虚拟电厂：建设步入快车道.pdf

2023年第16期行业 公司|行业研究IndustryCompany虚拟电厂：建设步入快车道兴业证券蒋佳霖虚拟电厂（VirtualPowerPlant，简称 VPP）是 一 种 将 不 同 空 间 的 可调 负 荷、储 能、微 电 网、充 电 桩、分布式电源等可控资源聚合起来的 智 慧 能 源 系 统，即 将 各 类 分 散可 调 电 源 和 负 荷 汇 聚 起 来，通 过数 字 化 的 手 段 形 成 一 个 虚 拟 的“电厂”来做统一的管理和调度。虚 拟 电 厂 不 仅 可 以 对 收 集 的电 力 数 据 进 行 分 析，做 到 需 求 侧的 精 准 响 应 及 管 理，也 同 时 作 为主 体 参 与 电 力 市 场 交 易，优 化 资源 利 用，提 升 用 电 稳 定 与 安 全。虚拟电厂是电网智能化建设的关键，迎发展新机遇。当前电网面临两方面压力：1）新 能 源 供 电 占 比 增 加 为 电网的稳定性和安全性带来挑战；2）季 节 性、气 候 变 化 带 来 供需 匹 配 压 力，2023 年 夏 季 的 厄 尔尼诺现象或将影响夏季温度波动加剧。虚拟电厂作为聚合可调负荷 进 行 调 配 的 集 控 台，可 以 有 效缓解新能源的大波动与尖峰负荷时 供 给 不 足 问 题，是 新 型 电 力 系统发展必不可少的环节。根据国家电网测算，虚拟电厂的 单 位 建 设 成 本 仅 为 储 能 的 1/8-1/7，经济效益突出。我们测算，单纯的需求侧响应虚拟电厂补贴规模 约 在 40-50 亿 元/年，长 期 虚 拟电厂运营市场空间在 2025 年有望超过 800 亿元。虚拟电厂兼具“源-荷”特性，既可作为“正电厂”向系统供电调峰，又 可 作 为“负 电 厂”加 大 负 荷消纳、配合系统填谷，为解决极端天 气、新 能 源 电 力 和 大 规 模 分 布式电源接入给电网带来的波动性难题提供了新的路径和方案。从经 济 性 来 看，根 据 国 家 电 网 的 测算，如 果 通 过 火 电 厂 实 现 电 力 系统的削峰填谷，满足 5%的峰值负荷 需 要 投 资 4000 亿 元，而 通 过 虚拟 电 厂 实 现 这 一 目 标 仅 需 投 资500 亿600 亿元，即火电厂成本的1/81/7。海外项目成熟国内建设加速海外虚拟电厂项目较为成熟，资料来源：国家能源局，兴业证券经济与金融研究院整理图：2012年至2023年1-4月全国累计发电装机容量（万千瓦）522023年第16期行业研究|行业 公司IndustryCompany我国建设步入快车道。从海外来看，已 有 多 个 成 熟 虚 拟 电 厂 项 目（德 国 NextKraftwerke 等）为 我 国 虚拟电厂发展提供案例参考。自 2001 年 起，欧 洲 各 国 就 开始开展以集成中小型分布式发电单 元 为 主 的 虚 拟 发 电 厂 研 究 项目。海外各国虚拟电厂的成熟为我国提供了借鉴案例。1）源 网 荷 储 一 体 化 虚 拟 电厂：日 本 虚 拟 电 厂 以 聚 合 用 户 侧储 能 和 分 布 式 电 源 为 主；欧 洲 以聚 合 分 布 式 电 源 为 主，偏 重 发 电侧；2）负 荷 型 虚 拟 电 厂：美 国 虚拟电厂则以负荷型的灵活性资源为主，偏重需求侧响应，聚焦负荷端资源统一调配。美国许多州都在 尝 试 家 庭 虚 拟 电 厂；澳 大 利 亚以聚合用户侧储能为主。在 日 本，虚 拟 电 厂 重 点 集 中在 居 民 住 宅、办 公 大 楼、工 厂、商业 设 施、学 校、医 院 等 公 用 事 业部 门 以 及 电 动 汽 车 等 七 大 领 域，“光 伏+储 能”为 主 要 形 式。目前，日 本 正 在 开 展 典 型 的 跨 空 间自 主 调 度 型 虚 拟 电 厂 试 验 项 目。据 日 本 信 息 产 业 省 推 算，到 2030年日本虚拟电厂可利用的分布式电 源 装 机 容 量 将 达 到 3770 万 千瓦，VPP/DR 投 资 总 和 预 计 将 达 到730 亿日元。我 国 虚 拟 电 厂 处 于 发 展 初期，以邀约型为主，短期内赚取电网补贴可以有效推动虚拟电厂建设，但 长 期 应 以 与 电 力 交 易 市 场相结合的模式为主。在市场型阶段，虚 拟 电 厂 可 以 更 灵 活 地 参 与电 力 市 场 运 营，并 根 据 价 格 信 号和系统需求进行实时交互。虚拟电厂参与电力市场的流程包括虚拟电厂聚合、参与市场报价、市场出清、下达市场指令、虚拟电厂跟随、参与市场结算等环节。从 国 内 来 看，虚 拟 电 厂 处 于发 展 初 级 阶 段，政 策 逐 步 完 善，发 展 基 础 持 续 夯 实，产 业 落 地 持续 提 速。2023 年 2 月，虚 拟 电 厂管 理 规 范和虚 拟 电 厂 资 源 配置 与 评 估 技 术 规 范这 两 项 国 家标 准 获 得 立 项 批 准；2023 年 6 月，深 圳 虚 拟 电 厂 管 理 平 台 2.0 上 线试 运 行；2023 年 7 月，中 央 全 面 深化 改 革 委 员 会 第 二 次 会 议，审 议通 过 了关 于 深 化 电 力 体 制 改 革加快构建新型电力系统的指导意见。我 国 虚 拟 电 厂 落 地 进 程 不断加速。关注投资运营方面的机会关 注 我 国 虚 拟 电 厂 前 期 建 设与 运 营 带 来 的 投 资 机 会。目 前，我 国 虚 拟 电 厂 建 设 正 快 速 追 赶，电网的配套建设和需求响应试点逐步推开。短 期 来 看，在 电 价 的 波 动 加大 与 新 能 源 发 电 占 比 提 升 背 景下，电 网 对 于 负 荷 侧 控 制 能 力 的要 求 日 益 增 加，负 荷 侧 的 微 电 网建设与电网侧的负荷管理平台建设将是产业发展和投资的重要方向。长 期 来 看，电 力 交 易 与 虚 拟电厂的运营蕴含了巨大的市场机遇，其 中 最 核 心 的 能 力 是 功 率 预测与负荷侧管理/预测。我 国 虚 拟 电 厂 建 设 目 前 处 于早 期 阶 段，电 网 的 配 套 建 设 已 经需求响应的试点逐步推开。短期来 看，随 着 电 价 的 波 动 加 大 与 新能 源 发 电 占 比 提 升 背 景 下，对 于负 荷 侧 控 制 能 力 要 求 的 提 升，负荷侧的微电网建设与电网侧的负荷管理平台建设将是产业发展和投 资 的 重 要 方 向。长 期 来 看，电力交易与虚拟电厂的运营蕴含了巨 大 的 市 场 空 间，这 其 中 最 核 心的 能 力 是 功 率 预 测 与 负 荷 侧 管理/预测。建议关注：1）负荷管理平台：东方电子、朗 新 科 技、国 网 信 通、南 网 科 技、清大科越；2）微电网建设：安科瑞、金智科技；3）虚 拟 电 厂运营：恒实科技、朗新科技、东方电子、国能日新。53