（报告出品方/作者：华西证券，刘泽晶）
技术角度看虚拟电厂
虚拟电厂定义：核心是聚合和协调控制
虚拟电厂的定义：虚拟电厂是一种物联网技术，将不同空间的可调节负荷、储能侧和电源侧等资源聚合起来，实现自主协调优化控制，聚合 参与电力系统运行和电力市场交易。 虚拟电厂的核心功能是调节分布式电源、储能和可控负荷。 1）调节分布式电源：分布式电源规模小、分布广、种类多，虚拟电厂通过储能把分布式电源组织起来，平抑出力波动并进行统一调控。 2）调节柔性负荷、储能、电动汽车等：比如在冬夏两季用电高峰期，虚拟电厂控制系统通过AI和远程控制，在不影响人体舒适度的情况下， 调节空气温度；在不影响楼宇安全的情况下，调节电梯运行方式；调节楼宇中的储能设备；将周边楼宇充电桩的充电模式由快充变成慢充等。
虚拟电厂发展背景：用电尖峰负荷持续提升
电能在能源消费中所占的比例不断增大，将由2020年的26%提升至2060年的70%。 电能替代是实现碳中和的主要手段之一， 2022年3月，国家发改委等十部门联合发布《关于进一步推进电能替代的指导意见》，明确提出到 2025年，电能占终端能源消费的比重达到30%左右。根据全球能源互联网发展合作组织，预计到2060年电力占终端能源消费比重将提升至 70%。 全社会用电量持续提升，用电尖峰负荷水涨船高。 2021年，全社会用电量达到8.3万亿度，同比增长11%；全国主要电网最高用电负荷合计达到11.9亿千瓦，随之同比增长11%。
虚拟电厂：挖掘负荷调节能力，兼具灵活性与经济性
需求侧：尖峰负荷规模持续增加，但单次持续时间短、出现频次低、累计持续时间短，每年95%以上峰值负荷不超过50小时。 供给侧：若一味通过扩建电厂来满足尖峰时段的用电需求，便会在用电低谷期产生巨大浪费，新型电力系统亟需挖掘负荷侧调节能力来应对 发、用电实时平衡；虚拟电厂聚沙成塔的技术逐渐成熟。 虚拟电厂能够调动负荷侧资源，兼具灵活性与经济性。 经济性：据国家电网测算，若通过建设煤电机组满足其经营区5%的峰值负荷需求，需要电厂及配套电网投资约4000亿元；若建设虚拟电厂， 建设、运维和激励的资金规模仅为400-570亿元，成本仅为1/7至1/10。
产业链条梳理：上游为分布式资源，下游为电网及其他电力需求方
按功能不同，虚拟电厂可划分为技术型虚拟电厂和商业型虚拟电厂。从商业型虚拟电厂的产业链来看： 虚拟电厂的上游为分布式电源、储能资源和可控负荷，中游是通信、信息化技术、智能化设备等IT资源提供商以及资源聚合商（即虚拟电厂 运营方），下游是电网公司及参与电力市场的其他售电公司、用户等。 虚拟电厂的基本商业模式为：资源聚合商通过电力交易市场或辅助服务获得收益，再与上游的分布式资源所有者进行收益分成。
发展趋势1：聚合资源从负荷侧向储能、分布式光伏等推进
储能将作为虚拟电厂中重要的灵活性资源。 用户负荷存在自身负荷特性及其可调节性方面的限制，单独的虚拟电厂运营主体在电 力直接交易及辅助服务市场中容易出现偏差，可能直接导致经济损失；而储能作为重 要的灵活性资源，是应对这种偏差的必要手段。 另外储能能帮助虚拟电厂更好的参与峰谷电价差套利等，增强虚拟电厂的盈利能力。
发展趋势2：以点到面，参与大电网互动
我国虚拟电厂目前总体处于试点示范阶段。目前开展虚拟电厂试点最具特色的省份包括上海、冀北、广东、山东等。上海主要以聚合商业楼 宇空调资源为主开展虚拟电厂试点，冀北主要参与华北辅助服务市场为主，广东主要以点对点的项目测试为主，山东试点项目目标是开展现 货、备用和辅助服务市场三个品种交易、完成现货和需求响应两个机制衔接及建设一个虚拟电厂运营平台。 省级层面需要建立统一的虚拟电厂平台，将分散的不同市场主体接入到统一虚拟电厂运营管理平台上，实现与大电网的互动控制。 虚拟电厂运营平台将是一个长期演进迭代的过程，跟随虚拟电厂业态的不断成熟从运营平台到综合业务支撑平台再到能源互联网方向发展。
案例：“粤能投”虚拟电厂运营平台
“粤能投”虚拟电厂管理平台是南方电网首个基于市场交易规则设计的虚拟电厂。 “粤能投”虚拟电厂管理平台按照广东电力市场规则要求，创建完整商业模式，以省、地、区、站点的分层模式打造“网格式”服务，提供 日前邀约、日内可中断、实时直控三类产品，依据客户类型打造直控与非直控响应能力，确保做到“可观、可测、可调、可控”。 目前已签约近800个电力用户，覆盖储能、工商业负荷、充电桩、智慧用电设施等各类柔性负荷资源，注册响应容量接近4GW，负荷聚合商 及大用户均可加入平台。下一阶段，平台将大力推进光伏等资源接入，预计2022年底聚合可紧急灵活调配柔性负荷资源1.18GW，全力支撑 广东电网构建不低于最高负荷3%—5%的总体响应规模目标。平台预计将持续孵化虚拟电厂相关产品，并推动在南方电网五省复用。
虚拟电厂核心竞争力体现在技术与资源
客户资源：虚拟电厂本质是化零为整，聚沙成塔；拉足够多客户做聚合，聚合的灵活性资源越多，调节能力就越强；同时客户资源意味着数 据，意味着能锁定优质客户并开展精准营销，形成一定的先发优势。 技术层面：虚拟电厂的主要技术包括计量技术、通信技术、智能调度决策技术、信息安全防护技术等。目前大部分虚拟电厂试点实现了初步 的用户用能监测，鲜有项目实现虚拟电厂的优化调度及对分布式能源的闭环控制。
02 商业角度看虚拟电厂
虚拟电厂业务场景
虚拟电厂的主要业务场景包含辅助服务、需求响应、市场化交易、能效管理。 在现阶段，虚拟电厂更多的是通过调度灵活性资源提供需求响应及辅助服务。随着电力市场机制的逐步完善以及售电市场的建设，以虚拟电厂 为核心的售电公司将逐步参与电力市场化交易。 需求响应&辅助服务：通过价格补偿机制引导参与市场，获取补贴收益。补偿来源方面，根据2021年新版《电力辅助服务管理办法》，辅助服 务费用按照“谁受益、谁承担”的原则；用户可结合自身负荷特性，承担必要的辅助服务费用或按照贡献获得经济补偿。对于不具备提供调节 能力或调节能力不足的电力用户、聚合商、虚拟电厂应参与分摊电力辅助服务费用，或通过购买电力辅助服务承担电力辅助服务责任。 市场化交易：虚拟电厂可以通过虚拟电厂管理平台参与市场化交易，获得代理服务费或收益分成，也可针对内部负荷开展电量销售、结算等。 能效管理：阶梯电价下，虚拟电厂作为一个聚合整体可以通过进行内部优化调度为签约的高耗能用户节省电费，拿取分成。
虚拟电厂规模空间测算
我们从①投资建设和②运营两个方面考虑虚拟电厂的市场空间。 ① 投资建设角度： （1）最大负荷：根据中电联预测，到2025年，全国全社会用电量为9.5万亿千瓦时，最大负荷为16.3亿千瓦；（2）可调负荷需求：按照到2025年在全国构建最大负荷约5%的可调节负荷资源库，则2025年全国可调负荷资源库容量约为8150万千瓦； （3）投资成本：根据《虚拟电厂运营管理平台建设方案》的调研结果，发电能力为10MW的商业楼宇型虚拟电厂的投资成本约为420万；根 据国家电网测算（2020年），若通过建设虚拟电厂满足其经营区5%的峰值负荷需求，建设、运维和激励的资金规模约为400-570亿元，则倒 推得到每kW可调负荷的建设运维资金规模约为800元。（4）根据我们的估算，到2025年，虚拟电厂的投资建设市场规模将超过300亿元，平均每年投资建设规模达到105~200亿元。
我们从①投资建设和②运营两个方面考虑虚拟电厂的市场空间。 ② 运营角度： 我们认为虚拟电厂的核心是解决95%以上峰值负荷的问题，则核心是计算全社会5%最大负荷的价值。 （1）可调负荷规模：我们假设到2025年能在全国构建最大负荷约5%的可调节负荷资源库，可以解决95%以上峰值负荷的调节问题。 （2）虚拟电厂平抑的用电量：我们假设到2025年，95%以上峰值负荷约为50小时，且到2025年最大负荷为16.3亿千瓦（中电联预测）， 则虚拟电厂可平抑的用电量将超过：95%*16.3亿*50=774.25亿kWh； （3）虚拟电厂平抑负荷的价值：我们预计，到2025年，尖峰负荷的平均电价约为2.5元/kWh（根据各省需求响应补贴政策估算）； （4）若假设虚拟电厂与可调负荷对其平抑的用电负荷价值按1:1进行收益分成，则根据我们的估算，预计2025年虚拟电厂的运营市场规模 将达到968亿元。（5）进一步，由于2030年新能源发电量占比将进一步提 升到48%（中电联预测），发电端不稳定性进一步提升， 我们预计可调负荷需求升至8%，虚拟电厂参与平抑的用 电峰值负荷时长进一步提升。 另外，由于全国统一电力市场的基本建成，市场化电价机 制进一步放开，尖峰负荷的平均电价达到度电3.5元。 则根据我们的估算，预计2030年虚拟电厂的运营市场规 模将超过4500亿元。
03 投资分析
1）东方电子：电力IT小巨人，业务全面对标国电南瑞。虚拟电厂方面，公司的核心竞争力在于【调度】。公司在调度领域国网份额第二，仅 次于南瑞，南网份额与南瑞并驾齐驱；我们看好公司核心调度能力在虚拟电厂场景中的复用。公司已经有多个虚拟电厂的项目实施案例，其中 “粤能投”虚拟电厂管理项目是南网首个基于市场交易规则设计的虚拟电厂，我们判断下一阶段将在南方电网的五省进行复用。
2）国能日新：发电功率预测龙头，电力交易市场有望拉动公司第二成长曲线。虚拟电厂方面，公司的核心竞争力在于【预测】。公司自2020 起开展虚拟电厂业务，虚拟电厂亦离不开对分布式光伏等资源的精准预测能力；同时，结合发电功率预测产品及电力交易策略产品，公司能形 成发电侧与负荷侧数据的打通与良性互动，为相关业务运营主体提升经济效益等。
3）朗新科技：用户侧能源数字化领先龙头+能源互联网唯一平台企业。虚拟电厂方面，公司的核心竞争力在于【聚合】。公司深耕用户侧20 年，运营“生活缴费”、“充电桩” 等场景，并发展电力大数据平台；“聚合充电桩”包括“新耀光伏云”业务让公司成为天然的聚合商。 公司具备相关储备能力，目前正积极考虑和规划虚拟电厂、需求响应等电力辅助服务方面的业务发展。
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