隨荷動"到"源荷互動"在這個過程中?可調(diào)節(jié)負荷資源的快速增長為電力系統(tǒng)提供了新的可能性2隨著非連續(xù)性生產(chǎn)型工業(yè)的用電活動、第三產(chǎn)業(yè)用能、工商業(yè)儲能、電動交通等可調(diào)節(jié)性的用電需求占比的提升?如何將用電負荷"挑戰(zhàn)"轉(zhuǎn)化為靈活性調(diào)節(jié)"資源"?成為新能源實現(xiàn)高效消納和保障供需平衡的新方案?推動電力系統(tǒng)從"源隨荷動"逐步向"源荷互動"的新模式轉(zhuǎn)型2與此同時?隨著電力市場化機制的推進?價格信號引導(dǎo)發(fā)電側(cè)與負荷側(cè)主動調(diào)節(jié)2而虛擬電廠作為靈活性資源的聚合商和調(diào)節(jié)商?通過響應(yīng)價格信號?聚合與調(diào)節(jié)靈活性資源保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運營?將成為電力市場施行調(diào)節(jié)能力的重要組成2響應(yīng)速度瞬時響應(yīng)能力?爬坡速率響應(yīng)速度瞬時響應(yīng)能力?爬坡速率100%?優(yōu)于傳統(tǒng)電源的小時級啟動靈活性資源聚合負荷側(cè)存量資產(chǎn)?通過數(shù)字化改造實現(xiàn)節(jié)能資源的可聚合性經(jīng)濟性優(yōu)勢投資成本僅0.2-0.4元/wh?遠低于儲能的0.8元/wh和火電的0.6-0.7元/wh成熟模式下?虛擬電廠主要通過聚合負荷側(cè)資源?參與需求響應(yīng)來實現(xiàn)源荷平衡?這種方式相較于電源側(cè)增加容量和儲能側(cè)增加靈活性調(diào)節(jié)能力?更加注重對負荷側(cè)存量資產(chǎn)的再開發(fā)利用?從而實現(xiàn)需求側(cè)靈活性資源的挖潛增效?展現(xiàn)出顯著的經(jīng)濟性和靈活性優(yōu)勢。:電源側(cè)整合進階模式下?虛擬電廠的調(diào)節(jié)能力不僅局限于負荷側(cè)?它還可擴展至電源側(cè)2通過整合各類電源側(cè)資源?虛擬電廠作為發(fā)電主體參與電力市場交易?統(tǒng)/響應(yīng)價格信號以實現(xiàn)電力產(chǎn)銷平衡2進/步地?虛擬電廠的"聚合"能力使其能夠整合不同種類能源的特性?如將經(jīng)濟性高但穩(wěn)定性低的風(fēng)光能源與經(jīng)濟性低但穩(wěn)定性高的調(diào)節(jié)型能源(如煤電、氣電、小水電、生物質(zhì)發(fā)電)相結(jié)合?打造既經(jīng)濟又穩(wěn)定的能源產(chǎn)品?從而在電力市場上獲得競爭優(yōu)勢2邀約型階段計劃機制主導(dǎo)?電網(wǎng)組織需求響應(yīng)?通過邀約信號和響應(yīng)指令實現(xiàn)有序用電市場化階段計劃+市場雙軌運行?虛擬電廠參與電能市場和輔助服務(wù)市場?響應(yīng)價格信號完全市場化機制?高頻跨區(qū)價格信號?自動化交易實現(xiàn)即時供需平衡市場化水平仍在加強用戶參與度是衡量虛擬電廠市場成熟度的關(guān)鍵2目前市場化水平仍在加強用戶參與度是衡量虛擬電廠市場成熟度的關(guān)鍵2目前?用戶對虛擬電廠的認知度較低?參與意愿不強?續(xù)約率不高2工商業(yè)用戶仍缺乏能源管理意識?尚未對自身靈活性生產(chǎn)活動進行挖掘并管理2現(xiàn)貨市場仍處于機制尚不成熟?大部分計劃交易?市場化交易比例有限的階段?經(jīng)濟性吸引力不足2聚合方類型單/多元化主體競爭是推動虛擬電廠快速發(fā)展的核心動力2目前?負荷聚合商多為購售電公司?基于其用電側(cè)的渠道能力?根據(jù)客戶的用電特征聚合需求并提供電網(wǎng)調(diào)節(jié)服務(wù)2參與方式較為傳統(tǒng)?主要通過電話通知?缺乏高效、數(shù)字化的系統(tǒng)平臺支機制尚在完善成熟的管理機制是虛擬電廠發(fā)展的前提。盡管在今夏多地連續(xù)30~40天高溫天氣下?需求側(cè)響應(yīng)多次觸發(fā)?并實現(xiàn)可觀經(jīng)濟效益?但仍舊為電網(wǎng)傳統(tǒng)通知和結(jié)算運營模式?而非虛擬電廠的市場預(yù)算?虛擬電廠在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用機制尚未完全成:巨大的增長潛力隨著電力市場化改革的深入?虛擬電廠的商業(yè)價值和市場競爭力有望得到進/步提升。2%2025年目標虛擬電廠調(diào)節(jié)電量占全社會用電量的比例5%2030年目標虛擬電廠調(diào)節(jié)電量占全社會用電量的比例隨著技術(shù)創(chuàng)新和成本降低?以及市場需求和政策推動?虛擬電廠將有更大的市場空間。在電力市場化改革不斷深化的背景下?虛擬電廠正迎來前所未有的發(fā)展機遇。本章節(jié)將深入剖析三大核心趨勢?為能源企業(yè)把握市場先機提供戰(zhàn)略指引。趨勢/:隨著電力市場化改革的不斷深化?市場交易電量的占比持續(xù)提升?交易類型日益多樣化。新能源發(fā)電比例的穩(wěn)步增長?特別是風(fēng)電和光伏的快速發(fā)展?正在激發(fā)輔助服務(wù)市場和日內(nèi)現(xiàn)貨市場的活力?增強市場價格的彈性?為虛擬電廠(VPP)的盈利模式提供了更廣闊的空間。從2017年到2023年?市場交易電量占比持續(xù)增長22023年?全國電力市場交易電量達到5.7萬億千瓦時?同比增長7.9%?占全社會用電量的61.4%2其中?中長期交易電量占市場化電量比重超90%?其他現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場、容量市場和儲能市場等雖然仍處于起步階段?但發(fā)展迅速2資料來源:國家能源局、普華永道分析電力市場建設(shè)進展:從試點到全面推廣2016輔助服務(wù)市場試運行啟動?8個省份開展專項改革試點2019實現(xiàn)首次結(jié)算運行?輔助市場與現(xiàn)貨市場融合2022非試點省份建設(shè)啟動?多地陸續(xù)推進11223344552017現(xiàn)貨市場試運行啟動?廣東成為首個試點?首批8個省份啟動2021第二批電力現(xiàn)貨試點?6個省市加入隨著新能源發(fā)電比例的提高?輔助服務(wù)市場的品類也在增加2傳統(tǒng)的15分鐘級輔助服務(wù)已不足以應(yīng)對高比例新能源電力系統(tǒng)的需求?電網(wǎng)需要引入更精準的輔助服務(wù)來穩(wěn)定運行2預(yù)計輔助服務(wù)將增加多類分鐘級、秒級產(chǎn)品?并呈現(xiàn)出價格分化的趨勢2歐洲成熟電力市場的啟示借鑒歐洲成熟的電力市場?豐富的電力交易產(chǎn)品為虛擬電廠提供了廣闊的盈利空間2電力市場主要包括中長期市場、現(xiàn)貨市場、調(diào)頻輔助市場和其他輔助市場四大類型?其中?中國未來將重點發(fā)展現(xiàn)貨市場、調(diào)頻輔助服務(wù)和其他輔助市場2目前?中國的輔助服務(wù)主要由電網(wǎng)提供?以火電作為主要調(diào)節(jié)資源?輔助服務(wù)市場已經(jīng)開展?但仍處于早期階段?僅向部分地區(qū)、部分參與對象開放?產(chǎn)品種類也較少2隨著未來電網(wǎng)將其保障作用日益市場化?虛擬電廠作為潛力巨大的調(diào)節(jié)資源將虛擬電廠發(fā)展策略:虛擬電廠的發(fā)展與電力改革呈伴隨態(tài)勢?隨著電力改革的持續(xù)深化?電力交易市場化水平提高?虛擬電廠將加速邁入市場化階段。在從邀約階段邁入市場性階段?輔助市場與電能量市場將逐漸成為虛擬電廠主要盈利點?根據(jù)市場特性?聚合優(yōu)質(zhì)資源?選取優(yōu)勢地區(qū)是當前階段的布局重點。:優(yōu)先布局重點省份分布式風(fēng)光能源多意味著可聚合資源多、調(diào)節(jié)需求大?奠定了市場的素材與需求2電力市場水平高意味盈利性水平2對于能源豐富、電力市場發(fā)展成潛力培育市場河北、山西、湖北、湖南、福建·資源基礎(chǔ)良好(7-24GW潛力培育市場河北、山西、湖北、湖南、福建·資源基礎(chǔ)良好(7-24GW).電力市場逐步完善.政策支持力度加大/線機會市場廣東、山東、河南、江蘇、浙江、安徽分布式資源豐富(15-42GW)峰谷價差大(0.85-1.35元/度)現(xiàn)貨市場成熟?波動性大資料來源:國家能源局、各地方電力交易所、普華永道分析:多元玩家入局，技術(shù)主導(dǎo)虛擬電廠的產(chǎn)業(yè)鏈是/個涉及多個環(huán)節(jié)的復(fù)雜系統(tǒng)?其核心在于通過先進的信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)?實現(xiàn)對分布式發(fā)電(DG)、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車等分布式能源資源(DER)的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化2這/系統(tǒng)能夠作為/個特殊主體參與電力市場和電網(wǎng)運行?提供管理和輔助服務(wù)2在產(chǎn)業(yè)鏈的上游?主要涉及靈活性資源?包括分布式電源如光伏和風(fēng)電、充電樁、儲能設(shè)備以及可調(diào)負荷等2這些資源在當前階段尤為重要?尤其是在工業(yè)、建筑和交通領(lǐng)域2中游則是虛擬電廠的運營平臺?它基于設(shè)備設(shè)施和技術(shù)能力?有效地組織和調(diào)度這些分散的資源?并響應(yīng)電力市場價格信號2產(chǎn)業(yè)鏈的下游則是電力需求主體?主要由電網(wǎng)公司、售電公司和大型用戶組成?其中電網(wǎng)公司作為電網(wǎng)運營商?是電力市場的重要買方?也是目前虛擬電廠的主要收入來源2數(shù)字化驅(qū)動的節(jié)能減排公司憑借在節(jié)能減排數(shù)字化方案提供的優(yōu)勢?在幫助客戶實現(xiàn)用能總量減少、用能成本優(yōu)化的同時?將這些降耗負荷轉(zhuǎn)化為可調(diào)資源?參與虛擬電廠的運營2能源資產(chǎn)投資驅(qū)動的綜合能源托管公司通過對新能源和儲能資產(chǎn)運營托管?代理新能源資產(chǎn)投資者參與虛擬電廠的需求響應(yīng)和輔助服務(wù)2利用準確的天氣預(yù)測、供給預(yù)測技術(shù)、儲能充放模型以及市場交易信息?為投資商實現(xiàn)資產(chǎn)的最優(yōu)化收益2交易驅(qū)動的售電公司利用直接與客戶建立的服務(wù)渠道?以及工商業(yè)用戶的電力交易數(shù)據(jù)和量化交易技術(shù)?為虛擬電廠提供了豐富的市場交易機會2可進/步聚合大量售電用戶的負荷?從而形成優(yōu)質(zhì)的可調(diào)節(jié)資源2電網(wǎng)驅(qū)動的電力領(lǐng)域信息化公司作為聚合解決方案提供商?通過供給預(yù)測技術(shù)和聚合調(diào)控技術(shù)?有效地聚合分布式能源投資商渠道和工商業(yè)用戶渠道的電源側(cè)供給數(shù)據(jù)?為虛擬電廠的穩(wěn)定運營提供強有力的技術(shù)支持2:虛擬電廠的核心競爭力虛擬電廠作為資源的調(diào)度方?聚合資源的規(guī)模很大程度決定其收入水平和發(fā)展空間?技術(shù)能力與資源能力同等重要，決定了虛擬電廠的盈利能力?并進/步幫助虛擬電廠吸引高質(zhì)量可聚合資源?打造自我強化循環(huán)201聚合調(diào)控技術(shù)通過聚合分散的源荷儲資源并統(tǒng)/調(diào)度施行調(diào)節(jié)能力?技術(shù)能力是否能充分覆蓋各類資源?并高效協(xié)調(diào)控制聚合資源響應(yīng)從而實現(xiàn)有效調(diào)度?是虛擬電廠運營的前提203市場交易技術(shù)在聚合資源的基礎(chǔ)上?如何挖掘資源的調(diào)節(jié)潛力?優(yōu)化資源的市場參與配置?設(shè)計高效的交易策略?甚至通過數(shù)字化手段實現(xiàn)自動化交易策略執(zhí)行是虛擬電廠盈利的根本202信息通信技術(shù)作為聚合調(diào)控的基礎(chǔ)?通過如5G通信、大數(shù)據(jù)等信息通信技術(shù)對市場/環(huán)境進行安全及時的響應(yīng)是保障虛擬電廠有效運行的基石204供需預(yù)測技術(shù)通過精準實現(xiàn)對聚合資源方面的功率預(yù)測、市場交易方面的電價預(yù)測?電力市場的需求預(yù)測?為交易策略提供支持2在優(yōu)秀的技術(shù)能力支持下?虛擬電廠將有望實現(xiàn)高經(jīng)濟收益?并進/步吸引高質(zhì)量資源聚合?打造自我強化循環(huán)。以歐洲為例的完全商業(yè)化的虛擬電廠格局中?相比于以發(fā)電資源用戶資源優(yōu)勢起家的大型電力公司運營的虛擬電廠?通過技術(shù)優(yōu)勢高效調(diào)度產(chǎn)生收益吸引各類資源聚合的獨立虛擬電廠成為市場的最終勝利者。截至2023年?能源公司為代表的企業(yè)中?普遍為GW級別以下?而獨立虛擬電廠中的領(lǐng)軍企業(yè)以12.3GW的電廠規(guī)模成為市場的絕對主導(dǎo)者?深化數(shù)字化能力是把握虛擬電廠機遇的重中之重。SaaS平臺方案適用于大型能源公司、聚合商SaaS平臺方案適用于大型能源公司、聚合商?傾向于專注核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域?希望快速部署先進的虛擬電廠技術(shù)能力?并保持對虛擬電廠的運營控制權(quán)的企業(yè)?可通過購買技術(shù)優(yōu)勢公司的SaaS服務(wù)取得技術(shù)能力?并自行運營?參與電力市場交易獲取收益2并購方案適用于資金雄厚的大型能源公司、聚合商、能源轉(zhuǎn)型意愿強的大型工商企業(yè)?需要通過技術(shù)能力