預(yù)見2023：《2023年中國虛擬電廠行業(yè)全景圖譜》(附市場現(xiàn)狀、競爭格局和發(fā)展趨勢等)

虛擬電廠行業(yè)主要上市公司：國電南瑞(600406.SH);特銳德(300001.SZ);國網(wǎng)信通(600131.SH);東方電子(000682.SZ);朗新科技(300682.SZ);科陸電子(002121.SZ);南網(wǎng)科技(688248.SH);恒實(shí)科技(300513.SZ);科遠(yuǎn)智慧(002380.SZ);國能日新(301162.SZ)等

本文核心內(nèi)容：全社會(huì)用電量結(jié)構(gòu);虛擬電廠與煤電機(jī)組滿足5%峰值負(fù)荷的投資成本對(duì)比;虛擬電廠可調(diào)節(jié)資源類型;虛擬電廠動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性;中國電力輔助服務(wù)費(fèi)用結(jié)構(gòu);虛擬電廠可參與的電力市場類型及其優(yōu)質(zhì)資源;中國虛擬電廠實(shí)踐案例

行業(yè)概況

1、定義

虛擬電廠應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)、控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與通信技術(shù)，將分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、充電樁等分布式資源進(jìn)行聚合管理與優(yōu)化，并作為一個(gè)特殊電廠參與電網(wǎng)運(yùn)行，成為電力市場的運(yùn)營實(shí)體。

虛擬電廠并不是真實(shí)存在的電廠，而是一種智能電網(wǎng)技術(shù)，應(yīng)用分布式電力管理系統(tǒng)參與電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度，實(shí)現(xiàn)“源-荷-網(wǎng)”聚合優(yōu)化。虛擬電廠既可以作為“正電廠”向系統(tǒng)供電調(diào)峰，又可作為“負(fù)電廠”加大負(fù)荷消納，配合系統(tǒng)填谷，既可快速響應(yīng)指令，配合保障系統(tǒng)穩(wěn)定并獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，也可等同電廠參與到電力市場交易、電力輔助服務(wù)交易等。

2、產(chǎn)業(yè)鏈剖析：涉及行業(yè)眾多

虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈包括上游基礎(chǔ)資源、中游虛擬電廠運(yùn)營以及下游電力需求市場。其中，上游基礎(chǔ)資源包括工業(yè)負(fù)荷、商業(yè)和建筑物負(fù)荷、居民負(fù)荷等可控負(fù)荷，以及分布式能源和儲(chǔ)能;中游為虛擬電廠運(yùn)營平臺(tái)，聚合上游各種分布式資源;下游電力需求方包括電網(wǎng)公司、售電公司以及大用戶等，以國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)為主。

從虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈參與者來看，代表性企業(yè)主要分布在產(chǎn)業(yè)鏈中游，虛擬電廠運(yùn)營商包括負(fù)荷聚合商和技術(shù)服務(wù)商兩大類。負(fù)荷聚合商代表企業(yè)有國電南瑞、國網(wǎng)信通、南網(wǎng)科技、特銳德、南網(wǎng)能源等，通常具有一定負(fù)荷資源優(yōu)勢，可以聚合零散負(fù)荷資源開展服務(wù);技術(shù)服務(wù)商則主要依托軟件開發(fā)、模型算法等方面的優(yōu)勢，可以為負(fù)荷聚合商提供技術(shù)服務(wù)，或者直接參與交易，代表企業(yè)有華為、恒實(shí)科技、科陸電子、朗新科技、國能日新、電享科技等。

行業(yè)發(fā)展歷程：由邀約型向市場型過渡

虛擬電廠的運(yùn)營包括三大階段，依次是邀約型階段、市場型階段和跨空間自主調(diào)度型階段。在邀約型階段，由于電力市場建設(shè)不夠完善，主要由政府部門或調(diào)度機(jī)構(gòu)牽頭組織，發(fā)出邀約信號(hào)，并由負(fù)荷聚合商響應(yīng)，獲得容量/電量補(bǔ)貼。在市場型階段，電力市場建設(shè)較為完善，負(fù)荷聚合商可以直接參與到電力市場進(jìn)行交易，報(bào)價(jià)機(jī)制更為市場化。在跨空間自主調(diào)度型階段，負(fù)荷聚合商可實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域自由調(diào)度。

當(dāng)前，國內(nèi)虛擬電廠行業(yè)處于邀約型向市場型過渡的初級(jí)階段。我國各省市試點(diǎn)的虛擬電廠以邀約型為主，其中以江蘇、上海、廣東等省市開展得比較好。同時(shí)，國網(wǎng)冀北虛擬電廠發(fā)展相對(duì)成熟，朝市場型方向發(fā)展。整體來看，國內(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)。

行業(yè)政策背景：發(fā)揮虛擬電廠需求響應(yīng)主體作用

近幾年，虛擬電廠行業(yè)政策密集發(fā)布，國家發(fā)改委、能源局在新型儲(chǔ)能、電力市場體系、電力現(xiàn)貨市場、需求側(cè)管理、新型電力系統(tǒng)等政策中，均明確支持虛擬電廠發(fā)展，以虛擬電廠方式參與需求側(cè)響應(yīng)。虛擬電廠作為促進(jìn)新能源消納的重要環(huán)節(jié)和電力商業(yè)模式創(chuàng)新的重要形式，后續(xù)政策支持力度有望持續(xù)加大。

行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、虛擬電廠是滿足尖峰負(fù)荷的更優(yōu)選擇

隨著第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電的占比不斷提升，用電負(fù)荷特性持續(xù)惡化，電網(wǎng)負(fù)荷尖峰短而高，如果單純依靠增加電源來滿足100%的負(fù)荷需求要付出極大的代價(jià)。研究表明，電力規(guī)劃不應(yīng)以100%最大負(fù)荷為負(fù)荷平衡條件，95%更為經(jīng)濟(jì)、科學(xué)，剩余的5%則可以由需求響應(yīng)、儲(chǔ)能和新型可調(diào)度新能源(風(fēng)電+儲(chǔ)能、光伏+儲(chǔ)能、光熱、可再生能源集成虛擬電廠)等資源來滿足。

根據(jù)國網(wǎng)測算，通過建設(shè)煤電機(jī)組滿足其經(jīng)營區(qū)內(nèi)5%的峰值負(fù)荷，需要投資4000億的電廠和配套電網(wǎng)，而通過發(fā)揮需求側(cè)資源滿足峰值負(fù)荷需求，投資規(guī)模僅約1/10，虛擬電廠的經(jīng)濟(jì)價(jià)值凸顯。

2、虛擬電廠主要調(diào)節(jié)“源、荷、儲(chǔ)”三類資源

從資源端來看，虛擬電廠基礎(chǔ)資源包括分布式電源、可控負(fù)荷、儲(chǔ)能三大類，即“源、荷、儲(chǔ)”資源。其中，源類資源包括分布式光伏、分布式風(fēng)電、分布式水電及小型火電機(jī)組(三聯(lián)供、燃?xì)廨啓C(jī)、自備電廠等);荷類資源包括數(shù)據(jù)中心負(fù)荷、工業(yè)園區(qū)生產(chǎn)及冷熱負(fù)荷、商業(yè)樓宇空調(diào)負(fù)荷以及居民負(fù)荷;儲(chǔ)類資源包括常規(guī)的工商業(yè)儲(chǔ)能、獨(dú)立儲(chǔ)能、其他形式的能量儲(chǔ)能(蓄熱罐、儲(chǔ)氣罐等)以及電動(dòng)汽車充電樁等。

根據(jù)王宣元、劉蓁發(fā)表的《虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)控與市場運(yùn)營的發(fā)展與實(shí)踐》，虛擬電廠需要聚合可調(diào)節(jié)資源參與電網(wǎng)調(diào)控，以發(fā)揮其規(guī)?；?yīng)，而虛擬電廠聚合調(diào)控面臨能量、空間和時(shí)間維度3個(gè)方面技術(shù)挑戰(zhàn)。從能量維度來看，為響應(yīng)電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)需求，需要將電、熱、冷、氣各類能源系統(tǒng)耦合起來，提高能源綜合利用效率;從空間維度來看，可調(diào)節(jié)資源布局分散，需要合理規(guī)劃虛擬電廠的聚合范圍，當(dāng)涉及電網(wǎng)阻塞等問題時(shí)，需考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞纫蛩?從時(shí)間維度來看，不同種類可調(diào)節(jié)資源的調(diào)節(jié)速度、調(diào)節(jié)范圍、調(diào)節(jié)時(shí)間等調(diào)節(jié)特性差異大，而且還需要為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用等多類型多時(shí)間尺度的輔助服務(wù)。

3、虛擬電廠商業(yè)化運(yùn)營可多方獲益

目前，虛擬電廠商業(yè)化運(yùn)營的應(yīng)用場景以調(diào)峰為主，對(duì)于部分開展現(xiàn)貨市場并允許虛擬電廠進(jìn)入市場的地區(qū)，虛擬電廠可以選擇參與現(xiàn)貨市場，調(diào)峰及調(diào)頻輔助服務(wù)市場。從2023H1全國電力輔助服務(wù)費(fèi)用結(jié)構(gòu)來看，調(diào)峰、調(diào)頻是輔助服務(wù)費(fèi)用的主體，費(fèi)用合計(jì)占比近八成。

隨著全國統(tǒng)一電力市場體系建設(shè)提速，現(xiàn)貨、輔助服務(wù)、容量等市場建設(shè)不斷深化，虛擬電廠參與電力市場的運(yùn)營體系有望進(jìn)一步完善。

4、虛擬電廠試點(diǎn)項(xiàng)目未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

我國虛擬電廠建設(shè)起步于十三五期間，廣東、江蘇、上海、河北等地開展多項(xiàng)虛擬電廠項(xiàng)目試點(diǎn)工作，江蘇率先于2015年出臺(tái)《江蘇省電力需求響應(yīng)的實(shí)施細(xì)則》指導(dǎo)電力需求調(diào)控。十四五期間，安徽、浙江、上海、廣東等地持續(xù)深入推進(jìn)虛擬電廠建設(shè)，2022年6月北京首次將虛擬電廠建設(shè)納入電力發(fā)展規(guī)劃，山西能源局印發(fā)首份省級(jí)虛擬電廠建設(shè)運(yùn)營實(shí)施方案，虛擬電廠建設(shè)逐步走向規(guī)范化。

從各地虛擬電廠試點(diǎn)項(xiàng)目的商業(yè)模式來看，江蘇、浙江、廣東主要參與的是需求側(cè)響應(yīng)市場，上海主要以聚合商業(yè)樓宇空調(diào)資源為主開展虛擬電廠試點(diǎn)，冀北主要參與華北輔助服務(wù)市場為主。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)域性或全國性統(tǒng)一，不利于未來虛擬電廠項(xiàng)目長期硬件軟件技術(shù)發(fā)展及規(guī)?；尤腚娋W(wǎng)。

行業(yè)競爭格局

1、區(qū)域競爭：廣東省代表性企業(yè)分布最集中

虛擬電廠代表性企業(yè)主要分布在中游領(lǐng)域，從中游虛擬電廠運(yùn)營商的區(qū)域分布來看，廣東的虛擬電廠企業(yè)分布最集中，企業(yè)數(shù)量較多，包括華為、南網(wǎng)科技、南網(wǎng)能源和科陸電子。此外，浙江分布有國電南瑞、朗新科技和科遠(yuǎn)智慧，山東分布有特銳德和東方電子，北京則有恒實(shí)科技和國能日新。

2、企業(yè)競爭：國電南瑞規(guī)模領(lǐng)先

目前，我國虛擬電廠行業(yè)的上市公司中，國電南瑞和特銳德的營收規(guī)模較大，在100億以上，其中國電南瑞2022年?duì)I業(yè)收入達(dá)468.29億元。虛擬電廠運(yùn)營方面，國電南瑞建設(shè)的省級(jí)虛擬電廠運(yùn)營管理系統(tǒng)在多地建立樣板工程，處于行業(yè)領(lǐng)先地位;特銳德具備虛擬電廠條件的可調(diào)度資源容量超過300萬kW;國網(wǎng)信通的虛擬電廠運(yùn)營平臺(tái)已接入國內(nèi)多個(gè)虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)。

行業(yè)發(fā)展前景及趨勢預(yù)測

對(duì)比已發(fā)展虛擬電廠多年的德國、美國成熟市場，我國虛擬電廠當(dāng)前收益模式相對(duì)更少、尚未能形成具有區(qū)域級(jí)規(guī)模的第三方獨(dú)立運(yùn)營商。但中國虛擬電廠有望在電力市場化改革背景下加速完成商業(yè)模式探索、實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的應(yīng)用，未來發(fā)展前景廣闊，發(fā)展方向集中于多元輔助服務(wù)品種、中長期容量市場、綜合需求響應(yīng)以及電碳聯(lián)合市場交易等。

更多本行業(yè)研究分析詳見前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國虛擬電廠（VPP）行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》。

同時(shí)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商、產(chǎn)業(yè)圖譜、智慧招商系統(tǒng)、行業(yè)地位證明、IPO咨詢/募投可研、專精特新小巨人申報(bào)、十五五規(guī)劃等解決方案。如需轉(zhuǎn)載引用本篇文章內(nèi)容，請(qǐng)注明資料來源（前瞻產(chǎn)業(yè)研究院）。

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