中國儲能網(wǎng)訊：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟深度融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用模式和工業(yè)生態(tài)，在包括新能源行業(yè)在內(nèi)的眾多行業(yè)的信息化、智能化轉(zhuǎn)型升級的進程中扮演者不可或缺的角色。虛擬電廠即是依托新能源技術(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提升電網(wǎng)智能調(diào)度與消納能力的典型案例。2022年夏季，全球多地連續(xù)出現(xiàn)高溫天氣，各國電網(wǎng)用電負荷陡增。如何通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)用戶側(cè)資源與電網(wǎng)供需互動、緩解電網(wǎng)負荷壓力，成為了社會各界熱議的問題。在全球推動綠色能源轉(zhuǎn)型的大背景下，發(fā)展虛擬電廠對于促進電網(wǎng)供需平衡、實現(xiàn)分布式能源低成本并網(wǎng)、推動新能源充分消納、保障電力系統(tǒng)安全運行等具有重要意義。本報告以“七問七答”的形式，致力于回答以下七個關(guān)于虛擬電廠的核心問題：1）我們?nèi)绾味x虛擬電廠？2）虛擬電廠的興起回應(yīng)了新能源行業(yè)的什么痛點？3）虛擬電廠在各國如何落地？4）我們?nèi)绾问崂硖摂M電廠的產(chǎn)業(yè)鏈？5）我們?nèi)绾螠y算虛擬電廠的盈利能力？6）虛擬電廠的市場空間有多大？7）虛擬電廠的核心標的有哪些？
1. 我們怎么定義虛擬電廠？
I. 虛擬電廠（VPP， Virtual Power Plant）是一種新型電源管理系統(tǒng)，通過信息技術(shù)和軟件系統(tǒng)，將多種分布式資源聚合起來，參與電力系統(tǒng)運行與電力市場交易。虛擬電廠不是一個真實的物理電廠，但通過聚合海量分布式資源，它可以對外表現(xiàn)為一個可控電源，起到提供電能、調(diào)峰調(diào)頻等電廠所具有的作用
II. 根據(jù)虛擬電廠對外特征，我們可將虛擬電廠分為電源型虛擬電廠、負荷型虛擬電廠、儲能型虛擬電廠、混合型虛擬電廠等類型。其中電源型虛擬電廠具有能量出售的能力，可參與能量市場，并視實際情況參與輔助服務(wù)市場；負荷型虛擬電廠具有功率調(diào)節(jié)能力，可參與輔助服務(wù)市場，但出售能量的能力不足；儲能型虛擬電廠既可參與輔助服務(wù)市場，也可以在部分時段放電以出售電能；混合型虛擬電廠：全能型虛擬電廠是同時具有多類虛擬電廠的特征的全能型角色
III. 虛擬電廠的核心競爭力在于技術(shù)和資源的運用，本質(zhì)是通過協(xié)調(diào)控制技術(shù)、智能計量技術(shù)和信息通信技術(shù)將各類分布式發(fā)電設(shè)備與儲能設(shè)施結(jié)合，對電力負荷進行協(xié)調(diào)和控制。虛擬電廠所聚合的資源越多，調(diào)節(jié)能力越強，核心競爭力也就越強
2. 虛擬電廠的興起回應(yīng)了新能源行業(yè)的什么痛點？
I. 供給側(cè)：光伏、風(fēng)電等新能源裝機量迅速提高，但受地理位置和自然條件的影響，各省份裝機量差異較大，這要求電力系統(tǒng)實現(xiàn)分布式能源的聚合；并且新能源具有隨機性、間歇性和波動性的特點，若直接規(guī)模化并網(wǎng)，將對電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性造成巨大沖擊，這要求電力系統(tǒng)提升其靈活調(diào)節(jié)能力。而虛擬電廠能夠聚合分布式資源、提升調(diào)節(jié)能力，從而回應(yīng)能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性變化的需求
II. 需求側(cè)：近年來我國全社會用電總量與最高負荷屢創(chuàng)新高，且第三產(chǎn)業(yè)和居民用電占比持續(xù)提升，其需求模式的時段性特征進一步拉大了電力需求的峰谷差。特別是新能源汽車銷量激增，其不均勻的充電時間分布給電網(wǎng)負荷帶來極大負擔(dān)。相較于單純增加電源，虛擬電廠能夠更靈活、更經(jīng)濟地實現(xiàn)削峰填谷，以滿足新形勢下的能源需求
3. 虛擬電廠在各國如何落地？
I. 德國：虛擬電廠已實現(xiàn)商業(yè)化，其主要業(yè)務(wù)是優(yōu)化100kW以上中型可再生能源電廠在日前市場的售電，代表案例有Next-Kraftwerke等
II. 美國：較早開展需求側(cè)管理，需求響應(yīng)（DR， Demand Response）項目最多、種類最齊全。美國虛擬電廠通過控制電力價格、電力政策的動態(tài)變化降低用電負荷，或獲取電力用戶手中的儲能來保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。代表案例有Tesla虛擬電廠智能平臺 Autobidder等
III. 中國：虛擬電廠總體處于試點示范階段，仍在探索商業(yè)模式，更多通過價格補償或政策引導(dǎo)來參與市場。代表案例有國網(wǎng)冀北泛在電力物聯(lián)網(wǎng)虛擬電廠示范工程、廣東深圳自動化虛擬電廠等
4. 我們?nèi)绾问崂硖摂M電廠的產(chǎn)業(yè)鏈？
I. 虛擬電廠的上游為由可控負荷、分布式能源與儲能構(gòu)成的基礎(chǔ)資源，中游為提供虛擬電廠運營服務(wù)與技術(shù)支持的系統(tǒng)平臺，下游為由電網(wǎng)公司、售電公司、大用戶構(gòu)成的電力需求方
5. 我們?nèi)绾螠y算虛擬電廠的盈利能力？
I. 電價機制改革：峰谷電價差越大，用戶購買輔助服務(wù)和需求側(cè)響應(yīng)的激勵也就越大；電價平均水平越高，用戶購買能效優(yōu)化服務(wù)、虛擬電廠進行現(xiàn)貨交易的收益也就越大。因此，電價機制改革進程是虛擬電廠盈利能力的重要影響因素。我們預(yù)計，隨著新型電力系統(tǒng)的加快構(gòu)建，電價機制改革將不斷深化，推動電力回歸商品本質(zhì)，并持續(xù)拉大電價峰谷價差、推高電價平均水平
II. 電力市場建設(shè)：電力現(xiàn)貨交易與中長期交易互為補充，其中現(xiàn)貨市場具有重要的價格發(fā)現(xiàn)功能，中長期市場的店里價格往往根據(jù)現(xiàn)貨市場價格而定；對基礎(chǔ)資源的聚合能力是決定虛擬電廠競爭力的重要因素，而統(tǒng)一的電力市場將為虛擬電廠提升跨空間資源聚合的能力打開空間，奠定虛擬電廠商業(yè)模式向跨空間自主調(diào)度型階段發(fā)展的基礎(chǔ)。我們預(yù)計，隨著全國統(tǒng)一電力市場和電力現(xiàn)貨市場的建設(shè)在未來進一步推進，電力市場交易總量與市場主體的數(shù)量將進一步增加，對電力系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)能力的要求將隨之提升，從而帶動對虛擬電廠輔助服務(wù)的需求
III. 商業(yè)模式頂層設(shè)計是虛擬電廠盈利能力的重要影響因素：我國虛擬電廠多數(shù)試點項目涉及的業(yè)務(wù)場景較為有限，并且省級層面缺乏統(tǒng)一的虛擬電廠平臺。因此我們認為，虛擬電廠盈利能力的提升，需要國家層面和更多省級層面的專項政策的出臺，以及頂層設(shè)計提供統(tǒng)一的省級/市級/區(qū)域及虛擬電廠平臺，開辟應(yīng)用模式拓展的新空間。我們預(yù)計，隨著國家層面頂層設(shè)計的完善與統(tǒng)一的虛擬電廠平臺的建設(shè)，虛擬電廠涉及的業(yè)務(wù)場景與盈利方式將進一步多樣化發(fā)展
6. 虛擬電廠的市場空間有多大？
I. 投資市場規(guī)模：根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織的預(yù)測，2025年、2030年最大負荷則將分別達到15.7、18.2億千瓦。我們根據(jù)國家電網(wǎng)的數(shù)據(jù)測算得到，虛擬電廠可調(diào)負荷資源庫的投資成本約為914元/千瓦，由此預(yù)計2025年、2030年虛擬電廠投資規(guī)模將分別達到718、998億元
II. 運營市場規(guī)模：我們認為虛擬電廠的核心服務(wù)為平抑峰值負荷，因此通過測算虛擬電廠用可調(diào)負荷資源庫解決峰值負荷調(diào)節(jié)問題所帶來的平抑負荷的價值，作為虛擬電廠運營市場規(guī)模的估計。我們預(yù)計2025年、2030年虛擬電廠的運營市場規(guī)模將分別達到932.19億元、1,283.10億元。
7. 虛擬電廠的核心標的有哪些？
I. 國能日新、朗新科技、恒實科技、國電南瑞、國網(wǎng)信通、遠光軟件、南網(wǎng)科技、東方電子、萬勝智能、南網(wǎng)能源等 。
風(fēng)險提示： “ 雙碳 ” 政策推進不及預(yù)期的風(fēng)險 , 虛擬電廠相關(guān)技術(shù)發(fā)展不及預(yù)期的風(fēng)險 , 電價機制改革推進不及預(yù)期的風(fēng)險 , 電力市場發(fā)展不及預(yù)期的風(fēng)險 , 行業(yè)規(guī)模測算偏差的風(fēng)險 , 研報使用的信息數(shù)據(jù)更新不及時的風(fēng)險等
