2024虛擬電廠行業(yè)深度分析及投資價值研究

• 劉明月 2023年11月13日 來源：中研研究院 251 8
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虛擬電廠行業(yè)前景及現(xiàn)狀如何?未來虛擬電廠市場投資趨勢怎么樣?電力市場調(diào)控需求驅(qū)動虛擬電廠動作，虛擬電廠動態(tài)參與電力市場生態(tài)。虛擬電廠通過聚合多元的可靈活調(diào)度電力資源

虛擬電廠行業(yè)前景及現(xiàn)狀如何?未來虛擬電廠市場投資趨勢怎么樣?電力市場調(diào)控需求驅(qū)動虛擬電廠動作，虛擬電廠動態(tài)參與電力市場生態(tài)。虛擬電廠通過聚合多元的可靈活調(diào)度電力資源，構(gòu)成靈活資源動態(tài)可行域。該可行域的觸發(fā)來自電力市場的動態(tài)調(diào)控需求，而市場動態(tài)調(diào)控需求由電力系統(tǒng)運行動態(tài)、市場運營動態(tài)等多維度耦合驅(qū)動。虛擬電廠聚合分布式電力資源并網(wǎng)，改變了電力系統(tǒng)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能夠間接調(diào)整電力系統(tǒng)潮流傳輸路徑;

同時，虛擬電廠內(nèi)用戶參與電力市場的機(jī)制與決策，直接形成價格等交易信號，構(gòu)成電力市場的重要組成部分。虛擬電廠的數(shù)據(jù)與通信技術(shù)將物理和市場運行動態(tài)反饋至系統(tǒng)運營商，運營方與電網(wǎng)確認(rèn)系調(diào)控需求，從而觸發(fā)虛擬電廠搭建的靈活資源響應(yīng)系統(tǒng)變化，通過改變電網(wǎng)潮流滿足調(diào)控需求，同時參與電力市場交易，進(jìn)而深入影響電力市場供需格局。

虛擬電廠物理層面聚合源、荷、儲側(cè)多類電力資源。為靈活地滿足電網(wǎng)的調(diào)度需求，虛擬電廠需要首先在物理層面上聚合一系列可調(diào)控的電力資源，此類資源類型可以是非常多元的?；趪鴥?nèi)外已落地及規(guī)劃中的虛擬電廠項目，可聚合的電力資源可大致分為源、荷、儲三類，每一類資源的特性及衡量其靈活響應(yīng)度的關(guān)鍵指標(biāo)均不同。

(1)電源側(cè)，虛擬電廠聚合的資源類型主要為分布式風(fēng)光、分布式水電，風(fēng)光發(fā)電設(shè)備出力間歇性較強(qiáng)，水電出力則具備較強(qiáng)連續(xù)性，衡量電源側(cè)資源靈活響應(yīng)度的關(guān)鍵指標(biāo)包括：額定出力、出力曲線，最小開停機(jī)時間等。這些電力設(shè)施不直接提供大規(guī)模電力，但通過智能軟件聯(lián)合調(diào)度可提供匹配傳統(tǒng)發(fā)電廠的響應(yīng)能力。

(2)負(fù)荷側(cè)，虛擬電廠聚合的資源包括工業(yè)園區(qū)、商業(yè)樓宇、居民負(fù)荷等，其中工業(yè)園區(qū)負(fù)荷可實現(xiàn)跨時段平移，商業(yè)樓宇和居民負(fù)荷則即可平移也可中斷，衡量負(fù)荷側(cè)資源靈活響應(yīng)度的關(guān)鍵指標(biāo)包括：可平移容量&時間、可中斷容量&時間等。

(3)儲能類，虛擬電廠聚合的資源包括分布式儲能、新能源汽車等，基于儲能設(shè)備的靈活充放電性能，其可平移屬性顯著，衡量儲能類資源靈活響應(yīng)度的關(guān)鍵指標(biāo)包括：充放電狀態(tài)&效率、可用容量、響應(yīng)時間等。

虛擬電廠典型內(nèi)部結(jié)構(gòu)拆解——南方區(qū)域虛擬電廠為例

以南方區(qū)域虛擬電廠的結(jié)構(gòu)為例拆解典型虛擬電廠系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。虛擬電廠整體可分?jǐn)?shù)據(jù)中心專區(qū)和網(wǎng)絡(luò)隔離區(qū)，數(shù)據(jù)中心集資源聚合、數(shù)據(jù)服務(wù)、調(diào)度控制等虛擬電廠主體功能于一體，網(wǎng)絡(luò)隔離區(qū)則處于虛擬電廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、外部電網(wǎng)之間，通過防火墻保障虛擬電廠信息傳輸安全性的同時，配置注冊及配置中心，管理下屬聚合商身份權(quán)限，完成資源監(jiān)視和電力市場交易標(biāo)的統(tǒng)整等工作。各分區(qū)內(nèi)均通過對底層電力資源、聚合商運行數(shù)據(jù)的搜集整合，借助數(shù)字化平臺生成控制指令，依靠信息專線完成數(shù)據(jù)和控制指令的上傳下達(dá)，同時將需求、申報、出清、結(jié)算環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)對外向調(diào)度中心、交易中心匯報。

虛擬電廠典型商業(yè)模式分析

虛擬電廠基于自身聚合的電力資源、系統(tǒng)化的數(shù)字化水平，完成對源、荷、儲等多類資源的靈活調(diào)度，以及對電力系統(tǒng)有序用電需求的響應(yīng)。與此同時，理順虛擬電廠完成該角色過程中主要的參與方、參與方的動作規(guī)范以及參與方之間的利益分配，是跑通虛擬電廠商業(yè)模式，進(jìn)而促進(jìn)行業(yè)快速發(fā)展的重要一環(huán)。本節(jié)將首先梳理虛擬電廠商業(yè)模式中的主要參與方，及其扮演的主要角色，其次結(jié)合目前國內(nèi)電力市場建設(shè)的進(jìn)度與未來規(guī)劃，嘗試拆解厘清主要參與方如何通過虛擬電廠參與電力市場交易并獲利。

虛擬電廠向內(nèi)承載搭建方、運營方，向外對接有序用電需求方。從功能方面看，虛擬電廠是響應(yīng)電網(wǎng)公司有序用電需求的系統(tǒng)化方案，因此其作為系統(tǒng)化平臺需要承載搭建方、運營方的同時，對接有序用電需求方等主體。其中，虛擬電廠搭建方主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)化輸出虛擬電廠平臺搭建所需的技術(shù)服務(wù)解決方案，國內(nèi)代表搭建方多為在智能配用電、出力預(yù)測等業(yè)務(wù)領(lǐng)域有所積淀的企業(yè)，例如恒實科技、東方電子、國能日新等;虛擬電廠運營方負(fù)責(zé)整合電網(wǎng)需求和資源動態(tài)，制定落實相關(guān)主體的相應(yīng)任務(wù)，目前構(gòu)成較多元，包括售電公司、傳統(tǒng)負(fù)荷聚合商、虛擬電廠搭建方等;有序用電需求通常由電網(wǎng)公司發(fā)布，電網(wǎng)側(cè)通常設(shè)置調(diào)度及交易中心統(tǒng)一管理需求發(fā)布及交易落實。

虛擬電廠搭建方通過銷售系統(tǒng)化虛擬電廠技術(shù)服務(wù)創(chuàng)收，國內(nèi)相關(guān)業(yè)務(wù)尚處于起步階段。虛擬電廠搭建方對外輸出系統(tǒng)化平臺技術(shù)解決方案，收取建設(shè)費和后續(xù)運維費用，是虛擬電廠搭建環(huán)節(jié)最直接的商業(yè)模式。目前國內(nèi)虛擬電廠市場發(fā)展仍處于起步階段，相關(guān)公司的虛擬電廠業(yè)務(wù)尚未形成規(guī)?；找?。以東方電子為例，公司近年先后承建南方五省、南方電網(wǎng)虛擬電廠項目，典型案例“粵能投”虛擬電廠管理平臺項目，被授予中國電力技術(shù)市場2022年綜合智慧能源優(yōu)秀示范項目獎牌，廣州明珠工業(yè)園項目成為國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展中唯一參展的綜合能源國家重點項目，虛擬電廠業(yè)務(wù)走在國內(nèi)市場前列。2022年公司綜合能源及虛擬電廠業(yè)務(wù)實現(xiàn)營業(yè)收入1.68億元，同比下降約5%，僅貢獻(xiàn)整體營收的3%，毛利率約25%。

中研研究院出版的《2023-2028年電力行業(yè)深度分析及投資價值研究咨詢報告》顯示

虛擬電廠是整合、調(diào)控分布式電力資源的重要載體。虛擬電廠(VirtualPowerPlant,VPP)是一種先進(jìn)的分布式電力資源管理方案，通過數(shù)據(jù)化、信息化等手段，將分散的電源(例如光伏、風(fēng)電等)、可控負(fù)荷(例如商業(yè)樓宇、工廠、空調(diào)、充電樁等)、新型儲能等資源統(tǒng)一調(diào)度，形成一個高效、靈活、可控的電力系統(tǒng)。另一方面，虛擬電廠借助通信、算法等技術(shù)手段學(xué)習(xí)電力市場供需動態(tài)以及價格等電力市場信號，穩(wěn)定電源出力、調(diào)節(jié)負(fù)荷峰谷、為相關(guān)主體盈利，控制、調(diào)度自身系統(tǒng)內(nèi)部集合的可控電力資源。

電力系統(tǒng)對可靈活電力資源需求增長推動虛擬電廠建設(shè)。伴隨全球節(jié)能減排戰(zhàn)略在各國陸續(xù)推進(jìn)，大規(guī)模分布式風(fēng)電、光伏為代表的新能源并網(wǎng)對全球電力系統(tǒng)的穩(wěn)定帶來挑戰(zhàn)。隨著新型能源結(jié)構(gòu)對電力系統(tǒng)調(diào)度能力要求的提升，可靈活調(diào)度電力資源需求也快速增長。虛擬電廠的重要價值即為將分布式電源、負(fù)荷、新型儲能等靈活性資源有效聚合，通過數(shù)字化手段實現(xiàn)智能調(diào)控，有機(jī)響應(yīng)電網(wǎng)的調(diào)度需求。梳理德國、美國、澳大利亞等國家虛擬電廠的發(fā)展歷史，可見電力系統(tǒng)對可靈活調(diào)度電力資源需求增長，是推動虛擬電廠發(fā)展的重要動力。

虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈可大致拆解為上游電力資源、中游虛擬電廠系統(tǒng)化平臺、下游電力調(diào)度需求方與響應(yīng)方。

(1)上游電力資源：虛擬電廠物理層面對多元分布式電力資源的聚合是其實現(xiàn)調(diào)度功能、跑通商業(yè)模式的基礎(chǔ)，目前國內(nèi)虛擬電廠聚合的分布式資源主要包括電源、負(fù)荷、儲能類電力設(shè)施，其中電源以分布式風(fēng)電光伏、水力發(fā)電機(jī)組為代表;負(fù)荷以工業(yè)園區(qū)、商業(yè)樓宇、居民負(fù)荷為代表;儲能以新式儲能、新能源車、充電樁為代表。

(2)中游虛擬電廠系統(tǒng)化平臺：物理層面完成對電力資源的聚合之后，虛擬電廠系統(tǒng)搭建方需要依靠物聯(lián)網(wǎng)、云、大數(shù)據(jù)等數(shù)字化技術(shù)，在數(shù)據(jù)層面完成對多種資源的有機(jī)組織、聚合管理、優(yōu)化調(diào)控，進(jìn)而實現(xiàn)虛擬電廠的主要價值。虛擬電廠系統(tǒng)搭建方將數(shù)字化技術(shù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化，向產(chǎn)業(yè)下游輸出，構(gòu)成虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

(3)下游電力調(diào)度需求方與響應(yīng)方：虛擬電廠通過對電網(wǎng)調(diào)控需求響應(yīng)，一方面服務(wù)電網(wǎng)企業(yè)，另一方面作為電力市場的參與方通過與電網(wǎng)的交易獲益，并完成交易收益在虛擬電廠運營方與具體用戶之間的再分配。因此虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈下游環(huán)節(jié)既包括電網(wǎng)企業(yè)，也包括通常擔(dān)任運營角色的電力資源聚合商(售電公司為主)、具體用戶。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

中國電力科學(xué)研究院有限公司主導(dǎo)制定的國際電工委員會(IEC)《IEC TS 63189-1：2023虛擬電廠-第一部分：架構(gòu)與功能要求》發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)是IEC發(fā)布的首個虛擬電廠國際標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)了該領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)空白，標(biāo)志著我國在能源轉(zhuǎn)型和綠色發(fā)展領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)化方面取得又一突破。

據(jù)介紹，該標(biāo)準(zhǔn)由IEC分散式電力能源系統(tǒng)分技術(shù)委員會(SC 8B)歸口管理。IEC SC 8B由我國自主發(fā)起成立并承擔(dān)秘書處工作，中國電科院負(fù)責(zé)秘書處具體工作。從2017年成立至今，IEC SC 8B已發(fā)布9項IEC標(biāo)準(zhǔn)，其中8項由我國牽頭制修訂。

該標(biāo)準(zhǔn)首次提出虛擬電廠的統(tǒng)一術(shù)語定義、技術(shù)要求和控制架構(gòu)，明確了虛擬電廠在發(fā)電功率預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測、發(fā)用電計劃、可調(diào)節(jié)負(fù)荷管理、儲能裝置控制管理、分布式電源協(xié)調(diào)優(yōu)化、狀態(tài)監(jiān)控、通信、數(shù)據(jù)采集等方面的功能要求，可為世界各國開展虛擬電廠規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和驗收提供重要的技術(shù)參考，對虛擬電廠的推廣應(yīng)用和持續(xù)發(fā)展發(fā)揮基礎(chǔ)性作用。

2024虛擬電廠行業(yè)深度分析及投資價值研究

虛擬電廠是解決電網(wǎng)負(fù)荷的最具經(jīng)濟(jì)性的選項之一。根據(jù)國家電網(wǎng)測算，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，而通過虛擬電廠僅需投資500億至600億元，虛擬電廠的成本僅為火電廠的八分之一至七分之一。

氣候氣象方面，2023年夏季氣溫接近常年同期到偏高，但綜合強(qiáng)度或不及2022年。預(yù)計度夏期間全國降溫負(fù)荷最大約為4.6億千瓦，降溫電量約為3545億千瓦時。2023年冬季出現(xiàn)階段性強(qiáng)降溫過程概率較大。預(yù)計冬季氣溫接近常年同期，可能出現(xiàn)階段性強(qiáng)降溫過程，造成短時電力需求超預(yù)期增長。

一次能源方面，預(yù)計2023年煤炭消費量比上年增長1%左右。綜合來看，煤炭供應(yīng)增速與需求增速持平，供需基本平衡。疊加煤價調(diào)控相關(guān)政策要求，預(yù)計2023年煤價繼續(xù)運行在合理區(qū)間內(nèi)，將對煤電保障供應(yīng)形成有力支撐。

目前來看，已有多家電力上市公司結(jié)合自身優(yōu)勢和利用設(shè)備設(shè)施，積極探索構(gòu)建形成完整的虛擬電廠整體解決方案，滿足多場景下虛擬電廠、源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動、負(fù)荷聚合商需求側(cè)響應(yīng)平臺等應(yīng)用需求。

目前，我國的虛擬電廠以邀約型為主，通過政府機(jī)構(gòu)或電力調(diào)度機(jī)構(gòu)發(fā)出邀約信號，然后由負(fù)荷聚合商和虛擬電廠組織資源進(jìn)行削峰填谷等需求響應(yīng)，從電網(wǎng)電價補(bǔ)貼中獲取收益，其中，填谷難度比削峰大，削峰主要針對廣東、浙江、江蘇等長三角和珠三角的用電大省，填谷主要針對中西部發(fā)電集中區(qū)。未來，隨著全國統(tǒng)一電力交易市場的成熟，虛擬電廠商業(yè)模式重心將轉(zhuǎn)向參與電力市場交易。

我國“十三五”期間已開建多個虛擬電廠試點項目，“十四五”期間虛擬電廠將逐步走向成熟?！笆濉逼陂g，廣東、江蘇、上海、河北等地開展多項虛擬電廠項目試點工作，江蘇率先于2015年出臺《江蘇省電力需求響應(yīng)的實施細(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)首份省級虛擬電廠建設(shè)運營實施方案，虛擬電廠建設(shè)逐步走向規(guī)范化。

到2025年，能源數(shù)字技術(shù)的智能化會發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，預(yù)計到2025年，全球能源領(lǐng)域的數(shù)字化市場規(guī)模將增長到640億美元，該數(shù)字技術(shù)應(yīng)用包括大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)/人工智能、云計算、區(qū)塊鏈等。

其中，電網(wǎng)自動化預(yù)計將占100億美元，家庭用能系統(tǒng)的規(guī)模也將達(dá)到110億美元，超過風(fēng)電光伏運行以及間歇性接入60億美元的市場規(guī)模。

中國虛擬電廠行業(yè)市場的發(fā)展現(xiàn)狀，通過公司資深研究團(tuán)隊對市場各類資訊進(jìn)行整理分析，行業(yè)研究報告可以幫助投資者合理分析行業(yè)的市場現(xiàn)狀，為投資者進(jìn)行投資作出行業(yè)前景預(yù)判，挖掘投資價值，同時提出行業(yè)投資策略和營銷策略等方面的建議。

中國行業(yè)的內(nèi)外部環(huán)境、虛擬電廠行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?fàn)顩r、市場供需、競爭格局、標(biāo)桿企業(yè)、發(fā)展趨勢、機(jī)會風(fēng)險、發(fā)展策略與投資建議等進(jìn)行了分析。

據(jù)了解，該行業(yè)發(fā)展空間極大，未來虛擬電廠市場現(xiàn)狀如何呢?請查看，中研研究院出版的《2023-2028年電力行業(yè)深度分析及投資價值研究咨詢報告》。

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