近期新能源汽車巨頭特斯拉宣布與太平洋燃氣電力公司聯(lián)合推出虛擬電廠試點項目，加上日前多地高溫炙熱，居民用電需求猛增從而拉升用電負(fù)荷飆升，電力調(diào)度等一系列問題出現(xiàn)，更是引發(fā)市場對于虛擬電廠的高度關(guān)注。下面我們就虛擬電廠行業(yè)從概念、我國發(fā)展現(xiàn)狀、相關(guān)政策環(huán)境、發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈、競爭環(huán)境、相關(guān)龍頭企業(yè)以及未來展望等幾方面進行了分析，希望對感興趣的朋友有所助益。

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什么是虛擬電廠

虛擬電廠是將不同空間的可調(diào)負(fù)荷、儲能、微電網(wǎng)、電動汽車、分布式電源等一種或多種可控資源聚合起來，實現(xiàn)自主協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，參與電力系統(tǒng)運行和電力市場交易的智慧能源系統(tǒng)。它既可作為“正電廠”向系統(tǒng)供電或控制可調(diào)負(fù)荷調(diào)峰，又可作為“負(fù)電廠”加大負(fù)荷消納，配合填谷。

虛擬電廠其核心思想就是把各類分散可調(diào)電源、可控負(fù)荷、儲能聚合起來，通過數(shù)字化的手段形成一個虛擬的電廠來做統(tǒng)一的管理和調(diào)度。所以，虛擬電廠本質(zhì)上是一套軟件平臺系統(tǒng)，它聚合了現(xiàn)有的分布式資源，并通過協(xié)同控制，參與電力市場。

虛擬電廠原理：聚合分布式能源，削峰填谷、參與電力市場。

虛擬電廠可以看作需求側(cè)響應(yīng)的延伸版。需求側(cè)響應(yīng)主要是削峰，主要針對用戶負(fù)荷；虛擬電廠則是削峰和填谷兼顧，部分具有儲能特征，源、網(wǎng)、荷、儲都包含在內(nèi)。

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我國虛擬電廠發(fā)展現(xiàn)狀

從虛擬電廠的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，歐美電力市場較為成熟，虛擬電廠已實現(xiàn)商業(yè)化，德國：發(fā)電側(cè)分布式能源聚合為主，獨立虛擬電廠是主要參與方；美國：負(fù)荷側(cè)資源聚合為主；而我國尚處于邀約型向市場化的過渡。

什么是邀約型虛擬電廠呢？依據(jù)外圍市場條件的不同，我們可以把虛擬電廠的發(fā)展分為三個階段：邀約型虛擬電廠、市場型虛擬電廠和自由調(diào)度型虛擬電廠。

1.邀約型虛擬電廠

邀約型虛擬電廠是在沒有電力市場的情況下，由政府部門或調(diào)度機構(gòu)牽頭組織，各個聚合商參與組織資源以可控負(fù)荷為主進行響應(yīng)，共同完成邀約、響應(yīng)和激勵流程，當(dāng)前我國各省試點的虛擬電廠以邀約型為主。

2.市場型虛擬電廠

市場型虛擬電廠是在電能量現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場和容量市場建成后，虛擬電廠聚合商以類似于實體電廠的模式，分別參與這些市場獲得收益。在此期間，虛擬電廠以電力市場配置電力資源運行驅(qū)動，通過協(xié)調(diào)、優(yōu)化和控制可控負(fù)荷、分布式電源和儲能三大資源聚合而成的分布式能源集群，作為一個整體參與各類電力市場交易并為電力系統(tǒng)運行提供調(diào)峰、調(diào)頻、緊急控制等輔助服務(wù)的分布式能源聚合商。在第二階段，也會同時存在邀約型模式，其邀約發(fā)出的主體是系統(tǒng)運行機構(gòu)。

3.自由調(diào)度型虛擬電廠

將在市場性虛擬電廠的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)跨空間自主調(diào)度。隨著虛擬電廠所整合資源的種類逐步增多，“虛擬電力系統(tǒng)”雛形初顯。該階段，除可調(diào)負(fù)荷、儲能和分布式能源等基礎(chǔ)資源外，也將包含由該類基礎(chǔ)資源所整合而成的微電網(wǎng)、局域能源互聯(lián)網(wǎng)等。自由調(diào)度型虛擬電廠主要參與者以國外為主，如德國的Next Kraftwerke公司等。

從上面的分類角度來講，我國試點的虛擬電廠多為邀約型，那么作為成熟的虛擬電廠而言，需要具備哪些條件呢？我們不妨參考下歐洲最大的虛擬電廠NextKra ftwerke的成功經(jīng)驗。

Next Kraftwerke的成功基于德國市場化的電價交易機制，為虛擬電廠的盈利提供了非常好的商業(yè)模式。

Next Kraftwerke是德國一家大型虛擬電廠運營商，也是歐洲最大的虛擬電廠運營商。它創(chuàng)立于2009年，是歐洲電力交易市場(EPEX)認(rèn)證的能源交易商，在EPEXSPOT和EEX等歐洲交易所可以參與能源的現(xiàn)貨市場交易，在七個歐洲輸電系統(tǒng)運營商（Transmission System Operator）TSO地區(qū)提供平衡服務(wù)。Next Kraftwerke通過中央控制系統(tǒng)的M2M實時通信，將來自沼氣、風(fēng)能、太陽能、垃圾等可再生能源與商業(yè)和工業(yè)電力用戶以及儲能系統(tǒng)匯集在一起。截至2020年6月，Next Kraftwerke已有9516個聚合單元，8179兆瓦聯(lián)網(wǎng)裝機容量，627.7百萬歐元營業(yè)額，15.1T瓦時能源交易量。

德國虛擬電廠已大范圍商業(yè)化，主要應(yīng)用場景為通過電力市場的靈活電價，引導(dǎo)電廠管轄內(nèi)系統(tǒng)優(yōu)化發(fā)用電成本，優(yōu)化交易收益。已形成了完整的市場生態(tài)鏈和商業(yè)模式，并已經(jīng)歷了第一輪市場整合。德國虛擬電廠配套的上中下游產(chǎn)品已逐漸完備，虛擬電廠除直接參與電力市場進行交易之外，溢價部分與客戶分成參與電網(wǎng)系統(tǒng)輔助服務(wù)（二次、三次調(diào)頻）來收取服務(wù)傭金，與此同時：針對城市供電公司、大型工業(yè)用戶、部分針對小用戶的都有相應(yīng)的售電套餐。

由此可見，成熟的電力現(xiàn)貨市場為虛擬電廠的商業(yè)模式提供經(jīng)濟性、分布式電源+配電網(wǎng)的大發(fā)展為虛擬電廠的發(fā)展提供必要性。

除此之外，由國家電投牽頭研發(fā)的深圳虛擬電廠作為我國首個參與電力現(xiàn)貨市場盈利的案例也能夠帶給我們一些啟發(fā)。

國家電投深圳能源采用“虛擬電廠+電力現(xiàn)貨”模式，能夠精準(zhǔn)預(yù)測電力現(xiàn)貨市場價格，并根據(jù)價格信號自動調(diào)節(jié)用戶可控負(fù)荷，在不影響用戶正常生產(chǎn)的情況下，將用戶負(fù)荷從現(xiàn)貨高價轉(zhuǎn)移至現(xiàn)貨低價時段，從而提高售電公司的電力現(xiàn)貨盈利。根據(jù)5月26日廣東電力現(xiàn)貨市場數(shù)據(jù)，深圳能源調(diào)度位于東莞的尚呈新能源蛤地智能充電站，將50千瓦時電量從0時轉(zhuǎn)移至4時，平均度電收益0.274元，實現(xiàn)了電網(wǎng)、用戶、售電公司和虛擬電廠運營方的多方共贏，成為我國首個虛擬電廠調(diào)度用戶負(fù)荷參與電力現(xiàn)貨市場盈利的案例。

雖然我國虛擬電廠尚處于初級極端，但是隨著國家政策扶植力度加大，我國虛擬電廠市場有望跑步進入成熟期。

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虛擬電廠相關(guān)政策環(huán)境

根據(jù)36氪研究院的研究，我國虛擬電廠目前仍處于起步階段。而根據(jù)《虛擬電廠基礎(chǔ)特征內(nèi)涵與發(fā)展現(xiàn)狀概述》，2019年起，我國陸續(xù)有虛擬電廠示范項目落地。

2021年以來，我國出臺大量虛擬電廠支持發(fā)展政策，部分省市也出臺了明確的落地方案或補貼標(biāo)準(zhǔn)。例如，2021年7月，廣州市出臺《廣州市虛擬電廠實施細則》，明確了虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)的補貼標(biāo)準(zhǔn)，從輔助服務(wù)市場角度加速了虛擬電廠的市場認(rèn)知。而在2022年6月，山西省能源局發(fā)布《虛擬電廠建設(shè)與運營管理實施方案》，明確虛擬電廠的類型、入市流程、技術(shù)規(guī)范等要求，成為首份省級虛擬電廠實施方案。

隨著虛擬電廠政策支持力度的加大，電力信息化相關(guān)標(biāo)的將隨虛擬電廠發(fā)展廣泛受益。從政策環(huán)境來看，近年來諸多省份在政府引導(dǎo)下，由兩大電網(wǎng)開展系列示范項目，并以參與需求側(cè)響應(yīng)為主要運營和盈利模式，持續(xù)推進虛擬電廠發(fā)展。各地已普遍出臺輔助服務(wù)市場政策，引導(dǎo)虛擬電廠參與系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻，在此背景下，各示范項目積極主動探索市場化運營、創(chuàng)新可行商業(yè)模式，有望帶動國內(nèi)虛擬電廠快速可持續(xù)發(fā)展。

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虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)公司

虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈

下面來了解下虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成。虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈包括：上游基礎(chǔ)資源、中游系統(tǒng)平臺和下游電力需求方。

1.上游基礎(chǔ)資源

主要包括可調(diào)負(fù)荷、分布式電源和儲能設(shè)備。1）可調(diào)負(fù)荷的重點領(lǐng)域主要包括工業(yè)、建筑和居民等。根據(jù)36氪研究院，不同應(yīng)用場景負(fù)荷可調(diào)潛力差異較大，商業(yè)和公共建筑可調(diào)負(fù)荷主要是空調(diào)、照明、動力，約占樓宇負(fù)荷的25%。居民可調(diào)負(fù)荷分布散、單點容量小、聚合難度較大。2）分布式電源指用戶現(xiàn)場及附近配臵較小的發(fā)電機組，包括小型燃機、小型光伏和小型風(fēng)電、水電、生物質(zhì)、燃料電池等一種或幾種組合。3）儲能設(shè)備包括機械儲能、化學(xué)儲能、電磁儲能等。在實踐中各類資源經(jīng)?；旌?，特別是可調(diào)負(fù)荷中摻雜越來越多自用型分布式能源和儲能，或組合為微網(wǎng)、局域能源互聯(lián)網(wǎng)等，嵌套在虛擬電廠當(dāng)中。3）根據(jù)36氪研究院，我國虛擬電廠可調(diào)資源巨大，可調(diào)負(fù)荷資源超5000萬千瓦，分布式電源裝機容量超6000萬千瓦，用戶側(cè)儲能能力約100萬千瓦，電動汽車儲能達3000萬千瓦，且以上資源規(guī)模仍處快速上升期。

2.中游資源聚合商

依靠互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等，整合、優(yōu)化、調(diào)度、決策來自各層面的數(shù)據(jù)信息，增強虛擬電廠的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制能力，為產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我國虛擬電廠尚處于起步階段，但市場需求量巨大，因此資源聚合商綜合采取多種路線。1）向電網(wǎng)側(cè)：獲得提供輔助服務(wù)并取得補償?shù)暮霞s，通過調(diào)節(jié)用戶負(fù)荷提供削峰填谷等輔助服務(wù)，調(diào)配可控資源提供發(fā)電容量；2）向用電側(cè)：對電力市場價格波動進行預(yù)測，決策可調(diào)負(fù)荷的用電行為，代理購電業(yè)務(wù)，為用戶提供智能用電方案；3）向發(fā)電側(cè)：引導(dǎo)分布式電源以最佳方式參與市場交易，包括簽訂交易合約、確定競價方式等。

3.下游為電力需求方

由電網(wǎng)公司、售電公司和大用戶構(gòu)成。1）電網(wǎng)公司：作為電網(wǎng)運營商，是電力市場的重要買方。2）售電公司：包括獨立售電公司、擁有配網(wǎng)運營權(quán)的售電公司和電網(wǎng)領(lǐng)域的售電公司。3）大用戶：主要指B端可直接參與電力批發(fā)市場交易的工商業(yè)電力大用戶。

虛擬電廠相關(guān)公司

信息技術(shù)是虛擬電廠的核心技術(shù)，電力IT企業(yè)核心受益。相關(guān)公司包括：東方電子、國能日新、朗新科技、恒實科技、遠光軟件、國電南瑞、國網(wǎng)信通等。

1.東方電子：電力IT小巨人，配網(wǎng)、調(diào)度、電表行業(yè)領(lǐng)先。公司虛擬電廠業(yè)務(wù)涵蓋城市級虛擬電廠運行管理平臺、負(fù)荷聚合商級負(fù)荷聚合管控平臺和園區(qū)級虛擬電廠等三級虛擬電廠范圍，已有諸多項目實施案例，包括廣州明珠工業(yè)園和廣州市虛擬電廠管理平臺等。2022Q1符合預(yù)期，盈利能力穩(wěn)健，實現(xiàn)營業(yè)收入9.44億元，同比增長24.95%，歸母凈利潤6079.56萬元，同比增長24.17%。

2.國能日新：發(fā)電功率預(yù)測龍頭，電力交易市場有望拉動公司第二成長曲線。公司自2020起開展虛擬電廠業(yè)務(wù)，結(jié)合發(fā)電功率預(yù)測產(chǎn)品及電力交易策略產(chǎn)品，能形成發(fā)電側(cè)與負(fù)荷側(cè)數(shù)據(jù)的打通與良性互動，為相關(guān)業(yè)務(wù)運營主體提升經(jīng)濟效益等。2022Q1，實現(xiàn)營業(yè)收入0.61億元，同比增長25.97%，歸母凈利潤0.05億元，同比增長199.36%。

3.朗新科技：用戶側(cè)能源數(shù)字化領(lǐng)先龍頭+能源互聯(lián)網(wǎng)唯一平臺企業(yè)。公司深耕用戶側(cè)電力IT20年，服務(wù)電網(wǎng)等核心客戶，運營“生活繳費”、“充電樁”等場景，并發(fā)展電力大數(shù)據(jù)平臺。虛擬電廠是負(fù)荷側(cè)核心場景，公司具備相關(guān)儲備能力，目前正積極考慮和規(guī)劃虛擬電廠、需求響應(yīng)等電力輔助服務(wù)方面的業(yè)務(wù)發(fā)展。2022Q1，實現(xiàn)營業(yè)收入8.4億元，同比增長39.87%，超過預(yù)期，實現(xiàn)歸母凈利潤5139.83萬元，同比增長4.67%。

4.遠光軟件：綜合能源服務(wù)平臺聚合電網(wǎng)側(cè)及終端用戶資源，已有VPP平臺產(chǎn)品應(yīng)用，2022Q1，實現(xiàn)營業(yè)收入3.66億元，同比增長24.84%，歸母凈利潤為0.07億元，同比增長2.76%。

5.南網(wǎng)科技：實現(xiàn)“儲能+試驗+設(shè)備”布局，相關(guān)業(yè)務(wù)與技術(shù)可應(yīng)用于虛擬電廠，2022Q1，公實現(xiàn)營業(yè)收入2.44億元，同比增長67.70%，歸母凈利潤為0.05億元，同比增長141.41%。

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虛擬電廠商業(yè)模式

商業(yè)模式一：電網(wǎng)體系內(nèi)軟件系統(tǒng)平臺建設(shè)

以軟件為基礎(chǔ)在電網(wǎng)體系內(nèi)搭建虛擬電廠云平臺，鏈接電力系統(tǒng)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和分布式能源控制技術(shù)，鏈接用電側(cè)消費端（居民、工商業(yè)）、儲能設(shè)備、發(fā)電側(cè)可再生能源等。

商業(yè)模式二：填谷削峰電費補貼運營分成

運營分成市場測算方式：以2021年2月《廣州市虛擬電廠實施細則（征求意見稿）》為例①響應(yīng)電量目標(biāo)：目標(biāo)是引導(dǎo)用戶通過開展需求響應(yīng)，實現(xiàn)削峰填谷，逐步形成約占我市統(tǒng)調(diào)最高負(fù)荷3%左右的需求響應(yīng)能力。②響應(yīng)補貼：電力用戶、負(fù)荷聚合商應(yīng)可申請參與需求響應(yīng)，需求響應(yīng)分為邀約、實時兩種類型，補貼費用=有效響應(yīng)電量×補貼標(biāo)準(zhǔn)×響應(yīng)系數(shù)，削峰補貼最高5元/度，填谷補貼最高2元/度。

商業(yè)模式三：市場化閉環(huán)，作為大電網(wǎng)的外部補充

未來虛擬電廠或形成鏈接發(fā)電和用電的市場化閉環(huán)，成為大電網(wǎng)體系外在電力市場中的重要參與方。虛擬電廠通過虛擬聚合、參與市場報價、市場出清、下達市場指令、虛擬電廠跟隨、參與市場結(jié)算等流程參與電力市場。未來若結(jié)合配電網(wǎng)、微電網(wǎng)、分布式光伏的市場化體系發(fā)電，有望形成大電網(wǎng)體系外的“配電”+“售電”市場化閉環(huán)。

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虛擬電廠競爭環(huán)境

虛擬電廠作為資本、資源和技術(shù)高度密集型行業(yè)，具有一定進入壁壘，但由于行業(yè)發(fā)展?jié)摿Υ?，吸引了眾多領(lǐng)域企業(yè)入局，企業(yè)類型多樣，但市場集中度不高，競爭還是較為激烈的。

下面我們主要從中游資源聚合商角度分析虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)。

1.電網(wǎng)領(lǐng)域信息化板塊企業(yè)

依托在電力、通信領(lǐng)域經(jīng)驗技術(shù)和電網(wǎng)公司豐富的信息通信資源，具有開展虛擬電廠業(yè)務(wù)的先天優(yōu)勢，成為當(dāng)前示范項目主力，如國網(wǎng)信通、國電南瑞、遠光軟件等。

2.智慧能源和IT領(lǐng)域方案提供商

主要依托能源領(lǐng)域系統(tǒng)開發(fā)、控制計量、數(shù)字化轉(zhuǎn)型等技術(shù)儲備實現(xiàn)虛擬電廠系統(tǒng)優(yōu)化，通過與能源領(lǐng)域企業(yè)合作實現(xiàn)資源整合與業(yè)務(wù)拓展，如恒實科技、國能日新、華為、易事特、金智科技、科陸電子等。

3.新能源、新型儲能等領(lǐng)域企業(yè)：開展虛擬電廠技術(shù)研發(fā)和布局，如中國天楹、電享科技等。

對于虛擬電廠參與者，在行業(yè)發(fā)展初期的核心在于客戶資源的開發(fā)，在行業(yè)成熟期在于運營實力的打造。在虛擬電廠發(fā)展初期，用戶側(cè)與發(fā)電側(cè)資源參與意愿均不強，且商業(yè)模式不夠清晰，因此虛擬電廠參與者的核心在于“做大”，核心競爭要素在于客戶資源的開發(fā)；而隨著市場的成熟，虛擬電廠開始與電力市場實現(xiàn)對接，運營商的競爭力將逐步由資源開發(fā)向運營實力切換。

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虛擬電廠發(fā)展展望

電網(wǎng)調(diào)峰壓力持續(xù)增加。截至2021年底，全國最大負(fù)荷約12億千瓦，按照5%的可調(diào)節(jié)能力測算約為6000萬千瓦可調(diào)負(fù)荷能力。電力系統(tǒng)時段性、靈活性調(diào)節(jié)能力不足現(xiàn)象進一步加劇，需要多措并舉提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，保障供需平衡。

據(jù)中電聯(lián)預(yù)計，2025年全社會用電量達9.5萬億千瓦時，而最大負(fù)荷將達到16.3億千瓦?？紤]項目可行性，虛擬電廠可構(gòu)建的可調(diào)資源潛力按照響應(yīng)能力需求容量、投資成本按1000元/千瓦計算，國海證券認(rèn)為預(yù)計到2025年，虛擬電廠投資規(guī)模有望達815億元。

天風(fēng)證券認(rèn)為電網(wǎng)最高用電負(fù)荷連年攀高，電力供需“平時充裕、尖峰緊張”矛盾日益凸顯，虛擬電廠成為經(jīng)濟性最優(yōu)解決方案，滿足5%的峰值負(fù)荷僅需投資500-600億元，僅約為火電投資的1/8。伴隨政策助力，中國虛擬電廠市場有望跑步進入成熟期，多領(lǐng)域企業(yè)紛紛布局，客戶資源開發(fā)能力、運營實力或?qū)?gòu)筑虛擬電廠行業(yè)壁壘。

中金公司認(rèn)為伴隨VPP的快速滲透以及多元盈利途徑的探索，我國虛擬電廠行業(yè)有望在2030年觸達1320億元的理論市場空間。

民生證券認(rèn)為虛擬電廠成為電力信息化的重點建設(shè)方向之一，有望成為實現(xiàn)“雙碳”的重要抓手，未來行業(yè)景氣度有望不斷提升。