虚拟电厂建设最新消息「在电厂上班怎么样」

时间：2023-02-24 17:17:15来源：搜狐

今天带来虚拟电厂建设最新消息「在电厂上班怎么样」，关于虚拟电厂建设最新消息「在电厂上班怎么样」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

（报告出品方/分析师：德邦证券倪正洋）

1. 虚拟电厂是满足电网尖峰负荷最具经济性的选项

1.1 电力需求保持增长，尖峰负荷逐步拔显

全国用电峰谷差拉大，尖峰负荷逐步拔高。Wind数据显示，2021年中国全社会用电量为8.31万亿千瓦时，同比增长10.30%，继续保持增长态势。

用电结构方面，2021年第三产业、城乡居民生活用电占比分别为17.12%/14.13%，分别较2011年提升6.26/2.18个百分点，第三产业和居民生活用电的占比均不断增加，而第三产业和居民生活用电均具有显著的时段性，电力负荷曲线出现恶化，主要表现为用电峰谷差拉大，尖峰负荷拔高且短暂。

虚拟电厂是满足尖峰负荷的重要手段。

随着用电负荷特性持续恶化，电网负荷尖峰短而高，如果单纯依靠增加电源来满足100%的负荷需求要付出极大的代价。

根据袁家海所著的《中国电力供应安全的经济性分析与保障路径研究》，“电网负荷的新常态下，中国的电力安全观也应有所调整，若需求响应规模可达最大负荷的5%，则电力规划不应以100%最大负荷为负荷平衡条件，95%更为经济、科学，剩余的5%则可以由需求响应、储能和新型可调度新能源（风电储能、光伏储能、光热、可再生能源集成虚拟电厂）等资源来满足”。

根据国网测算，通过建设煤电机组满足其经营区内5%的峰值负荷，需要投资4000亿的电厂和配套电网，而通过发挥需求侧资源满足峰值负荷需求，投资规模仅约1/10，虚拟电厂的经济价值凸显。

1.2 虚拟电厂可聚合海量负荷资源，快速响应削峰填谷

虚拟电厂（Virtual Power Plant,简称VPP）,其核心思想就是通过运用IOT、云服务、AI等信息技术和软件系统将分布式发电、需求侧和储能资源汇聚起来，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，同时作为主体参与电力市场。

虚拟电厂既可以作为“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，既可快速响应指令，配合保障系统稳定并获得经济补偿，也可等同电厂参与到电力市场交易、电力辅助服务交易等。

从资源端来看，虚拟电厂资源包括可控负荷、分布式电源、储能三类。虚拟电厂的发展是以三类可控资源的发展为前提的，分别是可控负荷、分布式电源与储能，以上三类电源在现实中往往糅合在一起，作为虚拟电厂的控制单元。

可控负荷中，非连续工业负荷是首选优质资源。

各类负荷能否参与虚拟电厂以及参与度的大小除受外部价格信号影响外，更多与负荷的调节能力有关，一般而言，使用频次低、可调节时段长、响应时间快，则负荷的调节能力则较高。

综合来看，可控负荷资源潜力的大小由“可调节能力”和“价格敏感度”两大因素决定，即单个用户可调节能力大、价格敏感度高，则具有规模开发的基本条件。

在实际运行层面，工业中非连续生产作业，其可调节能力大、价格敏感度高，用户可调资源潜力大。

可控负荷距离调峰目标仍有一定差距。

根据2021年国家发改委发布的《国家发展改革委关于做好2021年能源迎峰度夏工作的通知》，要求“提升市场化需求侧调峰能力，充分发挥电能服务商、负荷集成商、售电公司等市场主体资源整合优势，引导和激励电力用户挖掘调峰资源，参与系统调峰，形成占年度最大用电负荷3%左右的需求响应能力。”2019年，受高温影响，我国实施削峰需求响应17次，削峰负荷达7037.70兆瓦。按照2019年7月最高用电负荷10.53亿千瓦的3%来计算，需要灵活负荷3159万千瓦，现有的需求侧响应调峰能力距离目标仍然有较大差距。

主要原因是当前我国电力市场改革仍处在初期，分时电价与辅助市场交易机制还不够完善，导致用户与负荷运营商参与动力不足。

分布式电源规模快速增长。

分布式电源是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的发电机组，以满足特定用户的需要，具有经济性、灵活性的特点。目前，国内对分布式能源的界定和统计还处于不严谨的状态。华经产业研究院数据显示，截至2020年底，分布式光伏约为78.15GW，分布式风电约为1.2GW。

前瞻产业研究院数据显示，截至2019年底，分布式天然气发电约为1.5GW，因此粗略估计2020年分布式电源装机规模为80.85GW。

国家电网数据显示，2025年国网区域分布式电源装机规模为1.8亿千瓦时，按此计算，预计十四五期间分布式电源装机的复合增速为17.36%，保持快速增长态势。

从技术端来看，主要包括计量技术、通信技术、智能调度决策技术、信息安全防护技术四类。精准的计量是虚拟电厂建立的基础，可靠的通信是虚拟电厂可靠生产的条件，智能调度决策技术是虚拟电厂发挥作用的重要保证，而信息防护技术是保证虚拟电厂稳定运行的底线思维。

2.我国虚拟电厂仍处初级阶段，具备广阔市场空间

2.1 国内虚拟电厂运营模式处于邀约阶段，盈利模式单一

虚拟电厂运营模式发展包括三大阶段，我国仍处于最初级阶段。从虚拟电厂的发展阶段来看，依次可以分为邀约型、市场型、自主调度型。

在第一阶段，由于电力市场建设不够完善，可通过政府部门或调度机构进行邀约，并由负荷聚合商响应，当前我国各省市试点的虚拟电厂以邀约型为主，其中以江苏、上海、广东等省市开展得比较好。

在第二阶段，电力市场建设较为完善，负荷聚合商可以直接参与到电力市场进行交易，报价机制更为市场化。在第三阶段，负荷聚合商可实现跨区域自由调度。

邀约型运营模式：政府主导，电网实施，负荷服务商负责协调，全社会共同参与。

邀约型模式下，电网基于收集和统计的数据，设计出需求侧响应的种类，供用户或负荷集成服务商选择，用户根据自身实际情况（包括改变生产计划成本、预期的削减负荷能力和舒适度等）判断是否签订合同。

当用户签订合约后，电网公司在系统出现紧急情况时确定需求侧响应负荷量，进行调度安排，并按合约规定将信息发送给客户，用户按照规定削减负荷，否则将处以惩罚。

各省开展的虚拟电厂项目以试点为主。

目前江苏、浙江、上海、冀北等地均开展了虚拟电厂的实践，其中江苏主要参与的是需求侧响应市场，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，从已开展的项目来看，目前已建的虚拟电厂平台水平参差不齐，没有统一的标准和接口，主要还是分散的不同市场主体自建虚拟电厂为主。

盈利模式比较单一。

虚拟电厂运营的收入主要来源于参与需求侧响应获得的补贴收入，另外部分项目也通过参与电力辅助服务市场获得。从收入端来看，主要包括需求侧响应获得的补贴收入以及参与辅助服务市场交易收入，从成本端来看，虚拟电厂平台、终端成本仍然较高，自控、信息设备等投入成本。

各省市补贴方式存在差异，补贴资金大致可以分为三类：

1）国家及各省市设立的需求侧响应专项管理资金；2）额外征收的差别电价收入，如用电高峰期加价的电价；3）年度跨省区交易电量计划形成的购电价差盈余。

2.2 市场竞争处于启动期，政策驱动快速成长

从产业链来看，虚拟电厂产业链包括上游基础资源、中游负荷聚合商、下游电力需求方。其中基础资源包括可控负荷、分布式能源、储能三类。

虚拟电厂运营商包括负荷聚合商和技术服务商，负荷聚合商具有一定负荷资源优势，可以聚合零散负荷资源开展服务，技术服务商则主要依托软件开发、模型算法等方面的优势，可以为负荷聚合商提供技术服务，或者直接参与交易。

电力需求方包括电网公司、售电公司、大用户等，其中以国网和南网为主的电网公司是电力市场的主要买方。

国内虚拟电厂运营商包括负荷聚合商与技术服务商两类。

1）负荷聚合商，重点聚焦需求侧资源，通过预测需求侧的电力预测曲线，参与虚拟电厂项目，获得分成，如恒实科技。

2）技术服务商，重点聚焦虚拟电厂软件平台建设，为电网公司构建信息化服务平台，如国电南瑞、国网信通等。

对比海外，火电灵活性改造仍有很大提升空间。中电联数据显示，我国煤电、抽蓄、气电等灵活性调节资源占比不到6%，相比而言，欧美等国灵活性调节资源占比较高，其中西班牙、德国、美国分别为34%、18%、49%。因此，对比欧美国家，国内灵活性资源占比仍有待提升。

虚拟电厂运营商的负荷聚集能力与数据监测能力是其核心竞争优势。

根据广州市工业和信息化局发布的《广州市虚拟电厂实施细则（征求意见稿）》，可参与广州虚拟电厂项目包括负荷聚合商和电力用户，其中负荷聚合商响应能力要求不低于2000千瓦，此外，参与实时响应的电力用户须具备完善电能在线监测与运行管理能力。综合来看，响应能力与数据在线监测能力是能否参与虚拟电厂项目的重要因素。

从竞争格局来看，行业处于启动期，行业集中度很低。

以广州市为例，2021年8月，广州工信局开展虚拟电厂电力用户和负荷聚合商征集，至2022年7月，共公布7个批次虚拟电厂名单，包括31家负荷聚合商、89家电力用户。31家负荷聚合商中，其主营业务分别为售电/综合能源业务/充电桩设施制造建设运营/能源数字化/电力工程/电力设备制造的企业数量分别为4/6/5/2/7/1，整体行业竞争较为激烈，行业集中度很低，未来提升的空间巨大。

2.3 政策驱动快速成长，未来具备广阔空间

省市级层面虚拟电厂政策逐步出台，区域目标逐步明晰。

目前国家层面还未出台关于虚拟电厂的政策，省市级层面有山西、上海、广州等地陆续出台了专项虚拟电厂的政策，其中上海市要求“进一步建设虚拟电厂，深化双向负荷调控能力规模”，广州市要求“将虚拟电厂作为全社会用电管理的重要手段，实现削峰填谷，逐步形成约占我市统调最高负荷3%左右的响应能力”，山西省要求“加快推进虚拟电厂建设，扩大需求侧（储能）响应规模，提升我省新能源消纳及需求响应能力，形成源荷储发展良性循环”。

虚拟电厂具备广阔市场空间。

政策驱动下，我国虚拟电厂预计将实现快速发展，一方面随着市场机制及激励机制的完善，需求侧响应规模逐步扩大，另一方面分布式电源装机的快速提升将驱动虚拟电厂运营商拓展电能量市场交易业务，虚拟电厂业务将迎来广阔发展机会。

分别测算虚拟电厂开展需求侧响应（削峰填谷）及参与电能量市场交易的营收。

封红丽所著《虚拟电厂市场发展前景及实践思考》援引权威机构预计，2025年/2030年全社会最大负荷分别为15.7/17.7亿千瓦时。根据广州工信局发布的《广州市虚拟电厂实施细则》，要求“逐步形成约占广州市统调最高负荷3%左右的响应能力”，因此我们假设2025年/2030年全国虚拟电厂可调负荷占比分别为3%/5%。

假设：全国以广州市需求侧响应模式为例进行推广，预测补贴价格取补贴区间均值，每天削峰响应时间为7小时，填谷响应时间为8小时，全年虚拟电厂参与削峰填谷的天数为120天，虚拟电厂参与需求侧响应的分成比例为25%，则2025年/2030年虚拟电厂需求侧响应市场规模分别为297.26/558.55亿元。

国家电网数据显示，2025/2030年国网区域分布式电源装机规模分别为1.8/2.9亿千瓦时，假设分布式电源发电利用小时数均为3000小时，假设虚拟电厂代替用户运营分布式电源并进行电力市场交易的分成比例为33%，则2025年/2030年虚拟电厂电能量市场交易规模分别为200.48/322.99亿元。

综合来看，仅考虑虚拟电厂运营商开展需求侧响应与电能量市场交易业务，2025/2030年虚拟电厂市场规模分别为497.73/881.53亿元。

3.对标海外市场发展，看未来行业发展

3.1 德国Next Kraftwerk：按照电源特性，优化资产运营，获取最大收益

德国风光发电量占比位居全球前列，为其虚拟电厂发展奠定基础。Visualcapitalist数据显示，2021年，德国风光发电量占比达28.8%，位居全球前列。德国计划实现2030年80%的发电量来自可再生能源，并积极成为虚拟电厂的先行者。

目前，德国虚拟电厂已实现商业化，可将分布式电源、储能与可调负荷结合开展业务，通过电力市场的灵活电价，引导电厂优化发电成本，实现最大化收益。此外，德国虚拟电厂运营商还可参与电力辅助服务，通过电网系统辅助服务（调频、调峰）等获取佣金。根据运营商的不同，可以分为三种类型，分别是独立虚拟电厂运营商、大型电力公司以及新兴市场参与者。

Next Kraftwerke是德国领先的虚拟电厂运营商，公司成立于2009年，是欧洲最大的虚拟电厂运营商之一，主营业务包括能源现货市场交易、电力销售、用户结算、虚拟电厂相关业务等。截至2022Q2，公司管理14414个分布式发电设备，包括生物质发电装置、热电联产、水电站、风光电站等，总体管理规模达到10836MW。

Next Kraftwerke主要盈利模式包括：

1）将风电和光伏发电等可控性较差的发电资源直接参与电力交易，获取利润分成，并利用每15min一次的电力市场价格波动，调节分布式能源出力，实现低谷用电，高峰售电，获取最大利润。2）利用生物质发电和水电启动快、出力灵活的特点，参与电网的二次调频，获取电力辅助收益。

打造NEMOCS软件系统，建立核心壁垒。

NEMOCS平台是公司打造的连接分布式发电商和用户的模块化软件。NEMOCS基于标准接口，可以将风能、太阳能、水电、生物质等可再生能源的数据信息传输，并基于大量的实时数据，安排高峰负荷运行，优化灵活资产及其各自的市场价值。

NEMOCS具备聚合资源、监控数据、数据处理、优化资产运营、实施个体控制等功能，是虚拟电站的技术核心，具体功能特点如下表所示：

3.2 美国Tesla：积极布局储能电池Powerwall，切入虚拟电厂运营

美国电价持续上涨，户用光伏装机规模快速提升。美国持续上涨的电价催生了户用光伏的需求，EIA数据显示，2001至2021年这20年间，美国零售电价上涨了53%，且美国光伏资源丰富，带动了户用光伏装机规模的快速提升。EIA数据显示，2021年美国新增户用屋顶光伏装机容量达4.3GW，涨幅为29%，其中加州为2021年美国最大的屋顶光伏市场，新建装机容量约占所有新增总量的三分之一。

特斯拉推出家用储能电池Powerwall，布局虚拟电厂业务。特斯拉是美国电动汽车与能源公司，主营业务为产销电动汽车、太阳能电池板以及储能设备。2015年5月，公司推出家用储能电池Powerwall，并可搭配特斯拉家用太阳能电池Solar Roof，这些Powerwall连接在一起，是虚拟电厂的重要组成部分。根据《2021年特斯拉影响力报告》，2021年公司储能规模约为4GWh，保持快速增长。

联合公用事业公司，布局虚拟电厂业务。公司积极推广户用储能应用，并与公用事业公司合作开展虚拟电厂项目：（1）2021年，特斯拉参与佛蒙特州公用事业公司PG&E的紧急减负荷计划试点项目，项目期间，PG&E召集负荷管理活动，参与该计划的特斯拉Powerwall客户则在出现高电力需求时指示电池放电；（2）南澳大利亚电力零售商Energy Locals以折扣价格为客户提供特斯拉的Powerwall储能系统，并要求客户将该储能系统部分容量用于电网平衡，以此实现与客户共享收入。

以特斯拉与南澳大利亚政府的合作为例，根据王鹏等所著的《走进虚拟电厂》,2019年，特斯拉与澳大利亚州政府合作，在1000多个低收入家庭中安装了太阳能系统以及Powerwall储能电池，组成了虚拟电厂，除了帮助稳定电网以外，通过房屋之间共享太阳产生的能量，个人房主的公用事业账单下降了20%。

基于虚拟电厂软件Autobidder，构建报价策略。Autobidder是一个实时交易和控制平台，每5min生成一个时间序列的价格预测，然后Tesla能源平台控制组建可以将这些预测分发到个地点，制定局部和全局目标电池计划，然后将该计划传回能源管理平台，最后Autobidder使用汇总计划通过人工智能技术决定要出价的策略和详细报告信息。总体而言，Autobidder可执行的功能包括价格预测、负荷预测、发电量预测、调度预测、智能出价等。