2023年中国虚拟电厂行业研究报告.pdf

中国虚拟电厂行业研究报告 2023年22023.8 iResearch I虚拟电厂VPP研究范畴界定虚拟电厂既是电力交易市场的重要组成，也是能源互联网的有机节点分别从VPP的两个核心驱动要素来看，其中商业规模化主要对应了“电力交易市场”的逐渐迭代，技术应用驱动，主要是对应了“能源互联网”的大技术系统研究范式。当然，考虑本报告的阅读主体主要是企业经营者、投资机构、第三方研究机构等更加侧重于市场商业化、企业案例分析等方向，所以本文的研究范围主要聚焦在VPP在电力交易市场背景下的商业范式研究。来源：国家电网、国家电力调度控制中心、艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。虚拟电厂不同行业落位分类电力交易市场能源互联网电力现货交易市场虚拟电厂研究范围电力中长期交易市场电力辅助服务市场虚拟电厂分布式发电可控负荷分布储能安全保障智慧能源虚拟电厂数字量测AMI广域测量WAMS智能监控/辅助决策绿色发展快速仿真/模拟交易窄口径技术泛口径短期相关长期相关3目 录CONTENTS01中国虚拟电厂行业发展背景02全球虚拟电厂行业发展现状03中国虚拟电厂行业发展现状Development backgroundGlobal Industrial perspectiveChina Industrial perspective04国内外典型企业案例Case study4中国虚拟电厂行业发展背景Development background0152023.8 iResearch I1.1中国电力能源供给端风光发电装机量递增，对应峰谷调拨及合理消纳需求旺盛从每年新增发电装机量来看，风光电装机量虽然存在一定的投资周期性，但是长期来看，仍是比较核心的成长型电力资产。结合其在全天候场景下存在明显的“波动性”、“低出力”特征。从长期的投资收益角度考虑，需要结合“补贴叠加充分交易”来实现经济效益和绿色效益的双提升。来源：国家能源局，中电联，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。2015-2022年中国新增发电装机量结构分布中国电源出力全天候分布特征10%26%40%35%25%25%31%45%51%42%34%34%42%30%28%23%24%17%15%17%24%38%27%19%10%10%10%7%4%7%13%12%5%6%2%7%4%1%2%1%20152016201720182019202020212022光电(%)火电(%)风电(%)水电(%)核电(%)0%30%60%90%120%0时 2时 4时 6时 8时 10时12时14时16时18时20时22时火电(%)核电(%)风电(%)光电(%)62023.8 iResearch I1.1中国电力能源供给端风光发电规模扩大，未来有效消纳成为绿色经济持续发展的首要目标从能源发电结构来看，中国能源发电量占比中，风光发电的占比出现明显的扩大趋势。当然聚焦2022年，可以看到，发电量相对占比出现了一定程度的下滑。考虑到发电装机量（前置投资因素），有效并网量（后置消纳因素）。当下节点，需要有效的解决风光电长期、合理消纳的问题。才能在相对理想的条件下，实现在2025年达到16.5%发电占比的目标。当然，从整个电力网络的有效运营角度来看，有效解决其“峰谷调拨”及“合理消纳”问题，将成为能源市场持续繁荣的重中之重。来源：国家能源局，全球能源互联网发展合作组织，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。2015-2022年中国能源发电量结构2025-2060年中国能源发电量结构预测74%69%68%67%70%19%18%18%16%14%4%9%10%12%11%3%5%5%5%5%20152019202020212022火电(%)水电(%)风、光电及其他(%)核电(%)17%65%70%84%35%30%2025e2050e2060e风、光电(%)其他(%)72023.8 iResearch I1.1中国电力能源供给端分布式发电摊薄集中投资收益，平抑长期供需缺口及短期波动性从政策推动性角度来看，分布式风光电自2021年起，开始进入强政策推动期。国家能源局及其他相关部委，分别按照不同行政层级（省、县、市、区），以及不同执行主体（公共机构、政府机构、企业单位等）推动分布式光伏、分散式风电的加快发展。比如在2022年5月发布的关于促进新时代新能源 高质量发展的实施方案，明确提出到 2025 年，公共机构新建建筑屋顶光伏覆盖率力争达到 50%。当然，国内分散式风电，相较分布式光电，仍存在较为明显的技术商业化差距。来源：国家能源局，CWEA，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。2017-2022年中国分布式光电装机量2017-2021年中国分散式风电装机量525844003000345267488600130001740020400238523060039200201720182019202020212022新增装机量（万千瓦）累计装机量（万千瓦）12143010080350649419499620172018201920202021新增装机量（万千瓦）累计装机量（万千瓦）82023.8 iResearch I1.2中国电力能源需求端第三产业+居民电力消费比重逐年升高，弹性系数分布区间长期上移从整体电力消费结构来看，第三产业+居民用电的消费比重逐年升高，一方面对应了整体中国经济结构发展中，泛口径下的高端制造业和软件服务业、物流服务业等，肩负了更强的新经济动能。同时另一方面，基于全产业数字化的背景下，用电终端（包括居民用户）的用电依赖性也在逐渐增强。结合长周期下的，在未来国内经济增速维持温和增长的前提下，考虑到第三产业+居民用电的分布式+储能渗透率逐渐提升，电力消费弹性系数，大概率会进入低波动、高运行的新区间。来源：国家能源局，中电联，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。2010-2021年中国电力消费弹性系数2010-2022年中国电力消费分布结构75%75%74%74%74%72%71%70%69%68%68%68%66%11%11%11%12%12%13%13%14%16%16%16%17%17%12%12%13%13%13%13%14%14%14%14%15%14%15%2%2%2%2%2%2%2%2%1%1%1%1%1%2010201120122013201420152016201720182019202020212022第二产业第三产业居民用电第一产业1.431.30.730.980.560.140.740.951.250.731.411.281.41.10.951.292023.8 iResearch I2532394957746915212837611162228342020202120222023e2024e2025e数据中心（亿千瓦时）新能源汽车（亿千瓦时）5G通信（亿千瓦时）1.2中国电力能源需求端新兴行业电力依赖性与日俱增，负荷特征呈现复杂化趋势作为国内新经济增长的典型电力负荷需求方，数据算力、5G通信、新能源汽车等，其电力需求在量级增速方面，呈现出明显的快速增长。当然从负荷特征来看，数据中心因为其产业发展的应用场景已经开始从“中心化网络”向“边缘计算”过渡，所以有可能呈现出“大者更大，小者更密”的分布特征，对应电力负荷特征也会出现两极分化。新能源汽车，特别是BEV车型的高渗透率，也对应会增加电力负荷的随机性。从整体来看，更加系统化、动态化的电力系统，会成为未来电力供需网络的核心形态。来源：信达证券研究中心，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。2020-2025年中国新兴产业电力消费结构CAGR=24.2%CAGR=44.5%CAGR=43.4%2020-2025年中国新兴产业电力负荷结构4063450848355264574060471612229620892469278931672185279734164317500964351825218324392724304333994114344985586066492103345487621018131614%15%16%17%18%20%2020202120222023e2024e2025e新能源汽车充电（亿千瓦时）电炉钢（亿千瓦时）计算机、通信和其他电子设备制造业（亿千瓦时）数据中心（亿千瓦时）光伏制造（全产业）（亿千瓦时）通讯基站（亿千瓦时）102023.8 iResearch I34110476681160117随车配建充电桩公共交流充电桩公共直流充电桩2022(万台）2023e（万台）1.3中国电力能源服务端分布式储能技术的规模化应用，将成为电力供需结构矛盾的核心节点结合前面讨论的新能源发电的并网量级矛盾、结果矛盾来看，新型储能技术的规模化，一方面能够在时间层面解决“并网错峰”的现实问题；同时也能主动促进电力负荷端的“源荷一体化”改善。从产业供需两端，改善电力能源的市场化应用的问题。同样以新能源汽车相关配套的充电桩为例，伴随着其作为电力负荷端的基础设施密度的快速增长，“光储冲放一体”模式，结合BEV的先天储能属性，亦能从负荷端，实现分布式源荷载体的经济及社会效益优化。来源：CNESA，中国充电联盟，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。2022年-2023年中国充电桩保有量2022年Q1-Q3中国新型储能装机规模（新增投运）工业12%电网侧30%电源侧55%独立储能37%变电站18%储能+光伏18%储能+常规机组8%储能+风电2%储能+风电+光电2%用户侧15%产业园 2%其他 2%+99.6%+54.5%+53.9%112023.8 iResearch I1.3中国能源管理端负荷聚合从被动向主动过渡，高基数能源需求的精益效益显现从能源需求端的负荷特征来看，本身相较供给端就具备更强的“分散性”、“随机性”。同时，随着需求端电动汽车、储能设备的快速应用扩张，未来负荷的主动优化的需求，也推动从过往相对中心化的被动聚合，向主动聚合过渡。同时，未来亦存在分布能高渗透率场景下的“源荷一体”趋势，该场景下的，自发电/并网收益双运行模式，更加依赖主动聚合方式下的有效精益控制，实现公共效益和个体效益的双平衡。来源：负荷聚合技术及其应用，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。主动负荷聚合方式及相关控制路径聚合方法负荷特征应用场景空调、冰箱、热水器等温控负荷调压基于参数辨识大量随机负荷功率平衡、有功备用等基于蒙特卡洛模拟物理模型阶数较低的负荷平抑可再生能源波动、调压、需求响应用户最低舒适度分析等基于福克普朗克状态随时间明显变化的负荷负荷跟踪等基于马尔科夫链被动负荷聚合方法及相关负荷特征主动负荷聚合控制方式刚性负荷控制全部用户侧可控负荷全部/负荷关停柔性负荷控制部分用户侧可控负荷（空调、电热水器、冰箱等）改变设备运行参数、运行模式控制路径集中控制负荷控制中心铺设专用电力信息通道，双向协调控制分布式控制分布式智能控制设备用户侧安装智能控制设备，单向反馈控制控制主体核心差异12全球虚拟电厂行业发展研究Development status02132023.8 iResearch I2.1全球虚拟电厂市场发展历程政策环境对比：各国基于本国电力市场现状，在推动切入点存在差异结合各国在自身市场环境下的政策差异，可以看出，宏观层面碳中和目标是较为一致的长期目标。另外考虑到电力市场交易天然具备较强的垄断性禀赋和安全性要求，所以几乎都是“电力市场改革+虚拟电厂技术商业化”并行推动。并且从投资视角来看，虚拟电厂明显具备“强政策驱动”+“强技术投资前置”的双特征，所以核心市场主体更适配“资产运营收益”的投资模型。来源：GEIDCO，艾瑞咨询研究院整理及绘制。全球主要国家虚拟电厂政策区域和相关环境英国法国德国美国日本澳大利亚142023.8 iResearch I2.1全球虚拟电厂市场发展历程发展路径对比：欧洲国家侧重电源端整合，美国市场侧重需求侧管理追溯至欧洲的能源行业上游，能源紧缺性和可再生能源的蓬勃发展互为因果，所以如果长期有效的解决多形态能源的电源侧资源整合是其需要核心解决的主要问题。同时，考虑到各国下游能源需求结构的明显差异性，跨区协作以及长效交易也是其在电源端推动虚拟电厂建设的主要原因。在美国市场，一方面由于大部分州的电力市场上游基本处于寡头垄断状态（部分州是基于行政原因，部分州是基于市场原因），新进入者和技术商业化玩家考虑到市场进入成本、资源整合成本等问题，主要在需求响应侧进行项目建设。来源：GEIDCO，艾瑞咨询研究院整理及绘制。欧洲国家/美国虚拟电厂市场化发展历程对比2000年2000年2005年启动全球收个虚拟电厂项目VFCPP德国、荷兰、西班牙等启动FENIX项目，搭建首个适合欧洲电力系统的虚拟电厂项目英国、法国、西班牙等8国7家公司启动EDISON项目，以电动车系统为核心丹麦、德国等国家启动Web2 Energy项目；采用智能计量、智能能量管理、配电自动化技术聚合多种电力资源德国、波兰为首2006年2009年2010年颁发能源政策法案，大力支持对需求响应的建设美国颁发需求响应年度报告，系统分析需求响应实施背景与现状、需求响应对系统的影响美国颁发美国复苏与再投资法案，划拨45亿美元用于整合需求响应设备和实现智能电网技术美国颁发需求响应国家行动计划，将需求响应上升到国家层面美国2012年2013年2016年2017年2021年开始大规模商业化应用，Next Pool开始为德国四大输电网运营商提供控制储备服务德国美国纽约州Con Edison公司开始启动CEVPP计划，首次探索虚拟电厂项目美国美国佛蒙特州Green Mountain Power公司搭建虚拟电厂平台，接入2000余个家庭用户美国特斯拉与PE&G再加州推出了虚拟电厂测试，探索新的运营模式美国启动TWENTIES项目，提高海上风电的电能质量挪威公司Statkraft在德国建立第一个商业虚拟发电厂比利时、德国、法国政策驱动期商业转化期152023.8 iResearch I2.2欧洲虚拟电厂市场发展现状能源结构现状：非再生能源相对紧缺，各类型资源禀赋分散欧盟电力生产结构中，风电、氢能、太阳能的相对增幅是最为直观的。当然考虑到近两年因为地缘政治等因素，导致的传统能源（非再生能源）存在较大的波动性，这也在一定程度上，通过非政策因素加速了相关新能源的替代。同时结合对头部电力消费国家的电力市场观察，其实也都存在一定程度的电价保护机制（避免能源危机对需求终端产生破坏性传导），所以可能在实际的虚拟电厂业务运营层面，在多个财务年度下，会产生新能源补贴电价和电价保护机制下的利差对冲。这一点在文末的案例分析中，会有所涉及。来源：Ember，艾瑞咨询研究院整理及绘制。2020-2022年欧盟电力生产量及结构分布2021年欧盟电力消费国家区域分布68473261356155255835241944639838742134734828214516420416316916610010299777202020212022核电(TWH)天然气(TWH)煤电(TWH)风电(TWH)氢能(TWH)太阳能(TWH)生物质能(TWH)其他化石能源(TWH)其他可再生能源(TWH)5635043262691771461219190747260595448德国法国意大利西班牙波兰瑞典荷兰比利时芬兰奥地利捷克罗马尼亚希腊葡萄牙匈牙利欧盟电力消费国家区域分布（TWH）162023.8 iResearch I2.2欧洲虚拟电厂市场发展现状电力市场现状：市场结构相对完善，形成跨区互联动态出清网络欧洲统一电力市场在整体欧盟的一体化框架下，主要目标为三个方向：1、引入竞争机制，同时提高运营效率和经济效益；2、因为各国能源禀赋差异较大，促进能源资源整合，提升能源系统安全；3、基于低碳目标，促进清洁可再生能源渗透。当然，其近30年电力体制改革，一方面形成了输电网资产产权和经营权的有效独立等一系列市场化制度，另一方面也建设成了相对有效的统一电力交易市场。来源：东证期货，艾瑞咨询研究院整理及绘制。欧洲电力市场分类及相关交易结构欧洲电力市场电力批发市场系统服务市场提供电量交易提供辅助平衡服务中长期市场现货市场日前市场日内市场平衡区域内供需，并执行跨国输电容量的联合出清形成次日细分至每个小时的各国发用电计划及跨国输电容量连续竞价和盘中竞价两种模式为用户提供补充/调整当日用电需求弹性实时平衡市场消除电力交易的高频摩擦多以有功率备用机组为主以电力长协价作为商品，可通过场内/场外进行交易主流电力交易方式，22年欧洲能源交易所（EEX），中长期电力衍生品交易占比为84.4%其他辅助服务各国用户TSOs（输电系统运营商）Nord PoolEPEX SPOTEEXPCR机制APXEPEXGME.各国用户TSOsITOs（独立输电运行机构）DSOs（配电系统运营）申报订单提供可用容量、通道、电网数据各地区电力交易中心Euphemia算法出清匹配供需优化电流计算电价各国电力交易所申报订单出清订单所需电量配电调电各国用户TSOs（输电系统运营商）Nord PoolEPEX SPOTEEXPCR机制APXEPEXGME.各国用户TSOsITOs（独立输电运行机构）DSOs（配电系统运营）申报订单提供可用容量、通道、电网数据各地区电力交易中心Euphemia算法出清匹配供需优化电流计算电价各国电力交易所申报订单出清订单所需电量配电调电172023.8 iResearch I2.2欧洲虚拟电厂市场发展现状虚拟电厂发展现状：以德国市场为典型案例，多样性虚拟电厂主体参考目前德国市场的商业化路径和案例，不同参与主体其实在运营端具备不同的起点/能力差异性。其中，以电力公司为代表的传统型玩家，明显具备规模优势和资源优势，更加着重于资产优化的商业逻辑。以创新电力设备厂商为代表的的需求侧玩家，更具备服务主体的灵活性，并且长期来看能够实现从“设备渗透”向“服务能力”的业务升级。聚合型玩家虽然在商业模式底层更偏向轻资产运营模式，但是考虑到其天然的“平台性”+“聚合性”，在实现全链路服务、全资源覆盖的拐点前，将始终处于强资本支出状态。来源：GIZ，艾瑞咨询研究院整理及绘制。德国虚拟电厂玩家资源类型及服务类型对比Next Kraftwerkee2mEnteliosGETEC EnergieMVV EnergieBayWa.reSonnen能源资源组合发电侧+需求侧+储能发电侧+需求侧+储能需求侧发电侧+需求侧发电侧+需求侧发电侧储能电厂规模9016MW（2021年）3.26MW（2021年）1GW（2018年）3000MW以上500MW（2015年）3.3MW（2019年）资源管理与优化平衡服务直接销售电力公司白标解决方案需求响应（商业和工业）需求响应（家庭）零售业务德国虚拟电厂玩家电厂规模及能力分布电源侧玩家服务类型五大电力跨国公司资源类型电源端储能改造，适配虚拟电厂平衡能力电源端储能改造，适配虚拟电厂平衡能力电源侧输配侧可控机组、非可控机组区域性配电公司、供电子公司、市政背景电力公司聚合性玩家服务类型NEXT资源类型支持可中断负荷的销售利用聚合能源资源提供平衡服务电源侧负荷侧光伏、水电、热电联产厂、沼气电厂工业负荷、电动汽车、电转气、电池储能根据日间市场信号进行调整需求侧玩家服务类型创新电力设备/服务厂商资源类型区块链+智能电表，并网平衡服务聚合分布式用户能源资源能源侧负荷侧风光电、分布式能源BEV、热泵、家庭电池储能电网阻塞管理182023.8 iResearch I2.3美国虚拟电厂市场发展现状能源结构现状：能源对外依存度持续下降，可再生能源比例变化缓慢从整体来看，美国能源结构中相关不可再生能源储量相对丰富，所以外部依存度始终处于弱平衡（战争等极端情况除外）。从长周期来看，美国能源效率也经历过基于典型经济周期的起伏。结合当前时点，美国能源政策的典型变化，未来存在较为典型的两极分化趋势，一方面基于美国政府的对于化石能源的战略变化，推动了可再生能源进入新的增长通道。另一方面的小型新能源商业市场，较为典型的需求端商业主体正在发挥更强的商业主体作用。来源：EIA，艾瑞咨询研究院整理及绘制。2019-2021年美国电力生产量及结构分布2015-2021年美国能源对外依存度1586162415759657738998097907782953383802882852607289115585555393737151616201920202021天然气(TWH)煤电(TWH)核电(TWH)风能(TWH)水电(TWH)光伏(TWH)生物质能(TWH)石油及其他(TWH)地热能(TWH)-10%-9%-16%-20%-19%-18%-19%4%3%0%-2%-6%-9%-12%32%33%27%19%10%3%6%1%-1%-3%-4%-3%-3%-3%2015201620172018201920202021煤炭（%）天然气（%）石油（%）生物质能（%）192023.8 iResearch I2.3美国虚拟电厂市场发展现状电力市场现状：以PJM电力市场为代表的集中式电力市场美国整体电力市场主体相对多元化，同时分布较为分散。基于电力市场有效服务的用户数量来看，市属电力公司占比15%，私有电力公司占比68%，农村电力合作社占比13%，电力经销商占比4%。PJM作为第一个电力联营组织，目前无论在时间维度的多周期覆盖，还是多商品品种、多参与主体的覆盖，均较为全面。其中，其市场机制中，关于“电能与辅助服务联合出清机制”（实现整体社会效益最大化）、“虚拟申报机制”（增加非实体主体参与度，提高交易流动性）、“双结算机制”（综合对冲价格风险）。来源：国家电力调度控制中心组，艾瑞咨询研究院整理及绘制。美国PJM市场总体架构双边交易（差价合约）金融衍生品交易场外交易容量市场跨区交易1个基本拍卖市场，3个追加拍卖市场和1个双边交易市场核心是可靠性定价模型中标资源需参加现货市场引导投资，保证容量充沛性、回收固定成本物理执行可以同时申报是否在阻塞时削减交易或支付阻塞费用金融输电权交易持有者获得阻塞收益分为债权型和期权型规避现货市场阻塞价格风险日前市场日前出清基于申报负荷允许虚拟申报考虑实际网络约束金融性质市场可靠性机组组合基于负荷预测提出虚拟申报考虑实际网络约束与备用联合出清是日前计划依据日前电能出清日前备用出清实时市场时前辅助服务出清确定调频组合确定备用组合滚动机组组合 超短期负荷预测 快速启停机组开停机 滚动计算实时出清超短期负荷预测每5min计算一次确定辅助服务、实时电能量价日前备用出清旋备市场非旋备市场辅助服务市场实时电能出清电能“双结算”日前中标出力*日前LMP+（实时计量-日前中标出力）*实时LMP辅助结算服务其他品类品种结算成本补偿、考核等结算中标容量输电权分配及拍卖结果交易曲线机组组合备用实时调度实时计划日前LMP机组和可中断负荷出力30MIN备用价格30MIN备用计划辅助服务中标量实时LMP辅助服务价格机组实时计划202023.8 iResearch I2.3美国虚拟电厂市场发展现状电力市场现状：以ERCOT电力市场为代表的零售侧竞争电力市场相较PJM电力市场，ERCOT市场作为一个独立电网，和其他州并没有交流互联。但是其作为早在2002年就开启了零售侧竞争市场。其用户侧自主选择电力供应商比例超过30%，连续8年被评为美国和加拿大最具竞争性的电力零售市场。同时相对PJM市场，其因为没有设立容量市场，上游电源端投建性成本，主要通过发电本身收益，以及相关辅助服务收入回收。当然，相对应的这对该市场的价格有效性就提出了更高的要求。来源：国家电力调度控制中心组，艾瑞咨询研究院整理及绘制。2021年美国ERCOT电力市场发电量结构发电公司输电（TSP）配电（DSP）售电公司/负荷服务商（LSE）用户采购代理授权计划实体(QSE)授权计划实体（QSE）电力市场参与者（Power Marketer）申请/寻求代理申请/寻求代理申请/寻求代理集中竞价、批发结算谈判协商交易寻求代理零售结算申请/寻求代理双边协商交易双边协商交易双边协商交易电力传输交易结算美国ERCOT售电市场及电力交易结构48.6%20.7%18.4%8.3%2.9%0.9%0.2%天然气风电燃煤核电光伏其他水电212023.8 iResearch I2.3美国虚拟电厂市场发展现状虚拟电厂市场现状：需求响应改革政策+商业化配套并行考虑到美国电力市场的独立性和分散性，VPP相关项目的有效实施也具备明显的差异性。当然因为其虚拟电厂的发展路径脱胎于“能源需求侧响应”，所以可以看到其在需求负荷端更加侧重。同时可以看到因为主要聚焦用户侧场景，所以除了配售电公司等公共服务性公司以外，第三方独立的VPP商业公司具备多元化特征，诸如能源/储能相关硬件装备制造商、平台软件服务商、第三方平台聚合商等商业主体。当然，值得一提的是，为了有效提高用户侧影响灵活性和构建分布式集约化的能量市场，储能配套也是商业化的重要环节。来源：中电智库、国网能源院，艾瑞咨询研究院整理及绘制。美国VPP政策推动/商业化路径美国各州推动VPP及相关储能配套项目分布虚拟电厂政策推动/商业化路径1992年1996年2005年法律保障：能源政策法鼓励采用分时电价促进需求响应技术发展法律保障：能源政策法鼓励需求响应投资，并允许需求响应资源参与批发市场激励政策联邦能源管理委员会第888号令解除批发市场与输电服务的绑定，允许需求响应资源参与批发市场竞争2007年激励政策能源独立与安全法要求联邦能源委员会对需求响应潜力做出评估，明确发展障碍，制定政策建议2009年市场化交易政策联邦能源管理委员会第719号令允许需求响应直接参与批发市场竞价2011年市场化交易政策联邦能源管理委员会第755号令允许需求响应作为“替代电源”参与电力供需平衡2016年虚拟电厂项目纽约州Con Edison公司启动CEVPP项目2017年虚拟电厂项目佛蒙特州、纽约州、德克萨斯州以及加利福尼亚州的公共实事业公司开展VPP计划俄勒冈州：连接525个用户，结合储能推进VPP加州：有3个项目试点，共25MW的建设计划内化达州：提供500万美元奖励，鼓励住宅安装光伏存储华盛顿州：集成储能威斯康辛州：社区集成分布式发电和储能科罗拉多州：集成 Xcel能源的500住宅用户亚利桑那州：计划连接900个用户，提供最高2500美元安装补贴，按3600美元/套奖励1000套储能阿拉巴马州+乔治亚州：Power Create 智能试点新罕布什尔州：符合响应降低系统峰值马萨诸塞州+康涅狄格州：计划补贴每千瓦225美元，总共提供31MW调节能力佛罗里达州：提供高达4000美元/套住宅储能补贴10,0009,0002,0004,0005003,0001,000分时电价管理（美元）电网服务（美元）需量电费管理（美元）光伏自发自用（美元）总收益（美元）净收益（美元）总成本（美元）美国在“虚拟电厂场景下”用户侧储能收益22中国虚拟电厂行业发展研究Development status03232023.8 iResearch I3.1中国虚拟电厂政策驱动促进性、监管性政策并举，制度建设向市场化方向渐进改革从长期来看（5年以上的周期下），国内的电力市场改革一直处在推进中。从结构上来看，其实整体市场的资源分布结构亦持续保持“纺锤体”结构。在短周期场景下（3年周期），电源侧和负荷侧的政策推动，以及相关主体市场（电力交易市场）的构建目前明显处于加速周期下，对应至虚拟电厂市场，刚处于有长期制度基础，短期市场基础正在形成的商业化初期。来源：公开资料，艾瑞咨询研究院整理及绘制。2020-2023年新能源及监管政策梳理政策发布日期政策名称/文号发布机关政策方向2020/1/20关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见财政部、国家发展改革委、国家能源局新能源2020/1/21可再生能源电价附加资金管理办法/财建(2020)5号财政部、国家发展改革委、国家能源局新能源2020/3/21关于2020年光伏发电上网电价政策有关事项的通知国家发展改革委新能源2020/4/9关于做好可再生能源发展十四五规划编制工作有关事项的通知国家能源局新能源2020/4/29关于印发2020年能源监管重点任务清单的通知国家能源局监管2020/5/18关于印发各省级行政区域2020年可再生能源电力消纳责任权重的通知国家发展改革委、国家能源局新能源2020/6/5关于印发2020年能源工作指导意见的通知国家能源局监管2020/7/14关于开展跨省跨区电力交易与市场秩序专项监管工作的通知国家能源局监管2020/8/21关于开展第五批增量配电业务改革试点的通知国家发展改革委、国家能源局增量配电2020/9/29关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见财政部、发展改革委、国家能源局新能源2020/11/6关于印发电力现货市场信息披露办法（暂行）的通知国家能源局电价 电力 市场2020/11/18关于加快推进可再生能源发电补贴项目清单审核有关工作的通知财政部新能源2021/3/17关于印发清洁能源消纳的情况综合监管工作方案的通知国家能源局新能源2021/5/21关于2021年可再生能源电力消纳责任权重及有关事项的通知国家发展改革委、国家能源局新能源2021/6/7关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知国家发展改革委新能源、电价2021/7/29关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知国家发展改革委、国家能源局新能源2022/1/29关于印发“十四五”现代能源体系规划的通知国家发展改革委、国家能源局其他2022/1/30关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见国家发展改革委、国家能源局新能源2022/2/23关于印发“十四五”新型储能发展实施方案的通知国家发展改革委、国家能源局新能源2022/4/16电力可靠性管理办法（暂行）国家发展改革委其他政策发布日期政策名称/文号发布机关政策方向2020/1/19省级/区域电网输电价格定价办法国家发展改革委电价2020/2/18关于推进电力交易机构独立规范运行的实施意见/发改体改(2020)234号国家发展改革委、国家能源局电力交易机构2020/3/26关于做好电力现货市场试点连续试结算相关工作的通知/发改办 能源规(2020)245号国家发展改革委、国家能源局电力市场2020/7/1电力中长期交易基本规则/发改能源规(2020)889号国家发展改革委、国家能源局电力市场2020/9/28关于核定2020-2022年区域电网输电价格的通知/发改价格规(2020)1441号国家发展改革委电价2020/9/282020-2022年省级电网输配电价的通知国家发展改革委电价 电力 市场,2020/11/25关于做好2021年电力中长期合同签订工作的通知国家发展改革委、国家能源局电力市场2020/12/30关于进一步完善电力调度交易与市场秩序厂网联席会议制度的通知国家能源局电力市场2021/4/30关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见国家发展改革委电价2021/7/126关于进一步完善分时电价机制的通知国家发展改革委电价2021/10/11关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知国家发展改革委电力市场2021/10/23关于组织开展电网企业代理购电工作有关事项的通知国家发展改革委电力市场2021/11关于印发售电公司管理办法的通知国家发展改革委、国家能源局电力市场2021/12/21关于印发电力辅助服务管理办法的通知国家能源局电力市场2021/12/21关于印发电力井网运行管理规定的通知国家能源局电力市场2021/12/21关于印发要素市场化配置综合改革试点总体方案的通知国务院电力市场2022/1/18关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见国家发展改革委、国家能源局电力市场2022/2/21关于加快推进电力现货市场建设工作的通知国家发展改革委、国家能源局电力市场2022/2/24关于进一步完善煤炭市场价格形成机制的通知国家发展改革委电价2022/3/15关于加快建设全国统一大市场的意见中共中央 国务院电力市场2020-2023年电价及电力市场政策梳理242023.8 iResearch I3.2中国虚拟电厂市场驱动电力交易市场建设是市场驱动主线，辅助服务市场处于拐点性节点回顾整个中国电力交易市场的变化，围绕着电力交易主体以及区域性交易试点，所展开的市场改革，基本原则是从国情出发，适配区域特征，同时结合海外市场先进经验，进行试错式渐进性改革。对应的辅助服务市场的发展，也逐渐随着交易市场完善，从基本的交易公平问题，转入更深层次的服务性匹配问题，当然当前时点，围绕着“源荷网储一体化”、“多能互补协调”这些新式能源系统形态，展开兼顾经济效益和社会效益的模式探索，将成为上下协同的核心方向。来源：公开资料，艾瑞咨询研究院整理及绘制。中国电力现货市场及辅助服务市场建设路径20世纪80年代1、在80年代之前，以垂直一体化的计划管理体制为主2、80年代-21世纪初，集资办电、政企分离、公司化改革20世纪90年代1、电力投融资体制改革，一批独立发电企业，开始加入市场竞争2、1995年，浙江省等在省电力局的发电厂资源内，实行模拟电力市场运营3、1998年，在上海、浙江、山东、辽宁、吉林和黑龙江6地进行“竞价上网”试点工作2000-2010年1、关于印发电力体制改革方案的通知，开始实施“厂网分离”、“竞价上网”、“打破垄断”、“引入竞争”等电力体制改革2、2003年基于国家电监会的区域电力市场建设性文件，分头推动东北、华东和南方区域电力市场。（后续均暂停运营）2015年-2021年1、2015年，基于关于推进电力市场建设的实施意见，重启电力市场建设2、2017年，跨区域省间富余可再生能源电力现货交易市场开始投入运行3、2017年-2021年，开始全国范围逐次分批试点电力现货市场建设，在保证了试运行期间的“电网运行安全”、“清洁能源消纳”的基础上，进一步扩大市场范围、主体类型，完善市场交易机制2022年-至今在稳妥推进电力现货市场建设，支持具备条件的试点持续运行的同时，推动各类优先发电主体、用户侧共同参与电力现货市场交易在对电厂进行结算时，辅助服务与发电量捆绑在一起进行结算，没有单独的辅助服务补偿机制全电价统一补偿阶段2014年以前，以并网发电厂考核为基础，实现“惩补奖”的基本平衡2015年以后，试点基于“调峰”、“调频”、“备用”等方向的市场化辅助服务探索交叉补偿-市场化交易阶段在基本建立多辅助服务市场的基础上，推动源荷网储一体化健身和多能互补协调运营完善辅助服务阶段辅助市场建设电力现货市场建设252023.8 iResearch I3.3中国虚拟电厂模式及框架虚拟电厂需具备：分布能源集合、能源网络管理、源荷供需优化能力从目前国内的虚拟电厂发展现状来看，因为电力交易市场仍在区域试点阶段，该技术所对应的商业化市场仍不成熟。所以目前，在资源整合角度，主要以分布式发电、微电网等为电源端整合基础。在辅助服务端，主要以电源端（分布式）的发电预测、发电计划为主。当然从长期来看，虚拟电厂在具备了，分布能源集合、电力能源网络管理、源荷供需优化的基础上，以云中心形式，贯穿”电源端”、“电网输配端”、“负荷端”。来源：公开资料，艾瑞咨询研究院整理及绘制。火力发电机组核能发电机组柴油发电机组燃气发电机组.水力储能光电储能风电储能复合储能.水力发电机组光伏发电机组风力发电机组.电源端电网端负荷端工商业负荷居民负荷新能源车用户侧分布式发电/储能虚拟电厂控制中心基础技术层大数据技术1.数据清洗2.数据存储3.数据挖掘态势感知技术1.态势觉察2.态势理解云计算1.算力优化2.资源监控/调度3.任务管理区块链技术1.辅助服务计量2.辅助服务交易物联网技术1.物理网络安全2.智能终端交互电网侧储能输电系统平衡市场市场微电网柔性负荷可控机组非可控机组电源侧储能电力交易市场现货交易市场期货交易市场泛能源互联网架构下的虚拟电厂结构电能流信息流262023.8 iResearch I3.3中国虚拟电厂模式及框架基于投资周期和产业分布特征，虚拟电厂的类型可分为供给/需求两端从核心差异上来看，供给侧虚拟电厂具备独立发电