報告出品方：國信證券

以下為報告原文節(jié)選

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1虛擬電廠總體介紹

什么是虛擬電廠

在傳統的電力系統運行模式下，發(fā)電廠是電力的主要來源，發(fā)電功率具有一定的調節(jié)能力，接受電網統一調度；電力用戶根據自己的用電需求調節(jié)用電行為，具有完全自主性，電網無法干預或改變用戶的用電行為。
新型電力系統的“源荷互動”：虛擬電廠是在用戶側將可控負荷（例如樓宇空調、充電站、儲能、分布式光伏、蓄冷、蓄熱、燃氣輪機、固定式燃料電池）等多種資源聚合在一起，統一接受電網調度并參與電力交易。
電網通過經濟補貼等手段主動改變虛擬電廠的用電行為，當電力供給緊張時可主動減小用電負荷，當電力供給過剩時可主動增大用電負荷，使電力用戶具備“源-荷”雙重身份。
虛擬電廠源于1997年Shimon Awerbuch博士的著作《虛擬公共設施：新興產業(yè)的描述、技術及競爭力》。21世紀初，虛擬電廠興起于德國、英國、西班牙、法國、丹麥等歐洲國家。
與我國已經發(fā)展多年的智能微電網不同的是：虛擬電廠雖然依托智能微電網的分布式發(fā)電、儲能等電力資源，但是其主要目的是積極響應電網的市場化調度需求，而非自發(fā)自用余電上網。參與主體以聚合商為主，實現了市場交易參與主體與電力設施資產以及用戶的主體分離；同時經濟效益主要依靠服務費形式，而智能微電網的效益主要來自分布式能源發(fā)電和儲能的峰谷套利。

虛擬電廠相關主體

虛擬電廠市場主體分三大部分，服務購買方、市場運營方、服務提供方。
服務購買方主要包括電網、新能源電站、提供輔助服務的電力交易主體（調峰電廠、旋轉備用/熱備用）等。市場運營方主要負責負責日常運營，向相關機構提供調用結果等信息。服務提供方以聚合商為主，他們通過先進的控制、通信等技術，通過對一定區(qū)域內的分布式電源、儲能系統等的協調控制和優(yōu)化運行，來實現需求側響應并且收取相關服務費用。

發(fā)展虛擬電廠的意義與政策

運營端：虛擬電廠收益相關政策

2021年以來，各省均明確了需求側響應的補貼政策，目前補貼方法均以電量或負荷作為計量單位。以電量為計量單位的地區(qū)目前補貼強度約為2-5元/kWh，以電力為計量單位的地區(qū)目前補貼強度約為1-20元/kW/次。根據實際運行情況，預計中遠期響應頻次有望達到至少1次/日。
目前國內虛擬電廠運營的收入來源主要以需求側響應補償為主，根據國家能源局印發(fā)《電力現貨市場基礎規(guī)則（征求意見稿）》，鼓勵負荷聚合商、虛擬電廠等新興市場主體參與交易，虛擬電廠盈利方式有望逐步多元化。

運營端：虛擬電廠收益相關政策

運營虛擬電廠的盈利來源

海外虛擬電廠發(fā)展歷程

國內外虛擬電廠實踐對比分析

國外虛擬電廠示范工程起步于2005年前后，已積累大量運營數據和運行經驗，目前已進入成熟運行階段。國內虛擬電廠自2016年開始陸續(xù)啟動示范，江蘇、浙江、廣東、冀北等地均開展了較長時間示范測試。
與國外虛擬電廠實踐相比，國內示范以負荷側資源調節(jié)為主，聚合類型仍較少；市場機制仍處于探索階段，電力現貨機制尚待完善；商業(yè)模式仍處于前期探索階段，收益模式以低頻次的邀約式需求側響應為主。我們認為，2023-2024年是國內虛擬電廠商業(yè)模式探索的關鍵時期，相關示范項目的運行數據積累將為虛擬電廠的長期發(fā)展奠定寶貴基礎。

虛擬電廠的建設單位成本分析

虛擬電廠聚合工商業(yè)、居民客戶等用戶側資源參與調度響應，可以提升系統靈活調節(jié)能力，減小電力平衡壓力。在電網用電高峰或低谷時段，虛擬電廠根據邀約指令或輔助服務市場交易計劃安排，調用可調節(jié)負荷、儲能、分布式能源等。
綜合來看，不同配置形式的虛擬電廠建設成本各異，以分布式電源為主的，單位容量投資成本在1500-2500元/kW左右，以獨立儲能系統為主的，單位kWh的投資成本在1000元以上，以充電站為主的，單位kW建設成本在2000元以上；而單純以可控負荷響應需求的，城市建筑類投資相對較小。

電力響應需求的相關政策梳理

通信軟硬件基礎設施建設與后服務

虛擬電廠通信網絡架構是以現有的電力通信網絡資源為基礎，融合原有的需求響應、負荷管理等業(yè)務系統，高頻采集臺區(qū)數據、分布式電源和電動汽車充電站監(jiān)控等多源、多種類的數據。
虛擬電廠建設包括硬件改造與軟件系統平臺兩部分，其中硬件部分主要用于對空調、充電樁、儲能、分布式光伏等主要設備的通訊協議和采集端口改造，具體包括智能電表、采集終端、負荷控制終端、通信網關、交換機等，在虛擬電廠中扮演“神經末梢”的作用，負責信息的收集、傳遞、處理、計算等功能；軟件系統是虛擬電廠的“大腦”，負責系統控制策略的制定以及與調度、交易系統的信息交互。

2虛擬電廠市場分析

虛擬電廠產業(yè)鏈

虛擬電廠的上游基礎資源主要包括可調負荷、分布式電源和儲能設備。中游資源聚合商主要依靠互聯網、大數據等，整合、優(yōu)化、調度、決策來自各層面的數據信息，增強虛擬電廠的統一協調控制能力，是虛擬電廠產業(yè)鏈的關鍵環(huán)節(jié)。產業(yè)鏈下游為電力需求方，由電網公司、售電公司和大用戶構成。
虛擬電廠投資機會主要出現在上游和中游，上游中分布式電源和儲能是用戶側發(fā)揮調節(jié)能力的基礎設施，中游的系統平臺與服務供應商和運營商是保證電廠長期穩(wěn)定運行、獲得持續(xù)收益的關鍵。

虛擬電廠市場空間測算（資本開支）

根據中電聯和中商情報網預測，到2025年我國用電最大負荷將達到16.3億千瓦，到2030年最大負荷將達到18.9億千瓦。
建設端：根據相關文獻和已有示范項目情況，考慮大規(guī)模應用后的降本，按照500元/kW建設成本（包含軟硬件、含儲能不含分布式光伏）、響應能力達到最大用電負荷3%-5%估計，2025年虛擬電廠改造市場空間將達到245-408億元。
我們認為三類企業(yè)可能深度參與虛擬電廠的建設，并成為聚合商。首先是從事綜合能源建設和服務的企業(yè)，其次是傳統的分布式可再生能源運營商，第三類是電力軟件企業(yè)。

運營端：通過參與各類電力交易獲得持續(xù)收益

以分布式電源、可調負荷或儲能為主的虛擬電廠，可以通過市場化的方式響應系統運行中的各類調節(jié)需求。從當前交易類型看，我國虛擬電廠可參與的交易類型包括調峰輔助服務、需求側響應等；從遠期看，可參與的交易類型還包括電力現貨、中長期交易、調頻/調壓輔助服務、金融衍生品等。從我國虛擬電廠當期可參與的交易品種看，需求側響應具有較高的單位價值量。
虛擬電廠運營商通過參與各類電力交易獲取額外收益，而對于虛擬電廠下屬各類用電用戶通過與其他用戶聚合可以降低綜合用能成本。

虛擬電廠市場空間測算（運營收益）

虛擬電廠的運營收益可以分為兩種情況：一、投資建設運營（重資產）；二、聚合商（輕資產）。
投資建設運營：虛擬電廠的核心負荷來自分布式電源和儲能，因此可根據所在地區(qū)投資分布式電源或者儲能的經濟性指標來測算。
聚合商是輕資產運營模式，通過與存量的分布式電力、儲能、電動車充電站或者其他可控負荷簽署協議，將對方的負荷資源納入統一的軟件平臺進行調度和結算。其經濟性取決于雙方商務協商的結果。
企業(yè)自主投資的分布式光伏、工商業(yè)儲能和充電樁，如果加入虛擬電廠后，可以在原來峰谷套利模式和可再生能源發(fā)電的收益的基礎上，額外獲得響應尖峰負荷的收益，同時將這部分收益與虛擬電廠的運營方進行分享。

虛擬電廠市場空間測算（運營端）

根據運營端：僅考慮負荷側響應，度電補貼按照3元/kWh考慮，95%以上尖峰負荷時長按照50h估計，則2030年負荷側響應補貼市場空間將達到142億元。實際上，遠期運營端通過參與輔助服務、容量服務、現貨交易等方式收益預計高于上述估算值。

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