工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施应用模式和工业生态在包括新能源行业在内的众多行业的信息化智能化转型升级的进程中扮演者不可或缺的角色虚拟电厂即是依托新能源技术与工业互联网技术提升电网智能调度与消纳能力的典型案例年夏季全球多地连续出现高温天气各国电网用电负荷陡增如何通过工业互联网技术实现用户侧资源与电网供需互动缓解电网负荷压力成为了社会各界热议的问题在全球推动绿色能源转型的大背景下发展虚拟电厂对于促进电网供需平衡实现分布式能源低成本并网推动新能源充分消纳保障电力系统安全运行等具有重要意义本报告以七问七答的形式致力于回答以下七个关于虚拟电厂的核心问题1我们如何定义虚拟电厂2虚拟电厂的兴起回应了新能源行业的什么痛点3虚拟电厂在各国如何落地4我们如何梳理虚拟电厂的产业链5我们如何测算虚拟电厂的盈利能力6虚拟电厂的市场空间有多大7虚拟电厂的核心标的有哪些

1我们怎么定义虚拟电厂

I虚拟电厂VPPVirtualPowerPlant是一种新型电源管理系统通过信息技术和软件系统将多种分布式资源聚合起来参与电力系统运行与电力市场交易虚拟电厂不是一个真实的物理电厂但通过聚合海量分布式资源它可以对外表现为一个可控电源起到提供电能调峰调频等电厂所具有的作用

II根据虚拟电厂对外特征我们可将虚拟电厂分为电源型虚拟电厂负荷型虚拟电厂储能型虚拟电厂混合型虚拟电厂等类型其中电源型虚拟电厂具有能量出售的能力可参与能量市场并视实际情况参与辅助服务市场负荷型虚拟电厂具有功率调节能力可参与辅助服务市场但出售能量的能力不足储能型虚拟电厂既可参与辅助服务市场也可以在部分时段放电以出售电能混合型虚拟电厂全能型虚拟电厂是同时具有多类虚拟电厂的特征的全能型角色

III虚拟电厂的核心竞争力在于技术和资源的运用本质是通过协调控制技术智能计量技术和信息通信技术将各类分布式发电设备与储能设施结合对电力负荷进行协调和控制虚拟电厂所聚合的资源越多调节能力越强核心竞争力也就越强

2虚拟电厂的兴起回应了新能源行业的什么痛点

I供给侧光伏风电等新能源装机量迅速提高但受地理位置和自然条件的影响各省份装机量差异较大这要求电力系统实现分布式能源的聚合并且新能源具有随机性间歇性和波动性的特点若直接规模化并网将对电力系统的安全性与稳定性造成巨大冲击这要求电力系统提升其灵活调节能力而虚拟电厂能够聚合分布式资源提升调节能力从而回应能源供给侧结构性变化的需求

II需求侧近年来我国全社会用电总量与最高负荷屡创新高且第三产业和居民用电占比持续提升其需求模式的时段性特征进一步拉大了电力需求的峰谷差特别是新能源汽车销量激增其不均匀的充电时间分布给电网负荷带来极大负担相较于单纯增加电源虚拟电厂能够更灵活更经济地实现削峰填谷以满足新形势下的能源需求

3虚拟电厂在各国如何落地

I德国虚拟电厂已实现商业化其主要业务是优化100kW以上中型可再生能源电厂在日前市场的售电代表案例有NextKraftwerke等

II美国较早开展需求侧管理需求响应DRDemandResponse项目最多种类最齐全美国虚拟电厂通过控制电力价格电力政策的动态变化降低用电负荷或获取电力用户手中的储能来保证电网系统稳定性代表案例有Tesla虚拟电厂智能平台Autobidder等

III中国虚拟电厂总体处于试点示范阶段仍在探索商业模式更多通过价格补偿或政策引导来参与市场代表案例有国网冀北泛在电力物联网虚拟电厂示范工程广东深圳自动化虚拟电厂等

4我们如何梳理虚拟电厂的产业链

I虚拟电厂的上游为由可控负荷分布式能源与储能构成的基础资源中游为提供虚拟电厂运营服务与技术支持的系统平台下游为由电网公司售电公司大用户构成的电力需求方

5我们如何测算虚拟电厂的盈利能力

I电价机制改革峰谷电价差越大用户购买辅助服务和需求侧响应的激励也就越大电价平均水平越高用户购买能效优化服务虚拟电厂进行现货交易的收益也就越大因此电价机制改革进程是虚拟电厂盈利能力的重要影响因素我们预计随着新型电力系统的加快构建电价机制改革将不断深化推动电力回归商品本质并持续拉大电价峰谷价差推高电价平均水平

II电力市场建设电力现货交易与中长期交易互为补充其中现货市场具有重要的价格发现功能中长期市场的店里价格往往根据现货市场价格而定对基础资源的聚合能力是决定虚拟电厂竞争力的重要因素而统一的电力市场将为虚拟电厂提升跨空间资源聚合的能力打开空间奠定虚拟电厂商业模式向跨空间自主调度型阶段发展的基础我们预计随着全国统一电力市场和电力现货市场的建设在未来进一步推进电力市场交易总量与市场主体的数量将进一步增加对电力系统综合调节能力的要求将随之提升从而带动对虚拟电厂辅助服务的需求

III商业模式顶层设计是虚拟电厂盈利能力的重要影响因素我国虚拟电厂多数试点项目涉及的业务场景较为有限并且省级层面缺乏统一的虚拟电厂平台因此我们认为虚拟电厂盈利能力的提升需要国家层面和更多省级层面的专项政策的出台以及顶层设计提供统一的省级市级区域及虚拟电厂平台开辟应用模式拓展的新空间我们预计随着国家层面顶层设计的完善与统一的虚拟电厂平台的建设虚拟电厂涉及的业务场景与盈利方式将进一步多样化发展

6虚拟电厂的市场空间有多大

I投资市场规模根据全球能源互联网发展合作组织的预测年年最大负荷则将分别达到157182亿千瓦我们根据国家电网的数据测算得到虚拟电厂可调负荷资源库的投资成本约为914元千瓦由此预计年年虚拟电厂投资规模将分别达到718998亿元

II运营市场规模我们认为虚拟电厂的核心服务为平抑峰值负荷因此通过测算虚拟电厂用可调负荷资源库解决峰值负荷调节问题所带来的平抑负荷的价值作为虚拟电厂运营市场规模的估计我们预计年年虚拟电厂的运营市场规模将分别达到93219亿元128310亿元

7虚拟电厂的核心标的有哪些

I国能日新朗新科技恒实科技国电南瑞国网信通远光软件南网科技东方电子万胜智能南网能源等

风险提示双碳政策推进不及预期的风险虚拟电厂相关技术发展不及预期的风险电价机制改革推进不及预期的风险电力市场发展不及预期的风险行业规模测算偏差的风险研报使用的信息数据更新不及时的风险等

本文源自金融界