預(yù)見2024：虛擬電廠產(chǎn)業(yè)技術(shù)趨勢展望(附技術(shù)路徑、投資方向、專利布局、科技企業(yè)布局等)

行業(yè)主要上市公司：國能日新(301162)、國電南瑞(600406)、朗新科技(300682)、恒實(shí)科技(300513)、天合光能(688599)、遠(yuǎn)光軟件(002063)等

本文核心觀點(diǎn)：虛擬電廠有望成為提高新型電力系統(tǒng)靈活性的重要手段，多領(lǐng)域企業(yè)紛紛布局，技術(shù)及市場有望跑步進(jìn)入成熟期。

引言：虛擬電廠是電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力的有效補(bǔ)充

——實(shí)現(xiàn)分布式電源、儲能、可調(diào)負(fù)荷等多種分布式資源的聚合和協(xié)同優(yōu)化

虛擬電廠由可控機(jī)組、不可控機(jī)組，如風(fēng)、光等分布式能源、儲能、可控負(fù)荷、電動汽車、通信設(shè)備等聚合而成，并進(jìn)一步考慮需求響應(yīng)、不確定性等要素，通過與控制中心、云中心、電力交易中心等進(jìn)行信息通信，實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)的能量互換。

——充分挖掘系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力和需求側(cè)資源，提升電力系統(tǒng)實(shí)時平衡和安全保供能力

“雙碳”政策下的新型電力系統(tǒng)以新能源為主體，新能源的隨機(jī)、間歇、波動等特性對電網(wǎng)安全產(chǎn)生威脅。在新的發(fā)電、輸電、配電、用電新勢態(tài)下，虛擬電廠應(yīng)運(yùn)而生。

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。在電網(wǎng)運(yùn)行方式向源網(wǎng)荷儲靈活互動轉(zhuǎn)型和結(jié)構(gòu)向清潔低碳轉(zhuǎn)型的背景下，大力發(fā)展虛擬電廠對促進(jìn)電網(wǎng)供需平衡，實(shí)現(xiàn)分布式能源低成本并網(wǎng)，充分消納清潔能源發(fā)電量，推動綠色能源轉(zhuǎn)型具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

根據(jù)國家電網(wǎng)測算，通過火電廠實(shí)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;而通過虛擬電廠，在建設(shè)、運(yùn)營、激勵等環(huán)節(jié)投資僅需500-600億元。此外，虛擬電廠能夠有效抑制尖峰負(fù)荷對電網(wǎng)的沖擊，延緩電源電網(wǎng)建設(shè)投資。

技術(shù)路線：虛擬電廠技術(shù)發(fā)展路徑與支撐體系

從技術(shù)路線來看，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。

從技術(shù)支撐體系來看，中國虛擬電廠創(chuàng)新單元主要包括電網(wǎng)安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、電力系統(tǒng)自動化一系統(tǒng)控制和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行國家工程研究中心等;產(chǎn)業(yè)投資基金包括中山公用廣發(fā)信德基礎(chǔ)設(shè)施投資基金(有限合伙)、紅杉中國種子基金等;技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括DB4403/T 343-2023《分布式光伏接入虛擬電廠管理云平臺技術(shù)規(guī)范》、T/CES 125—2022《負(fù)荷側(cè)虛擬電廠管控平臺功能導(dǎo)則》等。

虛擬電廠專利技術(shù)布局

——儲能、負(fù)荷控制、新能源發(fā)電為虛擬電廠專利技術(shù)布局重點(diǎn)，申請熱度和布局廣度較高

從虛擬電廠專利技術(shù)申請的熱度來看，新能源發(fā)電和儲能具備較高的專利申請熱度，專利申請總量超過40萬項(xiàng)，申請人數(shù)量超過15萬個;從專利技術(shù)申請廣度來看，儲能、負(fù)荷控制、新能源發(fā)電技術(shù)跨度均超過600個IPC小類，覆蓋100個以上國家和地區(qū)，說明這些技術(shù)受到全球范圍內(nèi)的關(guān)注和研究。

注：1)搜索關(guān)鍵詞：智能計(jì)量、電力通信、儲能、負(fù)荷控制、新能源發(fā)電技術(shù)路線相關(guān)關(guān)鍵詞;2)搜索范圍：標(biāo)題、摘要和權(quán)利說明;3)統(tǒng)計(jì)截至日期：2023年11月23日。下同。

——中國企業(yè)虛擬電廠相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新活躍

從專利地域分布來看，智能計(jì)量、電力通信、儲能、負(fù)荷控制、新能源發(fā)電專利技術(shù)來源地排名第一均為中國，說明中國在這些領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新活躍。從申請人來看，國家電網(wǎng)具備絕對優(yōu)勢，位居智能計(jì)量、電力通信、儲能、新能源發(fā)電專利申請數(shù)量之首。

我國協(xié)調(diào)控制、智能計(jì)量、信息通信等虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展迅速。其中通信技術(shù)相對成熟，協(xié)調(diào)控制、智能計(jì)量技術(shù)有了長足進(jìn)步。另外，儲能、信息安全防護(hù)、新能源發(fā)電并網(wǎng)與主動支撐等技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新突破，為虛擬電廠提供了重要動力和保障。

虛擬電廠科技企業(yè)技術(shù)與應(yīng)用布局：多為軟件平臺服務(wù)商或技術(shù)提供商

國內(nèi)市場來看，參與虛擬電廠項(xiàng)目的科技企業(yè)主要三類，一是虛擬電廠軟件平臺服務(wù)商，為電網(wǎng)公司虛擬電廠搭建軟件平臺的公司，如國能日新、國電南瑞、國網(wǎng)信通、東方電子、遠(yuǎn)光軟件、朗新科技。二是負(fù)荷聚合商，聚合長尾需求側(cè)資源，提供需求側(cè)的電力預(yù)測曲線，并參與電網(wǎng)的需求側(cè)響應(yīng)獲取補(bǔ)貼分成，如恒實(shí)科技。三是如電享科技、國能日新等從新能源、新型儲能領(lǐng)域開展虛擬電廠技術(shù)研發(fā)和布局的企業(yè)。

注：以上排名不分先后，僅匯總行業(yè)內(nèi)部分代表性科技企業(yè)。

以廣州市為例，2021年8月，廣州工信局開展虛擬電廠電力用戶和負(fù)荷聚合商征集，至2022年7月，共公布7個批次虛擬電廠名單，包括31家負(fù)荷聚合商、89家電力用戶。31家負(fù)荷聚合商中，其主營業(yè)務(wù)為售電/綜合能源業(yè)務(wù)/充電樁設(shè)施制造建設(shè)運(yùn)營/能源數(shù)字化/電力工程的企業(yè)數(shù)量占比超過10%。

注：統(tǒng)計(jì)時間范圍為2021年8月-2022年7月。

虛擬電廠技術(shù)投資重點(diǎn)賽道：數(shù)字能源管理為重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域

從我國虛擬電廠投融資熱門賽道來看，2017-2023年，數(shù)字能源管理企業(yè)融資事件數(shù)量排名第一，占比37%;其次為儲能企業(yè)，占比22%，此外新能源發(fā)電、電力通信等細(xì)分領(lǐng)域企業(yè)也具備較高的融資熱度。

新能源/智慧能源/儲能為虛擬電廠投資布局熱點(diǎn)

綜合來看，虛擬電廠需要具備高標(biāo)準(zhǔn)的通信、調(diào)控、計(jì)量、安全防護(hù)等技術(shù)要求，為虛擬電廠得以推廣應(yīng)用的前提，但這些技術(shù)是針對市場建設(shè)者或相關(guān)科研院所提出的，虛擬電廠運(yùn)營商更需要掌握相關(guān)資源聚合建模、智能調(diào)度和靈活交易策略等“黑科技”，因此新能源發(fā)電、智能電網(wǎng)、儲能等為社會化虛擬電廠運(yùn)營商所關(guān)注的重要關(guān)鍵技術(shù)，具備較大的投資潛力。

注：評估星級自一星至三星，星級越高，代表從該指標(biāo)來看，技術(shù)投資潛力越大，☆代表半星。

虛擬電廠技術(shù)發(fā)展趨勢與目標(biāo)

——提升需求響應(yīng)能力

2023年5月，國家發(fā)改委發(fā)布《電力需求側(cè)管理辦法(征求意見稿)》，對需求側(cè)響應(yīng)能力的量化目標(biāo)進(jìn)行加碼，提出“到2025年，各省需求響應(yīng)能力達(dá)到最大用電負(fù)荷的3%-5%，其中年度最大用電負(fù)荷峰谷差率超過40%的省份達(dá)到5%或以上”，并且強(qiáng)調(diào)將需求側(cè)資源以虛擬電廠等方式納入電力平衡、以負(fù)荷聚合商或虛擬電廠等形式參與需求響應(yīng)，將帶動虛擬電廠行業(yè)發(fā)展。

——三大技術(shù)趨勢助力虛擬電廠實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的應(yīng)用

虛擬電廠以先進(jìn)的量測技術(shù)、信息通信技術(shù)及調(diào)節(jié)控制技術(shù)為基礎(chǔ)，將分布式能源、儲能、電動汽車、可控負(fù)荷等資源，參與電力調(diào)度運(yùn)行和市場交易。虛擬電廠有望在電力市場化改革背景下加速完成關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的應(yīng)用，未來發(fā)展前景廣闊。

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，請注明資料來源（前瞻產(chǎn)業(yè)研究院）。

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