《公用事業行業大國碳中和之新型電力系統:靈活性調節需求釋放虛擬電廠大有可為-230815(70頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《公用事業行業大國碳中和之新型電力系統:靈活性調節需求釋放虛擬電廠大有可為-230815(70頁).pdf(70頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告|20232023年年0808月月1515日日超配超配大國碳中和之新型電力系統大國碳中和之新型電力系統靈活性調節需求釋放,虛擬電廠大有可為靈活性調節需求釋放,虛擬電廠大有可為核心觀點核心觀點行業研究行業研究行業專題行業專題公用事業公用事業超配超配維持評級維持評級證券分析師:黃秀杰證券分析師:黃秀杰證券分析師:鄭漢林證券分析師:鄭漢林021-617610290755-S0980521060002S0980522090003市場走勢資料來源:Wind、國信證券經濟研究所整理相關研究報告公用環保 202308 第 2 期-山西、山東
2、完善輔助服務相關政策,歐洲天然氣價格大漲 2023-08-14公用環保 2023 年 8 月投資策略-綠證全覆蓋促進綠電消費,消納權重穩步提升 2023-08-06公用環保 202307 第 5 期-23H1 光伏發電裝機加速,天然氣消費量同比增長 5.6%2023-07-31綠電行業專題-多重因素邊際改善,綠電板塊有望迎來修復2023-07-24公用環保 202307 第 4 期-公用環保板塊基金持倉梳理,全國累計發電裝機同比提高 10.8%2023-07-23新一輪電改啟動,聚焦新型電力系統建設,靈活調節需求釋放新一輪電改啟動,聚焦新型電力系統建設,靈活調節需求釋放。新一輪電改聚焦于加快構
3、建新型電力系統,而提升電力系統靈活性是重要方向,尤其是在未來高比例新能源接入電網后,由于新能源具有間歇性、隨機性特征,將導致電力系統轉動慣量減小、頻率調節能力降低等問題,快速消耗電力系統靈活調節資源,驅動靈活調節需求加快釋放。虛擬電廠聚合多種靈活性資源,經濟性、靈活性優勢突出虛擬電廠聚合多種靈活性資源,經濟性、靈活性優勢突出。虛擬電廠可聚合分布式光伏、儲能、可調負荷等多種用戶側靈活性資源,通過調度靈活性資源實現削峰填谷并提供輔助服務,保障電網安全穩定運行。與靈活性改造后的火電機組、抽水蓄能、燃氣發電等靈活性資源相比,虛擬電廠具有爬坡速率快、可自由組合容量、投資成本低等優勢。虛擬電廠盈利來源多元
4、,多重因素催化加速市場規模擴張。虛擬電廠盈利來源多元,多重因素催化加速市場規模擴張。虛擬電廠可通過提供削峰填谷、輔助服務、能效管理、偏差考核補償等服務,以及參與電力現貨市場、綠電綠證交易、CCER 交易、容量市場實現盈利。當前,我國虛擬電廠處于發展初期階段,主要盈利來源為需求側響應補貼,未來受電力體制機制改革持續推進、極端天氣頻發、凈負荷峰谷差拉大、用戶側可聚合資源增加以及電價變化等因素催化,虛擬電廠市場規模有望持續擴張。據測算,到2025年虛擬電廠投資端累計市場規模為131-220億元,2025 年虛擬電廠運營端市場規模為 129-216 億元。虛擬電廠競爭格局及競爭關鍵要素虛擬電廠競爭格局
5、及競爭關鍵要素:目前國內虛擬電廠項目多以示范性項目為主,未出現規模較大的虛擬電廠運營商,虛擬電廠市場格局較為分散。從虛擬電廠產業鏈構成、運營和盈利模式來看,虛擬電廠行業競爭的關鍵要素在于聚合資源、信息預測及交易運營。海外虛擬電廠發展回顧海外虛擬電廠發展回顧:1)德國虛擬電廠主要整合分布式發電資源,可參與批發市場、日間市場、平衡服務。德國通過平衡基團機制,使所有能源供應商承擔平衡義務,激發對靈活性資源的需求。2)美國加州虛擬電廠主要整合需求側資源,可參與日前和實時的能量市場、旋轉/非旋轉備用市場。3)澳大利亞虛擬電廠主要整合儲能資源,可參與批發市場、批發需求響應市場、6 種 FCAS 調頻輔助服
6、務市場、可靠性和應急儲備交易、提供配電網支持服務。投資建議:投資建議:新型電力系統建設背景下,靈活性調節資源需求持續釋放,虛擬電廠迎來快速發展機遇期,軟硬件設備供應商、運營商均顯著受益。推薦靈活性資源豐富、有序推進負荷聚合商轉型的南網能源南網能源,靈活性資源可開發空間較大的芯能科技芯能科技,以配售電業務為基礎發力綜合能源服務業務的三峽水利,三峽水利,建議關注虛擬電廠業務逐步落地的蘇文電能蘇文電能。風險提示:風險提示:政策不及預期;市場競爭加??;電價波動風險;補貼下降。重點公司盈利預測及投資評級重點公司盈利預測及投資評級公司公司公司公司投資投資昨收盤昨收盤總市值總市值EPSEPSPEPE代碼代碼
7、名稱名稱評級評級(元)(元)(百萬元)(百萬元)202022A22A20232023E E202022A22A20232023E E003035.SZ 南網能源買入6.12231.820.150.2740.822.7603105.SH 芯能科技買入15.0875.400.380.5439.727.9600116.SH 三峽水利買入8.44161.380.250.4533.818.8資料來源:Wind、國信證券經濟研究所預測請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告2內容目錄內容目錄新一輪電改啟動,聚焦新型電力系統建設新一輪電改啟動,聚焦新型電力系統建設.6 6新型電力
8、系統建設推進,虛擬電廠迎發展機遇新型電力系統建設推進,虛擬電廠迎發展機遇.9 9新型電力系統建設加快推進,靈活調節性資源需求釋放.9虛擬電廠:聚合多種靈活性資源,經濟性、靈活性優勢突出.12多重因素催化,虛擬電廠發展提速.16虛擬電廠產業鏈、市場競爭格局及市場規模測算.24海外虛擬電廠發展回顧海外虛擬電廠發展回顧.3232歐洲:聚焦電源側,平衡責任向下分派,激發靈活性資源需求.32美國:聚焦負荷側,挖潛居民端靈活性資源.38澳大利亞:聚焦儲能側,戶用光儲規模大,調頻服務交易品種多.46海外虛擬電廠發展總結:因地制宜聚合資源,多種市場機制推動虛擬電廠發展.52投資建議投資建議.5454南網能源:
9、負荷聚合商轉型有序推進,未來發展潛力較大.54蘇文電能:發展光伏+儲能+充電樁業務,虛擬電廠逐步落地.61芯能科技:基于分布式光伏拓展用戶側儲能+充電樁業務,靈活性資源可開發空間較大.63三峽水利:以配售電業務為基礎,發力綜合能源服務業務,具備發展虛擬電廠的基礎.65風險提示風險提示.68681XpYWYQYkUxU8OaObRmOoOtRoNlOqQwOeRqRoQaQoOzQNZnQsOxNnRrR請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告3圖表圖表目錄目錄圖1:新型電力系統四大基本特征.7圖2:新型電力系統建設“三步走”發展路徑.8圖3:新型電力系統圖景展望.8
10、圖4:國內風電光伏裝機容量及占比情況(萬千瓦).9圖5:國內風光新能源發電量及占全社會用電量比例的情況(億千瓦時).9圖6:高比例新能源接入電網導致系統電力轉動慣量減小.10圖7:新能源占比越高,調頻能力越差(K 為常規同步機組占比).10圖8:電力系統靈活性維持電力系統供需平衡示意圖.10圖9:電力市場建設釋放靈活性示意圖.11圖10:虛擬電廠運營示意圖.12圖11:虛擬電廠發展的三個階段.13圖12:國內冀北虛擬電廠架構示意圖.13圖13:需求側資源優化負荷曲線示意圖.15圖14:虛擬電廠調峰能力示意圖.15圖15:國內用電量結構變化情況.16圖16:2012 年至 2020 年美國加州鴨
11、型曲線示意圖.17圖17:2021 年江蘇某縣光伏處理及凈負荷曲線.17圖18:2023 年 H1 全國高溫日數距平分布圖.19圖19:1961-2022 年中國極端高溫事件頻次.20圖20:1961-2023 年 H1 全國平均高溫日數歷年變化.20圖21:國內公共充電樁保有量情況.20圖22:國內新型儲能累計裝機規模(GW).20圖23:中國新能源汽車銷量及增長率情況.21圖24:V2G 適用于峰谷調節、旋轉備用、頻率調節等場景.21圖25:2023 年 1-6 月部分省份 1-10KV 工商業用戶電網代理購電最大價差(元/kwh).22圖26:第三監管周期前后 1-10(20)KV 單一
12、制工商業用戶輸配電價比較(元/kwh).23圖27:23 年 5 月 1-3 日山東現貨日前市場電價(元/MWh).23圖28:23 年 5 月 1-3 日山東現貨實時市場電價(元/MWh).23圖29:8 月 2 日山東電力現貨市場電價走勢(元/MWh).24圖30:虛擬電廠產業鏈示意圖.24圖31:虛擬電廠主要業務主體.26圖32:虛擬電廠業務運營模式示意圖.26圖33:虛擬電廠主要盈利模式.27圖34:虛擬燃料電池電廠項目(VFCPP)示意圖.32圖37:平衡基團機制示意圖.34圖38:IGCC 發展示意圖.34圖39:IGCC 成員分布.34請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容
13、證券研究報告證券研究報告4圖40:IGCC 成員國每月凈不平衡電量(GWh).35圖41:IGCC 成員國每月凈不平衡電量的平衡費用(百萬歐元).35圖42:Next Kraftwerke 公司營收(億歐元).35圖43:Next Kraftwerke 公司營業利潤和凈利潤(萬歐元).35圖44:Next Kraftwerke 公司分業務收入(億歐元).36圖45:Next Kraftwerke 公司發展史與管理裝機規模.36圖46:NK 公司優化客戶負荷曲線,降低客戶用電成本.37圖47:美國各類型能源發電量(十億千瓦時).38圖48:美國各類型發電機組夏季凈容量(GW).38圖50:CAI
14、SO 管轄區域內可再生能源發電容量(MW).39圖51:2022 年 CAISO 轄區內大型儲能電池的總功率和電池容量全美第一.40圖52:2021 年加州小型儲能電池總功率全美第一(占全美的 71%).40圖54:CAISO 管轄區域內年度峰值負荷波動上升(MW).41圖55:2022 年 CAISO 需求響應調度情況(MW),調度集中在夏季 17-21 點.42圖56:PG&E“家庭能源報告”示意圖.43圖57:特斯拉 Power Wall 產品圖示及規格情況.44圖58:特斯拉加州虛擬電廠涵蓋的家庭數.44圖59:特斯拉 Autobidder 能源管理交易示意圖.44圖60:特斯拉 Au
15、tobidder 新能源生態示意圖.45圖61:澳洲三大電網相互獨立,NEM 內部五大區域相互聯通.46圖62:2022 年澳洲可再生能源發電量占比 32%.46圖63:2021 年 NEM 裝機容量(MW),屋頂光伏僅次于黑煤.46圖64:2021 年 NEM 發電結構.46圖65:澳洲不同容量大小的光伏系統安裝數量,近年小型光伏安裝數量明顯增長.47圖66:AEMO 的虛擬電廠論證計劃中各虛擬電廠分布.48圖67:AEMO 虛擬電廠論證計劃中虛擬電廠儲能充放電情況并不完全取決于實時電價.49圖68:AEMO 虛擬電廠論證計劃中虛擬電廠運營商參與 FCAS 市場的收入(澳元).50圖69:2
16、019.9-2021.1 期間 AEMO 的虛擬電廠論證計劃中運營商獲得的 FCAS 收入(萬澳元).50圖70:AEMO 對 7 家虛擬電廠運營商的客戶發起的問卷調查:參加 VPP 項目的原因.50圖71:Enel X 聚合的工商業資源類型和為客戶創造的年均收入(澳元,截至 2022 年).51圖72:分布式光伏及光伏聚合平臺接入虛擬電廠的方式及架構.54圖73:南網能源分布式光伏裝機容量情況.55圖74:南網能源擬投資節能服務項目新增分布式光伏裝機容量(萬千瓦).55圖75:南網能源代表性的部分分布式光伏項目.56圖76:商業建筑可調負荷接入虛擬電廠架構圖示.56圖77:酒店建筑虛擬發電執
17、行情況.57圖78:辦公樓建筑虛擬發電執行情況.57圖79:既有建筑節能服務示意圖.57圖80:新建建筑節能服務示意圖.57圖81:公司代表性的部分建筑節能項目.58圖82:南網能源建筑節能業務服務面積情況.58請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告5圖83:南方電網虛擬電廠發展過程.59圖84:南網能源股權結構圖.60圖85:南方電網公司架構圖.60圖86:蘇文電能主要業務及應用場景圖示.61圖87:蘇文電能主要客戶分布情況.62圖88:蘇文電能獲得電力需求側管理服務機構能力評定證書(一級).62圖89:蘇文電能“電能俠”云平臺架構.63圖90:芯能科技自持分布
18、式光伏裝機容量(MW).64圖91:芯能科技工商業分布式光伏客戶數量.64圖92:芯能科技“光伏+儲能+充電”智慧電動汽車充電站示意圖.64圖93:三峽水利發電、供電業務發展布局情況.65圖94:三峽水利公司市場化售電區域分布情況.66表1:電力體制改革主要政策文件梳理.6表2:靈活性資源實現電力系統供需平衡的調節方式.11表3:虛擬電廠可分為電源型、負荷型、儲能型、混合型四類.12表4:不同調節資源靈活性特征比較.14表5:不同資源提供平靈活性的成本構成.14表6:國內部分虛擬電廠項目梳理.15表7:近年來國家支持虛擬電廠發展的政策梳理.17表8:各地政府支持虛擬電廠發展的政策梳理.18表9
19、:虛擬電廠主要上市公司梳理.25表10:虛擬電廠可參與的電力市場類型及其優質資源.27表11:各省虛擬電廠價格政策梳理.28表12:部分省份需求響應補貼標準情況梳理.29表13:200 萬千瓦容量虛擬電廠建設投入(億元).30表14:200 萬千瓦容量虛擬電廠年運營收入(億元).31表15:加州三大公用事業公司轄區內被納入 PSR 計劃的家庭.43表16:特斯拉能源軟件功能與運營情況.45表17:澳大利亞能源市場委員會(AEMC)推動分布式能源發展和參與市場的政策.47表18:AEMO 的虛擬電廠論證計劃中各運營商信息.48表19:德國、美國、澳大利亞虛擬電廠發展情況梳理.52表20:近年來南
20、網區域推動虛擬電廠發展的相關政策梳理.59表21:蘇文電能 100MWh 虛擬電廠項目建設時間安排.61表22:三峽水利公司分布式光伏項目情況.66表23:2023 年以來公司新獲獨立儲能項目情況.67請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告6新一輪電改啟動,聚焦新型電力系統建設新一輪電改啟動,聚焦新型電力系統建設自 2002 年 5 號文發布以來,電力體制改革持續推進,在電力市場、電力市場主體多元化、電價市場化、電力交易市場化、輸配電價改革等方面取得積極進展。站在當前時點,隨著“雙碳”目標政策推進,新能源裝機容量和發電量占比持續提升,對電力系統平衡帶來挑戰,亟需采
21、取市場化機制促進電力系統平衡,保障新能源消納和“雙碳”目標政策有效落地。2023 年 7 月 11 日,中央深改委第二次會議召開,審議通過了關于深化電力體制改革加快構建新型電力系統的指導意見(以下簡稱意見)等文件,會議強調要深化電力體制改革,加快構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的新型電力系統,保障國家能源安全。此次意見出臺意味著新一輪電改啟動,主要任務聚焦于構建新型電力系統。表1:電力體制改革主要政策文件梳理時間時間文件文件發布機構發布機構主要內容主要內容2002 年2 月關于印發電力體制改革方案的通知(國發20025 號)國務院實施廠網分開,重組發電和電網企業;實行競價上
22、網,建立電力市場運行規則和政府監管體系,初步建立競爭、開放的區域電力市場,實行新的電價機制;制定發電排放的環保折價標準,形成激勵清潔電源發展的新機制;開展發電企業向大用戶直接供電的試點工作,改變電網企業獨家購買電力的格局;繼續推進農村電力管理體制的改革。2015 年3 月關于進一步深化電力體制改革的若干意見(中發20159 號)中共中央、國務院在進一步完善政企分開、廠網分開、主輔分開的基礎上,按照管住中間、放開兩頭的體制架構,有序放開輸配以外的競爭性環節電價,有序向社會資本放開配售電業務,有序放開公益性和調節性以外的發用電計劃;推進交易機構相對獨立,規范運行;繼續深化對區域電網建設和適合我國國
23、情的輸配體制研究。2023 年7 月關于深化電力體制改革加快構建新型電力系統的指導意見中央深改委加快構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的新型電力系統,更好推動能源生產和消費革命,保障國家能源安全??茖W合理設計新型電力系統建設路徑,在新能源安全可靠替代的基礎上,有計劃分步驟逐步降低傳統能源比重。要健全適應新型電力系統的體制機制,推動加強電力技術創新、市場機制創新、商業模式創新。要推動有效市場同有為政府更好結合,不斷完善政策體系,做好電力基本公共服務供給。資料來源:中國政府網,國信證券經濟研究所整理新型電力系統含義及特征:新型電力系統含義及特征:根據新型電力系統發展藍皮書,新型電
24、力系統是以確保能源電力安全為基本前提,以滿足經濟社會高質量發展的電力需求為首要目標,以高比例新能源供給消納體系建設為主線任務,以源網荷儲多向協同、靈活互動為堅強支撐,以堅強、智能、柔性電網為樞紐平臺,以技術創新和體制機制創新為基礎保障的新時代電力系統,具備安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合四大基本特征。安全高效安全高效:煤電為保障電力安全的“壓艙石”,新能源發電通過可靠支撐能力提升轉變為主體電源,多時間尺度儲能協同運行為電力系統動態平衡提供支撐。清潔低碳清潔低碳:以風光新能源為主的可再生能源將逐步成為主體電源,終端能源消費主體將逐步向電能轉變,逐步完善綠電消費激勵約束機制,擴大綠電、綠證交
25、易規模,體現綠電環境價值。柔性靈活柔性靈活:靈活發電技術、靈活儲能技術、柔性交直流等新型輸電技術廣泛應用,骨干網架柔性靈活性提高,為高比例新能源接入系統和外送消納提供支撐;用戶側主體具有源、荷雙重屬性,終端負荷特性轉變為柔性、產銷屬性兼具,提升源請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告7網荷儲靈活互動和需求側響應能力;輔助服務市場、現貨市場、容量市場持續完善并銜接融合,靈活調節性資源市場價值得到體現。智慧融合:智慧融合:在電力系統各環節,廣泛應用“云大物移智鏈邊”等信息技術,逐步實現電力系統數字化、智慧化和網絡化發展。根據新型電力系統的內涵及特征,我們認為新型電力系
26、統相較于以化石能源為主的傳統電力系統的變化主要體現在:一是電源端風光可再生能源發電成為主體電源;二是電網端形態將向多元雙向結構層次轉變;三是負荷端轉變為柔性、源荷屬性兼具方向發展;四是運行特性由“源隨荷動”向“源網荷儲”互動轉變。整體來看,新型電力系統帶來的變化在新能源發展、安全、柔性靈活、智能化等方面對電力系統建設提出了新要求。圖1:新型電力系統四大基本特征資料來源:新型電力系統發展藍皮書,國信證券經濟研究所整理新型電力系統發展藍皮書 提出,新型電力系統建設分為加速轉型期(當前-2030年)、總體形成期(2030-2045 年)、鞏固完善期(2045-2060 年)三個階段,根據新型電力系統
27、發展藍皮書,對新型電力系統建設三個階段的主要路徑整理如下:加速轉型期(當前加速轉型期(當前-2030-2030 年)年):電源側非化石能源發電快速發展,新能源逐步成為發電量增量主體,同時煤電向基礎保障性和系統調節性電源并重轉型;電網側以西電東送為代表的跨省跨區通道規模進一步擴大,配電網有源化發展以及分布式智能電網快速發展;用戶側終端用能電氣化水平持續增長,靈活調節和響應能力提升;儲能側多應用場景多技術路線規?;l展,重點滿足系統日內平衡調節需求。此外,全國統一電力市場體系基本形成,促進新能源發展,并激發各類靈活性資源調節能力??傮w形成期(總體形成期(2030-20452030-2045 年)年
28、):電源側新能源逐漸成為主體電源,煤電加快清潔低碳轉型;電網側柔性化、智能化、數字化發展轉型,常規直流柔性化改造、柔性交直流輸電、直流組網等新型輸電技術廣泛應用,大電網、分布式智能電網等融合發展;用戶側低碳化、電氣化、靈活化、智能化變革,全社會各領域電能替代廣泛普及,虛擬電廠等用戶側優質調節資源參與電力需求響應市場化交易;儲能側規?;L時儲能技術取得重大突破,滿足日以上平衡調節需求。鞏固完善期(鞏固完善期(2045-20602045-2060 年)年):電源側新能源逐步成為發電量結構主體電源,電能與氫能等二次能源深度融合利用,煤電等傳統電源轉型為系統調節性電源,新一代先進核電技術實現規?;瘧?/p>
29、;電網側低頻輸電、超導直流輸電等新型技術實現規?;l展,交直流互聯的大電網與主動平衡區域電力供需、支撐能源綜合利用的分布式智能電網等多種電網形態廣泛并存,打造出輸電輸氣一體化的“超請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告8導能源管道”;用戶側構建以電氫協同為主的終端用能形態,與電力系統高度靈活互動;儲能側儲電、儲熱、儲氣、儲氫等覆蓋全周期的多類型儲能協同運行,大幅提升能源系統運行靈活性。預計未來新型電力系統成型后,電源側以新能源為主體、多種電源協同互補發展,電網側柔性化、智能化、大電網與分布式電網并存融合發展,用電側負荷柔性、綠電消費比例高及靈活調節能力強,儲能側多
30、時間尺度、多類型儲能協同運行,保障電力系統動態平衡。圖2:新型電力系統建設“三步走”發展路徑資料來源:新型電力系統發展藍皮書,國信證券經濟研究所整理圖3:新型電力系統圖景展望資料來源:新型電力系統發展藍皮書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告9新型電力系統建設推進新型電力系統建設推進,虛擬電廠迎發展機遇虛擬電廠迎發展機遇新型電力系統建設加快推進,靈活調節性資源需求釋放新型電力系統建設加快推進,靈活調節性資源需求釋放風光新能源裝機規模持續增長。風光新能源裝機規模持續增長?!半p碳”目標政策推進,國內風光新能源裝規模不斷增長,國家能源局數據顯示
31、,截至 2023 年 6 月,國內風光新能源裝機容量合計 85988 萬千瓦,占國內發電裝機容量的比例為 31.76%;從發電量數據來看,2023H1 國內風光發電量為 0.73 萬億 kwh,占全社會用電量的 16.9%,較 2022 年底增加 3.1pct。展望未來,“雙碳”目標政策驅動下,風光新能源裝機規模將持續增長并成為主體電源,根據2030 年前碳達峰行動方案,到 2030 年國內風電和太陽能發電總裝機容量達 12 億千瓦以上,非化石能源消費比重達到 25%左右。圖4:國內風電光伏裝機容量及占比情況(萬千瓦)資料來源:國家能源局,中電聯,國信證券經濟研究所整理圖5:國內風光新能源發電
32、量及占全社會用電量比例的情況(億千瓦時)資料來源:國家能源局,中電聯,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告10為適應新能源逐步成為主體電源為適應新能源逐步成為主體電源,新型電力系統建設提速新型電力系統建設提速。由于新能源具有波動性、隨機性特征,高比例新能源電量接入電網后,將導致電力系統轉動慣量減小、頻率調節能力降低等問題,快速消耗電力系統靈活調節資源,且新能源發電設備易產生脫網問題,電力系統平衡和安全問題更加突出,影響新能源消納。為有效支撐新能源發展,預計源網荷儲一體化發展的新型電力系統建設進程有望加快。從新型電力系統建設目標、任務、支撐因
33、素來看,我們認為,為有效提升電力系統的安全性以及為電力系統提供柔性靈活支撐,推動源網荷儲靈活互動和需求側響應能力不斷提升具有必要性和迫切性,因而加快建設靈活調節性資源對于建設新型電力系統意義重大。圖6:高比例新能源接入電網導致系統電力轉動慣量減小圖7:新能源占比越高,調頻能力越差(K 為常規同步機組占比)資料來源:新型電力系統發展藍皮書,國信證券經濟研究所整理資料來源:張劍云、李明節,新能源高滲透的電力系統頻率特性分析,中國電機工程學報,2020(11),國信證券經濟研究所整理電力系統靈活性電力系統靈活性有助于實現電力系統供需平衡。有助于實現電力系統供需平衡。根據電力系統靈活性提升:技術路徑、
34、經濟性與政策建議,電力系統靈活性指的是電力系統的各類資源快速改變自身發用電特性以維持系統有功功率平衡的能力。常見的靈活性調節資源包括靈活性改造后的火電機組、燃氣發電機組、抽水蓄能、儲能、需求側響應等,靈活性資源通過提供供給向上/需求向下、供給向下/需求向上的調節實現電力系統供需平衡,保障電網安全穩定運行。圖8:電力系統靈活性維持電力系統供需平衡示意圖資料來源:中國電力圓桌項目課題組電力系統靈活性提升:技術路徑、經濟性與政策建議,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告11表2:靈活性資源實現電力系統供需平衡的調節方式調節方式調節方式應用場景應用
35、場景實現方式實現方式示例示例供給向上靈活性電力供給小于需求電源提高出力火電提高出力、儲能放電、抽蓄發電需求向下靈活性用戶減少需求需求響應中斷或轉移負荷需求、電動汽車放電供給向下靈活性電力供給大于需求電源壓減出力火電深度調峰、水電減少出力等需求向上靈活性用戶提高需求需求響應轉移的負荷需求、電動汽車有序充電、儲能充電等資料來源:中國電力圓桌項目課題組電力系統靈活性提升:技術路徑、經濟性與政策建議,國信證券經濟研究所整理新能源裝機持續增加釋放靈活調節資源需求新能源裝機持續增加釋放靈活調節資源需求。隨著新能源接入電網比例不斷提升,靈活性調節資源容量逐步短缺,靈活調節資源需求有望加快釋放,推動靈活調節資
36、源市場規模擴張。當前,國內已有地區出現電力系統調節能力不能滿足實際需求的情況,如山東電力爬坡輔助服務市場交易規則編制說明指出,當前系統的調節能力已不能滿足實際需求,在現貨市場運行中,部分時段已出現系統調節能力不足的情況,2022 年實時市場共出現爬坡能力不足 219 次,時段占比 0.625%,其中頂峰爬坡 179 次,主要集中在 1-5 月份,調峰爬坡(新能源棄電后仍不平衡)40 次,發生在 2 月份。市場機制調整可釋放系統的靈活性潛力市場機制調整可釋放系統的靈活性潛力,促進電力系統靈活性提升促進電力系統靈活性提升。通過持續完善輔助服務市場、電力現貨市場、容量市場體制機制,為靈活性資源參與電
37、力系統調節提供補償、激勵和保障合理收益,激發不同時間尺度的靈活性資源潛力充分釋放。我們認為,通過完善電力市場體制機制,充分挖潛用戶側靈活性資源,亦是本輪電改的應有之意。圖9:電力市場建設釋放靈活性示意圖資料來源:中國電力圓桌項目課題組電力系統靈活性提升:技術路徑、經濟性與政策建議,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告12虛擬電廠:聚合多種靈活性資源,經濟性、靈活性優勢突出虛擬電廠:聚合多種靈活性資源,經濟性、靈活性優勢突出虛擬電廠的定義:虛擬電廠的定義:根據 IEC 虛擬電廠標準及山西省虛擬電廠建設與運營管理實施方案,虛擬電廠是將不同空間的
38、可調節負荷、儲能側和電源側等一種或多種資源聚合起來,形成可調控、可交易單元,采用信息通信技術實現自主協調優化控制,參與電力系統運行和電力市場交易的智慧能源系統。圖10:虛擬電廠運營示意圖資料來源:國網上海經研院,國信證券經濟研究所整理虛擬電廠聚合的資源包括電源、負荷、儲能三類資源。虛擬電廠聚合的資源包括電源、負荷、儲能三類資源。其中,電源側資源為并網運行的光伏、風電、生物質發電等,負荷側資源為商業樓宇、工業負荷中的可調節負荷,儲能側資源為電源側、電網側、用戶側等各類儲能系統資源。根據虛擬電廠聚合的資源不同,可將虛擬電廠分為電源型虛擬電廠、負荷型虛擬電廠、儲能型虛擬電廠以及混合型虛擬電廠(源網荷
39、儲一體化虛擬電廠)四大類別。表3:虛擬電廠可分為電源型、負荷型、儲能型、混合型四類類別類別聚合的資源聚合的資源運營模式運營模式電源型虛擬電廠光伏、風電、生物質發電等電源可進行電能量出售,參與電力交易市場,并視實際情形參與輔助服務市場。負荷型虛擬電廠商業樓宇、工業負荷中的可調節負荷可進行功率調節,參與輔助服務市場和進行需求側響應儲能型虛擬電廠電源側、電網側、用戶側等各類儲能系統資源參與輔助服務市場,也可以部分時段放電來出售電能,參與電力市場交易混合型虛擬電廠電源、負荷、儲能等多種靈活性資源可進行電能量出售,參與電力交易市場;可進行功率調節,參與輔助服務市場和進行需求側響應資料來源:鐘永潔等,虛擬
40、電廠基礎特征內涵與發展現狀概述,綜合智慧能源,2022 年 6 月,44(6):25-36,國信證券經濟研究所整理虛擬電廠發展可分為邀約型虛擬電廠發展可分為邀約型、市場型市場型、自主調度型自主調度型 3 3 個階段個階段,不同階段的參與的靈活性性資源、可參與的市場類別以及收益來源存在差異。當前,我國虛擬電廠主要以邀約型階段為主,主要由政府機構或電力調度機構發出邀約信號,負荷聚合商、虛擬電廠組織靈活性調節資源進行削峰、填谷等需求響應,獲得補貼激勵。但同時應看到的是,部分虛擬電廠發展模式已逐步向市場型虛擬電廠進行轉型,如國網冀北虛擬電廠、深圳虛擬電廠等。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容
41、證券研究報告證券研究報告13圖11:虛擬電廠發展的三個階段資料來源:鐘永潔等,虛擬電廠基礎特征內涵與發展現狀概述,綜合智慧能源,2022 年 6 月,44(6):25-36,國信證券經濟研究所整理虛擬電廠主要技術虛擬電廠主要技術:虛擬電廠采用“云、管、邊、端”架構體系,“云側”為虛擬電廠管控平臺,“管側”運營商通信網絡,“邊側”為邊緣智能網關,“端側”為分布式光伏、可調負荷、儲能等用戶側終端。根據虛擬電廠架構體系,虛擬電廠發展所需的主要技術為協調控制技術、智能計量技術、智能通信技術、信息預測與容量估計技術等。當前,虛擬電廠發展相關技術較為成熟,未來隨著人工智能技術發展,將有助于處理虛擬電廠系統
42、中的海量異構數據資源,提升對電價、負荷、功率等關鍵要素的預測能力,為調度策略和市場交易策略制定提供有效支撐,實現資源調度優化和運營效率提升。圖12:國內冀北虛擬電廠架構示意圖資料來源:王宣元等,虛擬電廠參與電網調控與市場運營的發展與實踐,電力系統自動化,2022 年 9月,46(18):158-168,國信證券經濟研究所整理虛擬電廠相較于其他靈活性調節資源虛擬電廠相較于其他靈活性調節資源,主要優勢體系在靈活性主要優勢體系在靈活性、經濟性兩個方面經濟性兩個方面。靈活性:靈活性:虛擬發電廠的各可調節資源多樣且可自由組合,容量可依據調節需求進行供應,而其他靈活調節資源的裝機容量固定;同時,從響應速度
43、來看,虛擬電請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告14廠功率爬坡速率較快,未來可做到分鐘級、秒級響應,而其他靈活調節資源多數從啟動到達到要求的功率時間較長,響應速度相對較慢。表4:不同調節資源靈活性特征比較靈活性調節資源類別靈活性調節資源類別運行范圍(運行范圍(%)爬坡速率(爬坡速率(Pn/minPn/min)啟停時間(啟停時間(h h)電源側常規煤電未改造50-1001-2%6-10已改造30-1003-6%4-5燃煤熱電聯產未改造80-1001-2%6-10已改造50-1003-6%4-5氣電20-1008%2常規可調節水電0-10020%1核電30-1002
44、.5-5%-儲能抽水蓄能-100-10010-50%0.1電化學儲能-100-100100%0.1綠氫-需求側需求響應用電負荷 3-5%瞬時0微電網-電動汽車-資料來源:中國電力圓桌項目課題組電力系統靈活性提升:技術路徑、經濟性與政策建議,國信證券經濟研究所整理經濟性:經濟性:根據國家電網 2020 年的測算結果,通過火電廠實現削峰填谷、滿足 5%的峰值負荷需要投資 4000 億;同時,尖峰負荷時間短、頻次低,以南方電網為例,2016-2019 年 5%尖峰負荷單次持續時間最長為 3-6 小時,全年出現頻次 10-40 次,為滿足幾次尖峰而建設的煤電機組實際上利用率較低;通過建設虛擬電廠,在建
45、設、運營等環節投資僅需 400-570 億元,成本僅為火電的 1/7-1/10。虛擬電廠通過對存量資產的再開發利用,實現需求側靈活性資源挖潛增效,經濟性優勢突出。表5:不同資源提供平靈活性的成本構成資源類別資源類別固定成本投入固定成本投入成本增量成本增量機會成本機會成本電源側靈活性改造煤電常規煤電靈活性改造投資成本600-700 元/千瓦低負載運行產生的可變成本增量14-20 克/kwh機組的加速折舊和部件磨損、更換成本增量損失部分發電收益燃煤熱電聯產靈活性改造投資成本300-500 元/千瓦低負載運行產生的可變成本增量機組的加速折舊和部件磨損、更換成本增量損失部分發電收益燃氣電廠建設投資成本
46、氣電置換煤電:7013-9457 元/千瓦運行維護成本低負載運行時高于 0.56-0.58 元/kwh-常規水電-頻繁變水流量導致水輪機葉片壽命損耗損失部分發電收益核電無燃料循環成本增量設備維護更換成本增量損失部分發電收益儲能側抽水蓄能投資建設成本6300-7200 元/kw運行維護成本-電化學儲能投資建設成本 1.5 元/Wh運行維護成本退役處置成本-綠氫投資建設成本1.71元/Nm3生產成本 20-65 元/kg運輸成本 3.9-13元/kg損失部分發電收益需求側需求響應前期平臺建設、設備更換等投入 200-400元/kw運行維護成本中斷、轉移生產的機會成本微電網主、微網連接的平臺建設、設
47、備更換投入運行維護成本中斷、轉移生產的機會成本電動汽車平臺建設和設備更換投入,充電樁,其他成本約 70 元/m2運行維護成本-資料來源:中國電力圓桌項目課題組電力系統靈活性提升:技術路徑、經濟性與政策建議,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告15虛擬電廠發展提升用戶側靈活性資源利用水平,有助于保障電網安全穩定運行、降低工商業企業用電用能成本、緩解極端天氣下電力供需緊張、促進新能源消納水平提升以及節約電源、電網投資,對于建設以新能源為主體電源的新型電力系統和實現電力系統動態平衡具有重大意義。圖13:需求側資源優化負荷曲線示意圖圖14:虛擬電廠
48、調峰能力示意圖資料來源:中國電力圓桌項目課題組電力系統靈活性提升:技術路徑、經濟性與政策建議,國信證券經濟研究所整理資料來源:趙晉泉等,考慮虛擬電廠參與的深度調峰市場機制與出清模型,全球能源互聯網,2020,3(5):469-476.,國信證券經濟研究所整理國內多地探索發展虛擬電廠國內多地探索發展虛擬電廠,支撐虛擬電廠規?;l展支撐虛擬電廠規?;l展。當前,國內已有多地開始探索虛擬電廠項目發展,有代表性的項目有國網冀北虛擬電廠、上海黃浦商業建筑虛擬電廠示范項目、深圳虛擬電廠管理中心、華能浙江虛擬電廠等。整體來看,目前國內虛擬電廠項目已聚合了分布式光伏、工商業可調負荷、充電樁、儲能等多種靈活性資
49、源,可實現對調度指令的快速響應,應用于需求側響應、輔助服務、電力現貨交易等場景中,且部分項目實現盈利,各地虛擬電廠示范項目建設為后續虛擬電廠規?;l展積累了大量經驗,助力未來虛擬電廠行業快速落地。表6:國內部分虛擬電廠項目梳理地區地區投運時間投運時間項目名稱項目名稱聚合資源聚合資源及運行情況及運行情況應用場景應用場景安徽合肥2020合肥電網虛擬電廠接入光伏電站、電動汽車充換電站(樁)、儲能站、商業樓宇等多種負荷類型,總容量達22 萬千瓦。2023 年 5 月份,合肥市供電公司完成虛擬電廠系統升級建設,將虛擬電廠的調控負荷速度縮短至 15 秒內需求側響應、輔助服務安徽蕪湖2022蕪湖虛擬電廠已簽
50、訂需求響應代理協議 230 戶,高效聚合工商業企業、充電樁、儲能等可調節負荷 40 萬千瓦需求側響應廣東深圳2022深圳虛擬電廠管理中心對接虛擬電廠運營商累計 66 家,接入管理超 30 家,接入資源規模超過 150 萬千瓦,預計實時最大可調節負荷能力超 30 萬千瓦需求側響應廣東深圳2022國電投深圳能源發展有限公司虛擬電廠平臺已通過工業互聯網手段接入 150MW 負荷用戶?,F貨模塊運營平臺不間斷運行 3 個月,3、4月連續 2 個月實現售電盈利提升超過 200%。5 月,國家電投廣東虛擬電電力現貨運營平臺,響應電力系統需求,調度位于東莞的尚呈新能源始地智的充電貼站,將 50kWh 電最從
51、0 時轉移至 4 時,成功完成參與電力現貨市場的功能試驗,此次試驗平均度點收益為 0.274 元,成為國內首個虛擬電廠參與電力現貨市場盈利的案例需求側響應、參與現貨市場廣州、深圳、柳州2023南方電網分布式源荷聚合服務平臺聚合了新型儲能、電動汽車充換電設施、分布式光伏、風光儲充微電網等各類分布式資源。規模 1075.1 萬千瓦,其中可調節能力 153.2 萬千瓦,相當于投產 7 座 220 千伏變電站需求側響應、輔助服務河北2019國網冀北泛在電力物聯網虛擬電廠冀北電網轄區在秦皇島、廊坊和張家口三地,共接蓄熱式電采暖、可調節工商業、智能樓宇、智能家居、儲能、電動汽車充電站、分布式光伏等 11
52、類的可調負荷,總容量 358MW輔助服務湖北黃石2023國網黃石磁湖電廠截至 2023 年 7 月,擁有黃石地區空調、充電樁、5G 基站和工業用戶等資源,可調節電能達 22 萬千瓦,調節能力達黃石地區最大負荷的 7.5%需求側響應湖北武漢2021湖北武漢虛擬電廠可在武漢市東西湖、漢口后湖、百步亭、徐東、南湖、東湖高新等區域局部降低監控負荷70 萬千瓦華北2021華北國網綜能虛擬電廠聚合 20.4 萬千瓦用戶參與華北、河北南網輔助服務市場,率先實現業內負荷自動控制,自2020 年試運行以來,為用戶提供能效評估、智能運維、能源交易等一攬子服務,截至 2021年 12 月,累計調峰貢獻 4782.0
53、9 萬千瓦時,收益 470 余萬元輔助服務江蘇蘇州2022國電投蘇州吳江區綜合智慧零碳電廠聚合資源包含分布式光伏、分布式儲能、戶用儲能、商業樓宇儲能、充電樁、碼頭等。目前已接入超過 250 家工商業用戶,總負荷超過 500 兆瓦,可調約 100 兆瓦需求側響應山西2023山西虛擬電廠2023 年 2 月,9 家售電主體申報的 15 家虛擬電廠建設完成,共聚合容量 184.74 萬千瓦,可調節容量 39.2 萬千瓦。首批虛擬電廠建設完成。2023 年 4 月,公布第二批示范項目,共 6 家,可調節容量合計 25.26 萬千瓦中長期、現貨及輔助服務市場上海2021國網上海虛擬電廠 虛擬電廠聚合商數
54、量為 20 家,可調容量 41.48 萬千瓦需求側響應上海2016上海市城區(黃浦)商業建筑虛擬電廠冷水機組、風冷熱泵、電熱鍋爐、動力照明、充電樁等。截至 2021 年底,入駐商業建筑達130 幢,約 60MW,單次最大削減負荷 50.5MW,柔性負荷調度能力超過 10%需求側響應請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告16示范項目浙江2022華能浙江虛擬電廠接入了儲能、換電站、分布式燃機、充電樁、樓宇空調等。2022 年底投產的 VPP1 號機組總可調容量 83.82MW輔助服務浙江金華2022國網金華全域虛擬電廠截至 2023 年 6 月底,已聚合資源容量 13
55、0 余萬千瓦,運行負荷約 35 萬千瓦,具備最大 6.6萬千瓦的實時可調節能力需求側響應、輔助服務、自主調節參與市場浙江麗水2021浙江麗水綠色能源虛擬電廠接入了麗水市內 800 余座水電站發電側填谷、接受調度浙江寧波2021國網寧波虛擬電廠接入了杭州灣地區工業企業布業寫字樓、電動汽車、數據中心、光伏、儲電站等在內的 19家電力用戶的發電能力、用電負荷,可調能力 4.8 萬千瓦需求側響應、輔助服務浙江平湖2021國網平湖縣域虛擬電廠聚合了園區、光伏、熱電聯產自備電廠、儲能電站、5G 基站等 6 大類 18 小類源儲荷資源。截至 2022 年 8 月,有 23.4 萬千瓦可調節電力負荷資源池,約
56、 5-6 萬千瓦的響應能力需求側響應浙江平湖2021浙江嘉興平湖縣縣域虛擬電廠已接入涵蓋商業綜合體、行政機關、酒店以及商業寫字樓等四類 16 家空調用戶,累計運行容量 23050 千瓦,其中柔性調節能力 2242 千瓦,節能能力 600 千瓦需求側響應海南2023海南成立虛擬電廠管理中心目前已接入充換電站、5G 基站、空調等資源,形成規模 50 萬千瓦的虛擬電廠資料來源:各地發改委、能源局官網,國信證券經濟研究所整理多重因素催化,虛擬電廠發展提速多重因素催化,虛擬電廠發展提速當前,虛擬電廠主要技術、軟件系統、主要硬件設備制造水平較為成熟,產業發展基礎條件已具備,而電力系統變化、政策、極端氣溫頻
57、現、電價波動等因素或將驅動虛擬電廠產業發展提速,虛擬電廠產業有望迎來快速發展機遇期。催化因素一:凈負荷峰谷差拉大,電力需求將呈催化因素一:凈負荷峰谷差拉大,電力需求將呈“鴨型曲線鴨型曲線”凈負荷峰谷差呈拉大趨勢。凈負荷峰谷差呈拉大趨勢。一方面,受國內經濟結構變化和第三產業及居民用電特性影響,國內負荷呈現日負荷峰谷差拉大、負荷冬夏季雙峰特征明顯等新特點;另一方面,隨著新能源裝機規模持續增長,電力系統凈負荷短時變化加劇,凈負荷呈“鴨型曲線”走勢。整體而言,隨著用電結構變化和新能源裝機占比提高,全國電力負荷峰谷差不斷拉大,電力系統調節需求增加。圖15:國內用電量結構變化情況資料來源:國家能源局,國信
58、證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告17圖16:2012 年至 2020 年美國加州鴨型曲線示意圖圖17:2021 年江蘇某縣光伏處理及凈負荷曲線資料來源:加州獨立系統運營商 CAISO,國信證券經濟研究所整理資料來源:中國電科院新型電力系統背景下虛擬電廠實踐,國信證券經濟研究所整理催化因素二:支持政策持續出臺,驅動商業模式落地催化因素二:支持政策持續出臺,驅動商業模式落地新型電力系統建設背景下新型電力系統建設背景下,支持虛擬電廠的政策持續出臺支持虛擬電廠的政策持續出臺。近年來,國家發改委、國家能源局陸續出臺相關政策支持虛擬電廠發展,明確虛擬電
59、廠的并網主體地位,可參加需求側響應、輔助服務、電力現貨市場交易等獲取收益,并對未來發展目標提出要求,推動虛擬電廠建設發展。根據 電力需求側管理辦法(征求意見稿),到 2025 年,各省需求響應能力達到最大用電負荷的 3%-5%,其中年度最大用電負荷峰谷差率超過 40%的省份達到 5%或以上;到 2030 年,形成規?;膶崟r需求響應能力,結合輔助服務市場、電能量市場交易可實現電網區域內可調節資源共享互濟。表7:近年來國家支持虛擬電廠發展的政策梳理時間時間發布機構發布機構政策文件政策文件相關內容相關內容2023/05國家發改委電力需求側管理辦法(征求意見稿)、電力負荷管理辦法(征求意見稿)支持各
60、類電力需求側管理服務機構整合優化可調節負荷、新型儲能、分布式電源、電動汽車、空調負荷等需求側資源,以負荷聚合商或虛擬電廠等形式參與需求響應。各級電力運行主管部門應指導電網企業統籌推進本地區新型電力負荷管理系統建設,制定負荷資源接入年度目標,逐步實現 10千伏(6 千伏)及以上高壓用戶全覆蓋。負荷聚合商、虛擬電廠應接入新型電力負荷管理系統,電網企業為第三方市場主體提供數據支撐和技術服務。2023/03國家能源局關于加快推進能源數字化智能化發展的若干意見重點推進在智能電廠、新能源及儲能并網、分布式能源智能調控、虛擬電廠等應用場景組織示范工程承擔系統性數字化智能化試點任務。持續挖掘需求側響應潛力,聚
61、焦傳統高載能工業負荷、工商業可中斷負荷、電動汽車充電網絡、智能樓宇等典型可調節負荷,探索峰谷分時電價、高可靠性電價、可中斷負荷電價等價格激勵方式,推動柔性負荷智能管理、虛擬電廠優化運營、分層分區精準匹配需求響應資源等。2023/01國家能源局2023 年能源監管工作要點加快推進輔助服務市場建設,不斷引導虛擬電廠、新型儲能等新型主體參與系統調節。2022/11國家能源局電力現貨市場基本規則(征求意見稿)推動儲能、分布式發電、負荷聚合商、虛擬電廠和新能源微電網等新興市場主體參與交易;負荷聚合商、虛擬電廠和新能源微電網等為電力現貨市場主體。2022/09國家能源局能源碳達峰碳中和標準化提升行動計劃建
62、立和完善虛擬電廠標準體系,推進虛擬電廠領域重點標準制修訂。2022/01國家發改委、國家能源局“十四五”現代能源體系規劃大力提升電力負荷彈性。開展工業可調節負荷、樓宇空調負荷等各類資源聚合的虛擬電廠示范。開展 V2G、虛擬電廠、微電網等技術研發及示范應用。以多能互補的清潔能源基地、智能微網、虛擬電廠等新模式新業態為依托,開展智能調度、能效管理、負荷智能調控等智慧能源系統技術示范。豐富輔助服務交易品種,推動儲能設施、虛擬電廠、用戶可中斷負荷等資源參與輔助服務。2022/01國家發改委國家能源局關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見拓寬電力需求響應實施范圍,通過多種方式挖掘各類需求側資源
63、并組織其參與需求響應,支持用戶側儲能、電動汽車充電設施、分布式發電等用戶側可調節資源,以及負荷聚合商、虛擬電廠運營商、綜合能源服務商等參與電力市場交易和系統運行調節。2022/01國家發改委國家能源局關于加快建設全國統一電力市場體系的指導意見鼓勵抽水蓄能、儲能、虛擬電廠等調節電源的投資建設。2021/12國家能源局電力輔助服務管理辦法(2021 年修訂)電力用戶可由代理其參與電力中長期交易的售電公司,或聚合商、虛擬電廠簽訂委托代理協議,按照公平合理原則協商確定補償和分攤方式,參與電力輔助服務。聚合商、虛擬電廠參與方式同電力用戶獨立參與。2021/12國家能源局電力并網運行管理規定傳統高載能工業
64、負荷、工商業可中斷負荷、電動汽車充電網絡等能夠響應電力調度指令的可調節負荷(含通過聚合商、虛擬電廠等形式聚合)等負荷側并網主體,省級以下電力調度機構調度管轄范圍內的并網主體,視其對電力系統運行的影響參照本規定執行。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告182021/10國務院關于印發 2030 年前碳達峰行動方案的通知加快建設新型電力系統。引導自備電廠、傳統高載能工業負荷、工商業可中斷負荷、電動汽車充電網絡、虛擬電廠等參與系統調節。到 2030 年,省級電網基本具備 5%以上的尖峰負荷響應能力。2021/07國家發改委、能源局關于加快推動新型儲能發展的指導意見鼓勵
65、聚合利用不間斷電源、電動汽車、用戶側儲能等分散式儲能設施,依托大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等技術,結合體制機制綜合創新,探索智慧能源、虛擬電廠等多種商業模式。2021/03國家發展改革委、國家能源局關于推進電力源網荷儲一體化和多能互補發展的指導意見充分發揮負荷側的調節能力。依托“云大物移智鏈”等技術,進一步加強源網荷儲多向互動,通過虛擬電廠等一體化聚合模式,參與電力中長期、輔助服務、現貨等市場交易,為系統提供調節支撐能力。區域(?。┘壴淳W荷儲一體化。依托區域(?。┘夒娏o助服務、中長期和現貨市場等體系建設,公平無歧視引入電源側、負荷側、獨立電儲能等市場主體,全面放開市場化交易,推動建立市場
66、化交易用戶參與承擔輔助服務的市場交易機制,培育用戶負荷管理能力,提高用戶側調峰積極性。充分發揮區域電網的調節作用,落實電源、電力用戶、儲能、虛擬電廠參與市場機制。資料來源:國家發改委,國家能源局,國信證券經濟研究所整理多地政府出臺虛擬電廠支持政策,助力產業落地。多地政府出臺虛擬電廠支持政策,助力產業落地。各地政府、發改委、能源管理部門根據當地電力供需、靈活性資源、電力市場建設情況,制定出臺相關支持虛擬電廠發展的政策,引導用戶側靈活資源參與電力市場提升電力系統靈活性。目前,山西、寧夏、廣州、深圳等省市出臺了支持推動虛擬電廠發展的專項政策,預計未來或有更多地方政府出臺建設虛擬電廠的工作方案,虛擬電
67、廠在各地有望持續落地。表8:各地政府支持虛擬電廠發展的政策梳理時間時間發布機構發布機構政策文件政策文件相關內容相關內容2021/12山西省能源局虛擬電廠建設與運營管理實施方案將 VPP 分為“負荷類”虛擬電廠(提供負荷側響應服務)、“源網荷儲一體化”虛擬電廠(參與電力市場、為電網提供調節服務)。規定了 VPP 建設流程、入市流程、退出方式。省內 VPP 需接入省級智慧能源綜合服務平臺,統一運營管理。2022/05北京市人民政府北京市“十四五”時期能源發展規劃提高電力需求側響應能力。發揮電力在能源互聯網中的紐帶作用,挖掘需求響應資源,聚集大型商務樓宇、電動汽車和儲能設施等資源,建設虛擬電廠。20
68、23/05廣東發改委、能源局廣東省促進新型儲能電站發展若干措施積極推進虛擬電廠建設。推動新型儲能電站與工業可控設備負荷、充換電設施、分布式光伏等資源聚合應用,配置“智能量測終端+多芯智能電表”,完成獨立計量和智能控制,在廣州、深圳等地開展虛擬電廠試點。統籌全省虛擬電廠接入、市場交易和協同控制,逐步培育形成百萬千瓦級虛擬電廠響應能力2021/06廣州市工信局廣州市虛擬電廠實施細則將虛擬電廠作為全社會用電管理的重要手段,逐步形成約占我市統調最高負荷 3%左右的響應能力。規定了電力用戶和負荷聚合商參與 VPP 的條件、邀約響應和實時響應的流程、削峰填谷響應的觸發條件、效應效果評估和補貼計算方法202
69、2/04河北省發改委河北省“十四五”新型儲能發展規劃加快推動源網荷儲融合建設,鼓勵電網企業聯合社會資本建設以大規模共享儲能為支撐的區域性虛擬電廠。2022/02河南省人民政府河南省“十四五”現代能源體系和碳達峰碳中和規劃以提升能源系統綜合效率為目標,實施能源大數據創新應用、“風光水火儲”一體化、“源網荷儲”一體化等示范工程,布局建設一批能源云平臺、智能電站、虛擬電廠、分布式能源站、儲能示范項目,推進能源全領域、全環節智慧化發展。2022/10黑龍江省住建廳黑龍江省城鄉建設領域碳達峰實施方案優化建筑用能結構,推廣建筑光伏一體化應用,推動智能微電網、光儲直柔、蓄冷蓄熱、負荷靈活調節、虛擬電廠等技術
70、應用,優先消納可再生能源電力,主動參與電力需求側響應2022/05湖北省人民政府湖北省能源發展“十四五”規劃探索推廣 V2G、商業儲能、虛擬電廠、“光伏+”等新型商業模式。2022/08吉林省人民政府吉林省碳達峰實施方案大力提升電力系統綜合調節能力,加快靈活調節電源建設,引導自備電廠、傳統高載能工業負荷、工商業可中斷負荷、電動汽車充電網絡、虛擬電廠等參與系統調節,建設堅強智能電網。2023/04濟南市發改委關于開展虛擬電廠建設與運營試點工作的通知將 VPP 分為“聚合式”虛擬電廠(提供負荷側響應服務)、“微網式”虛擬電廠(參與電力市場、為公共電網提供調節服務。以園區為依托,實現園區內新能源、用
71、戶及配套儲能項目一體化聚合)。2023 年 7 月 6 日濟南發改委公布了試點名單,共 4 個“聚合式”,一個“微網式”。2022/07江西省人民政府江西省碳達峰實施方案大力提升電力系統綜合調節能力,加快靈活調節電源建設,引導自備電廠、傳統高載能工業負荷、工商業可中斷負荷、電動汽車充電網絡、虛擬電廠等參與系統調節,建設堅強智能電網。2022/09內蒙古自治區能源局關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的實施意見積極培育綜合能源服務商、電儲能企業、負荷集成商等新興市場主體。研究獨立儲能電站、需求側響應主體、虛擬電廠等做為獨立市場主體平等參與市場交易相關事宜。2022/02內蒙古自治區人民政府
72、內蒙古自治區“十四五”能源發展規劃在呼和浩特市、通遼市、烏蘭察布市和鄂爾多斯市等地區,鼓勵聚合可調節負荷資源、儲能和分布式新能源,發展供需智能互動的虛擬電廠,促進新能源消納利用;鼓勵聚合蓄熱式電鍋爐、智慧樓宇、智能家居、用戶側儲能、工商業負荷等可調資源,推動綜合能源服務、輔助服務供應商、能源聚合商等多元主體參與電力輔助服務市場化交易,打造虛擬電廠生態體系,提升電力系統靈活性調節能力,到 2025 年,構建最大負荷 3%的需求響應資源庫。2023/04寧夏發改委委虛擬電廠建設工作方案(試行)建設虛擬電廠運營管理平臺,聚合分布式電源、儲能與可調節負荷等資源,打造虛擬電廠示范工程,通過市場機制引導,
73、有效提升負荷側可調資源的響應及聚合能力。2022/07青海省發改委、青海省能源局青海省關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見支持蓄熱電鍋爐、用戶側儲能、電動汽車充電設施、分布式發電等用戶側可調節資源,以及負荷聚合商、虛擬電廠運營商、綜合能源服務商等參與電力市場交易和系統運行調節,提升負荷參與電力需求側響應能力,發揮需求側資源削峰填谷、促進新能源消納作用,確保電力供需平衡。2022/07上海市發改委上海市碳達峰實施方案完善用電需求響應機制,開展虛擬電廠建設,引導工業用電大戶和工商業可中斷用戶積極參與負荷需求側響應,充分發揮全市大型公共建筑能耗監測平臺作用,深入推進黃浦建筑樓宇電力需求側
74、管理試點示范,并逐步在其他區域和行業推廣應用。2022/06上海市發改委上海市數字經濟發展“十四五”規劃發展“虛擬電廠”新業態,利用先進的計量、通信、控制等技術,對分布式異構能源進行聚合,實現自動化遠程調度、精準化智能分析和便捷化市場交易,推動構建“技術+產品+運營+生態”的“虛擬電廠”產業鏈條;加快構建以零碳能源為基礎的區域性電能集中管理模式,建立城市級“虛擬電廠”和能源互聯網中心,聚合分布式光伏、風電等泛在可調資源,推動傳統“源隨荷動”調度模式請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告19轉變為“源荷互動”新模式。2022/06深圳發改委深圳市虛擬電廠落地工作方案
75、(2022-2025)到 2025 年建成具備 100 萬千瓦級可調能力的虛擬電廠,逐步形成年度最大負荷 5%左右的穩定調節能力;虛擬電廠參與市場化交易機制不斷完善。2023/04深圳發改委深圳市支持虛擬電廠加快發展的若干措施(征求意見稿)支持虛擬電廠關鍵技術研發,對重點研發方向支持建設一批重點實驗室、企業技術中心、工程研究中心,最高不超過 1000 萬元。同時,鼓勵虛擬電廠關鍵設備規?;慨a。對于虛擬電廠關鍵核心設備產業化,最高支持力度不超過 1500 萬元。2022/06浙江發改委、能源局浙江省循環經濟發展“十四五”規劃加快新型電力系統建設,建設多元融合高彈性電網,積極建設虛擬電廠、源網荷
76、儲等示范項目,提升電網設施智能化調度運行水平。2022/06浙江發改委、浙江能源局浙江“十四五”新型儲能發展實施方案依托大云物移智鏈等技術,探索智慧能源、虛擬電廠、電動汽車有序充電等多種商業模式,提高用能質量、降低用能成本;依托大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等技術,開展儲能多功能復用、需求側響應、虛擬電廠等領域先進能源技術融合應用示范。資料來源:各地政府、發改委、能源局官網,國信證券經濟研究所整理催化因素三:極端天氣頻發,加快發掘需求側響應潛力催化因素三:極端天氣頻發,加快發掘需求側響應潛力極端天氣事件發生頻次呈增長趨勢。極端天氣事件發生頻次呈增長趨勢。根據中國氣候變化藍皮書(2023),中
77、國升溫速率高于同期全球水平,1961-2022 年中國極端高溫事件發生頻次呈顯著增加趨勢。2023 年,受厄爾尼諾現象影響,全國多地夏季出現高溫天氣,致使用電尖峰負荷大幅提升。據中電聯預計,2023 年夏季中國高峰用電需求將達到 13.7億千瓦,比 2022 年增加約 8000 萬千瓦,若出現極端高溫天氣,中國的最大電力負荷預計還將增加約 2000 萬千瓦。發掘用戶側靈活性資源,有效滿足尖峰負荷需求發掘用戶側靈活性資源,有效滿足尖峰負荷需求。尖峰負荷持續時間較短,從多年電力運行情況看,國內每年用電負荷高于 95%的尖峰負荷發生時間僅有幾十小時,通過新增電源來滿足尖峰負荷不具備經濟性。通過發掘用
78、戶側靈活性資源,壓降用電負荷需求,有助于緩解極端高溫天氣下電力供需偏緊的問題,保障電力系統平衡穩定。圖18:2023 年 H1 全國高溫日數距平分布圖資料來源:國家氣候中心,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告20圖19:1961-2022 年中國極端高溫事件頻次圖20:1961-2023 年 H1 全國平均高溫日數歷年變化資料來源:中國氣候變化藍皮書(2023),國信證券經濟研究所整理資料來源:國家氣候中心,國信證券經濟研究所整理催化因素四:充電樁保有量和新型儲能裝機容量增長,可聚合資源快速增加催化因素四:充電樁保有量和新型儲能裝機容量增
79、長,可聚合資源快速增加充電樁保有量和新型儲能裝機容量持續增加,為虛擬電廠提供豐富的可聚合資充電樁保有量和新型儲能裝機容量持續增加,為虛擬電廠提供豐富的可聚合資源源。隨著新能源汽車銷量快速增加,國內充電樁保有量快速增長,截至 2023H1,國內充電基礎設施保有量達到 665.2 萬臺,同比增長 69.8%,其中公共充電基礎設施保有量達到 214.9 萬臺,同比增長 40.6%;同時,新型儲能裝機容量亦快速增加,CNESA 數據顯示,2023H1,國內新增投運新型儲能規模 8.0GW/16.7GWh,累計投運新型儲能累計裝機 21.1GW/44.6GWh。整體而言,充電樁、儲能等靈活性資源快速增加
80、,為虛擬電廠運營商提供了更多的可聚合靈活性資源來源,助力虛擬電廠運營商聚合資源規模擴張。圖21:國內公共充電樁保有量情況圖22:國內新型儲能累計裝機規模(GW)資料來源:中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟,國信證券經濟研究所整理資料來源:CNESA,國信證券經濟研究所整理新能源汽車保有量持續增加。新能源汽車保有量持續增加。中汽協數據顯示,2023H1,國內新能源汽車產銷量分別為 378.8、374.7 萬輛,分別同比增長 42.4%和 44.1%,新能源汽車新車銷量達汽車新車總銷量的 28.3%。同時,截至 2023 年 6 月,全國新能源汽車保有量達1620 萬輛,占汽車總量的 4.9%。其中
81、,純電動汽車保有量 1259.4 萬輛,占新能源汽車總量的 77.8%。隨著“雙碳”目標政策推進,預計未來新能源汽車產銷量、保有量將持續增加。V2GV2G 有望逐步落地。有望逐步落地。新能源汽車保有量持續增加的情況下,新能源汽車無序充電將增大電網壓力。若新能源汽車可在用電低谷充電,在用電高峰放電,可減少電網增容壓力,V2G 則是實現新能源汽車低谷充電、高峰放電過程的主要舉措。車請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告21輛和電網互動(Vehicle-to-grid,V2G)是將電動汽車車載電池作為分布式儲能單元,實現車輛和電網之間能量與信息雙向傳遞,V2G 具備削峰
82、填谷、調節頻率、旋轉備用等功能,有助于保障電網平衡,同時更高效地利用新能源汽車車載電池。未來 V2G 逐步落地后,將會為虛擬電廠帶來大量靈活性調節資源。圖23:中國新能源汽車銷量及增長率情況資料來源:中汽協,國信證券經濟研究所整理圖24:V2G 適用于峰谷調節、旋轉備用、頻率調節等場景資料來源:車網互動(V2G)技術潛力與實施可行性,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告22催化因素五催化因素五:峰谷電價拉大及電價上浮致工商業企業節能需求增加峰谷電價拉大及電價上浮致工商業企業節能需求增加,負電價提供負電價提供套利空間套利空間政策持續完善分時電
83、價機制政策持續完善分時電價機制,峰谷價差持續拉大峰谷價差持續拉大。2021 年 7 月,國家發改委印發關于進一步完善分時電價機制的通知(發改價格20211093 號)(以下簡稱“1093 號文”),1093 號文提出,合理確定峰谷電價價差和建立尖峰電價機制,從而更好引導用戶削峰填谷、改善電力供需狀況和促進新能源消納。1093 號文執行以來,各地政府部門陸續出臺完善分時電價機制的政策,調整峰谷時段設置及峰谷電價,工商業峰谷電價差呈增長態勢。圖25:2023 年 1-6 月部分省份 1-10KV 工商業用戶電網代理購電最大價差(元/kwh)資料來源:CNESA,國信證券經濟研究所整理第三監管周期省
84、級電網輸配電價政策出臺第三監管周期省級電網輸配電價政策出臺,多數省份輸配環節電價上浮多數省份輸配環節電價上浮。2023 年5 月,國家發改委印發關于第三監管周期省級電網輸配電價及有關事項的通知(發改價格2023526 號),規定工商業用戶用電價格由上網電價、上網環節線損費用、輸配電價、系統運行費用、政府性基金及附加組成,其中系統運行費用包括輔助服務費用、抽水蓄能容量電費等,在工商業用戶電價構成中新增系統運行費用。第三監管周期省級電網輸配電價自 6 月 1 日執行以來,多數省份綜合輸配電價有所上浮,工商業企業用電成本有所抬升。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告2
85、3圖26:第三監管周期前后 1-10(20)KV 單一制工商業用戶輸配電價比較(元/kwh)資料來源:各省電網公司,國信證券經濟研究所整理負電價現象產生以及現貨市場上電價波動增加負電價現象產生以及現貨市場上電價波動增加,提供套利機會提供套利機會。2023 年 5 月 1 日-3 日期間,由于風光新能源大發而電力需求不足,山東電力現貨實時市場出現連續 21 小時負電價,預計未來隨著新能源裝機增加,電力現貨市場出現負電價可能成為常態,電力現貨市場出現負電價反映出系統缺乏靈活性;同時,電力現貨市場價格波動加劇,相關主體可根據價格信號自動調節用戶可調節負荷,在保證用戶正常生產的情況下,將用戶負荷從現貨
86、高價轉移至現貨低價時段,節約用戶用電成本的同時實現套利。圖27:23 年 5 月 1-3 日山東現貨日前市場電價(元/MWh)圖28:23 年 5 月 1-3 日山東現貨實時市場電價(元/MWh)資料來源:山東電力交易中心,國信證券經濟研究所整理資料來源:山東電力交易中心,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告24圖29:8 月 2 日山東電力現貨市場電價走勢(元/MWh)資料來源:山東電力交易中心,國信證券經濟研究所整理虛擬電廠產業鏈、市場競爭格局及市場規模測算虛擬電廠產業鏈、市場競爭格局及市場規模測算虛擬電廠產業鏈虛擬電廠產業鏈:上游包括
87、分布式電源、可調負荷、儲能、充電樁等靈活性資源,中游為智能計量設備、信息通信設備、控制終端、運營和交易系統軟件等軟硬件構成的虛擬電廠平臺,下游主要是有電網、售電公司以及工商業用戶等需求主體構成。圖30:虛擬電廠產業鏈示意圖資料來源:36 氪研究院,國信證券經濟研究所整理當前,國內虛擬電廠產業處于發展初期,項目多以示范性項目為主,未出現規模較大的虛擬電廠運營商,市場格局較為分散。虛擬電廠行業主體可分三類:一是虛擬電廠設備、軟件、運營平臺供應商,如東方電子、國電南瑞、遠光軟件等公司;二是聚合靈活性調節資源參與虛擬電廠調度的運營商,如朗新科技、南網能請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研
88、究報告證券研究報告25源等公司;三是供應虛擬電廠硬件設備/軟件的同時發展虛擬電廠運營業務,如恒實科技、國網信通等。表9:虛擬電廠主要上市公司梳理公司公司主營業務主營業務虛擬電廠布局虛擬電廠布局朗新科技服務于電力能源消費領域,以 B2B2C 的業務模式,聚焦“能源數字化+能源互聯網”雙輪驅動發展戰略。虛擬電廠運營商虛擬電廠運營商,截至 2023 年 6 月,公司已在十幾個省份獲得售電牌照,并在江蘇、四川、廣東、深圳等省市獲得需求響應或虛擬電廠資質,年度電力交易合約突破 2.3 億度,簽約參與聚合調度的容量超 75MW,聚合綠電交易的光伏電站超 820 座。國能日新面向電力市場主體提供新能源信息化
89、產品及相關服務,產品主要以新能源發電功率預測產品為核心。主要以虛擬電廠智慧運營管理系統和虛擬電廠運營業務兩種方式進行以虛擬電廠智慧運營管理系統和虛擬電廠運營業務兩種方式進行,為客戶提供虛擬電廠平臺開發、資源接入等軟件定制開發服務,同時公司已于 2022 年 6 月設立控股子公司國能日新智慧能源(江蘇)有限公司重點拓展虛擬電廠運營業務,于 2023 年 7 月設立全資子公司日新鴻泰和全資孫公司日新鴻晟開展工商業儲能或微電網投建運營業務。東方電子全方位布局數字化電網、數字化能源、數字化社會相關業務,產品包括調度及云化、輸變電自動化、智能配用電等。目前公司虛擬電廠的項目主要包括為客戶提供能源管控系統
90、、相應設備、工程實施和后為客戶提供能源管控系統、相應設備、工程實施和后期運維服務期運維服務。公司目前在園區級、負荷聚合商級和城市級三個層級開展虛擬電廠業務,相應的典型項目包括廣州明珠工業園虛擬電廠管理平臺、“粵能投”虛擬電廠管理平臺和廣州市虛擬電廠管理平臺。恒實科技致力于用先進的物聯網大數據技術為電力、通信等基礎行業實現數字化轉型升級提供支撐,業務包括數據能源、通信技術服務、智能物聯應用等。公司在虛擬電廠領域未來規劃的身份是能源聚合商、平臺與技術提供商和運營商能源聚合商、平臺與技術提供商和運營商,為用戶提供虛擬電廠交易平臺;公司參與建設了國網冀北虛擬電廠、國網湖南省電力有限公司智慧能源綜合服務
91、平臺、東北電網調峰輔助服務等項目,并以能源聚合商身份開展冀北、湖南等地虛擬電廠業務。在數字能源板塊,南方總部將聚焦于深圳區域的虛擬電廠業務發展。恒實盛景在山西設立子公司,擬在山西開展虛擬電廠等數字能源相關業務。國網信通依托電力數字化服務、企業數字化服務、云網基礎設施三大業務板塊,不斷優化以“數字底座+能源應用”為核心定位的“云網融合”產業布局。參與虛擬電廠相關示范工程建設,打造覆蓋打造覆蓋“源網荷儲充源網荷儲充”一體化運行虛擬電廠運營平一體化運行虛擬電廠運營平臺臺,平臺已接入華北輔助服務市場、天津虛擬電廠、上海虛擬電廠參與電網調節,實現面向企業園區、商業樓宇用戶的區域能源資源的優化配置。公司積
92、極拓展售電用戶資源,公司積極拓展售電用戶資源,聚合負荷資源,提供虛擬電廠運營、能源聚合運營服務聚合負荷資源,提供虛擬電廠運營、能源聚合運營服務。特銳德專注戶外箱式電力設備的研發與制造,基于在戶外箱式電力設備的技術積累和創新延伸,公司成功開拓了電動汽車充電網業務。公司致力于打造充電網、微電網、儲能網,從而形成鏈接、聚合、平衡新能源發電和電動汽車的虛擬電廠體系,公司建成特來電虛擬電廠平臺公司建成特來電虛擬電廠平臺,聚合充電站和新能源微網場站參聚合充電站和新能源微網場站參與電力調峰輔助服務及需求側響應與電力調峰輔助服務及需求側響應,公司實現與 16 個網、省、地級電力調控中心或需求側管理中心的對接,
93、截至 2022 年,公司具備虛擬電廠條件的可調度的資源容量約為 200萬 KW,報告期內參與調度的容量超過 40 萬 KW,參與調度電量超過 7000 萬度。目前,在華北調峰市場,特來電總計接入資源 178MW,調峰容量超過 20MW,總調峰電量達 10GWh,實現分鐘級數據交互和控制響應、結算。安科瑞專注于從事中低壓企業微電網能效管理所需的設備和系統的研發、生產、銷售及服務。公司聚焦在企業微電網領域,應用涵蓋電力、環保、新能源、消防、數據中心、智能樓宇、智慧園區、智慧工廠、市政工程等多個領域,公司微電網能效管理系統及硬件設備可應微電網能效管理系統及硬件設備可應用于虛擬電廠用于虛擬電廠。國電南
94、瑞公司以先進的控制技術和信息技術為基礎,利用大數據、云計算、AI 等技術為電網、發電等行業和客戶提供軟硬件產品、整體解決方案及應用服務。公司在虛擬電廠關鍵技術和市場機制方面已進行多年的研究,可以提供完整的虛擬電廠解決方案,擁有虛擬電廠平臺、虛擬機組、調控終端等系列化成熟產品擁有虛擬電廠平臺、虛擬機組、調控終端等系列化成熟產品和不同類型虛擬電廠的建設經驗。2022 年,公司研發的國內首套省級虛擬電廠運營管控系統投入運行,為山西虛擬電廠正式參與電力現貨交易奠定基礎。遠光軟件專注大型企業管理信息化,長期為能源行業企業提供信息化管理產品與服務,圍繞數字企業、智慧能源、信創平臺、社會互聯四大領域進行布局
95、。公司在已有的電力交易平臺基礎上,綜合運用遠光物聯網、大數據和人工智能等技術基礎,建設了面向虛擬電廠運營商的虛擬電廠運營管理平臺建設了面向虛擬電廠運營商的虛擬電廠運營管理平臺,平臺能夠實現分布式發電、儲能、充電樁、工商業用戶等分散資源的在線聚合和統一管理,支持資源的潛力評估以及分級分區聚合管理;平臺可提供精準的負荷預測、市場價格預測以及交易申報策略智能決策等,在交易的基礎上平臺能夠通過能力分析、調控指令分解實現調控計劃的智能化分解和執行,實現虛擬電廠內資源的精準調控。蘇文電能公司為涵蓋電力設計咨詢、電力設備供應、電力施工及智能用電服務為一體的一站式(EPCO)供應電品牌服務商。公司作為負荷集成
96、商和工業領域電力需求側管理服務機構負荷集成商和工業領域電力需求側管理服務機構,一直致力于通過需求響應、微電網建設和運營、可調負荷托管等技術和管理手段,為用戶提供虛擬電廠相關服務,產生了實質性的收入。截至 2022 年,公司“電能俠云平臺”接入變電站 4300+,光伏站 100+,儲能站 30+,共接入電能物聯網終端設備 8W+,年均管理用電量超 60 億度。南網能源主要從事節能服務,圍繞綜合能源供應商和綜合能源服務商兩大戰略定位,以引領綜合能源產業新生態為愿景,為客戶能源使用提供診斷、設計、改造、綜合能源項目投資及運營維護等一站式綜合節能服務。搶抓源荷聚合業務起步發展且與公司業務高度契合的機遇
97、,推出七個典型應用場景綜合能源解決產品,目前公司以肇慶、南沙為試點打造城市級/區域級/園區級負荷聚合商先行點,并在南方電網分布式源荷聚合服務平臺上注冊了相應資質,開始嘗試在該平臺下開展分布式源荷聚合服務相關業務。未來公司將加快分布式源荷聚合服務業務發展,在分布式電源、光儲用一體化、水(冰)蓄冷、建筑樓宇可控負荷等公司存量及增量客戶資源的聚合上形成獨有優勢,積極探索向負荷聚合商轉型積極探索向負荷聚合商轉型。芯能科技聚焦自持分布式電站業務,依托分布式光伏電站屋頂資源業主布局“充電、儲電”新應用領域。以分布式光伏客戶為基礎,結合充電樁、儲能、微網、虛擬電廠等技術的應用場景,布局電動汽車充電樁業務,穩
98、步推進工商業儲能運營業務,截至 2022 年,公司累計投運的分布式光伏裝機容量為 726MW。晶科科技光伏發電,也為客戶提供儲能、售電、節能改造等綜合能源服務。公司積極參與調峰調頻輔助服務、利用儲能和負荷側聚合資源實現快速需求側響應,搭建虛擬電廠集控平臺,推動虛擬電廠業務全面發展。公司下屬綜合能源服務商晶科慧能以綜合能源服務商晶科慧能以負荷聚合商負荷聚合商身份組織晶科 10MW/20MWh 用戶側儲能項目全程參與華能浙江虛擬電廠首個實時調度 72 小時試運行。資料來源:Wind,各公司公告,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告26虛擬電廠主
99、體及運營模式:虛擬電廠主體及運營模式:虛擬電廠產業的主體主要包括電網公司、虛擬電廠平臺、負荷聚合商、靈活性資源的業主四類,在虛擬電廠運營過程中,電網公司負責調度指令發布以及引導虛擬電廠平臺上的負荷聚合商參與電力市場交易,而虛擬電廠平臺則根據自身聚合的資源情況對電網調度指令進行響應,提供服務并參與電力市場交易獲取相應收益。圖31:虛擬電廠主要業務主體資料來源:中國電科院,國信證券經濟研究所整理圖32:虛擬電廠業務運營模式示意圖資料來源:國能日新公司公告;國信證券經濟研究所整理虛擬電廠盈利模式虛擬電廠盈利模式:虛擬電廠可通過提供削峰填谷、輔助服務、能效管理、偏差考核補償服務等服務和參與電力現貨市場
100、交易、綠電綠證交易、CCER 交易、容量市場實現盈利,盈利來源較為多元。未來電力體制機制改革持續推進背景下,預計虛擬電廠盈利方式將逐步落地。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告27圖33:虛擬電廠主要盈利模式資料來源:東方電子,國信證券經濟研究所整理從虛擬電廠產業鏈構成、運營模式、盈利模式及產業發展狀況來看,我們認為虛擬電廠行業競爭的關鍵要素在于聚合資源、信息預測能力、交易運營能力等。聚合資源:聚合資源:一是聚合資源規模的大小、類型多元程度等,擁有多元類型的虛擬電廠運營商可根據響應能力構建覆蓋毫秒級、秒級、分鐘級等多時間尺度調控產品;二是不同資源響應速度和特性、
101、補貼價格有所差異,不同市場所需的優質資源類型也有所不同,擁有優質資源的虛擬電廠運營商市場競爭力或更為突出;三是資源的可調、可控潛力,由于可調負荷通過自主調節負荷行為來響應,可能會受負荷主體或企業主體行為影響,同時各地區當地主要用電產業不同,受上述因素影響,各類資源的可調、可控潛力會產生差異,進而影響虛擬電廠運營水平。信息預測能力:信息預測能力:虛擬電廠參與電力市場是實現收益的重要來源,而電力市場交易要求報量報價出清,而報價報量交易策略在很大程度上取決于對電價、發電功率、負荷等預測的結果。因而,為提升虛擬電廠運營效益,對虛擬電廠運營商的預測能力提出更高要求,相應具備更強的電價、發電功率、負荷預測
102、能力的虛擬電廠運營商市場競爭優勢更為突出,同時較強的信息預測能力也將為虛擬電廠運營商交易能力提供有效支撐。交易運營能力:交易運營能力:一是虛擬電廠作為一個整體,需在滿足調控范圍、響應時間、調節速率等指標的前提下,對靈活性資源制定相對較優的調度策略;二是虛擬電廠在對價格、負荷變化趨勢預測基礎上進行調控,需根據不同交易場景、不同時間調節尺度、不同收益水平制定交易、調度策略;三是虛擬電廠響應速度要求“秒級”,需考慮控制模式(直控、非直控)、資源類型、環境現狀、調控層級和資源設備條件等因素來參與響應,實現資源優化配置;四是由于在計算虛擬電廠需求側響應補貼收益時要考慮補貼系數,而補貼系數跟實際響應情況相
103、關,虛擬電廠運營商需根據工商業可調負荷主體用電規律,結合可調可控資源將響應系數控制在合理區間內,從而達到預期收益水平。虛擬電廠需要基于對接入各類資源的運行特性分析及對市場的判斷,尋找較優交易策略,從而獲取更高的交易回報。表10:虛擬電廠可參與的電力市場類型及其優質資源市場類型市場類型優質資源類型優質資源類型現貨源網荷儲各環節可以柔性控制出力的資源調峰輔助服務源網荷儲各環節可以柔性控制出力的資源調頻輔助服務分布式電源、儲能等具備調頻能力的資源備用、無功等輔助服務分布式電源、儲能等可以提供相應輔助的資源中長期雙邊、集中交易大工業、工商業等用電曲線和電量較為穩定的資源容量大工業、工商業等用電曲線和電
104、量較為穩定的資源綠證交易等分布式電源、電化學儲能、大數據中心等有相關交易需求的資源資料來源:王宣元等,虛擬電廠參與電網調控與市場運營的發展與實踐,電力系統自動化,2022年 9 月,46(18):158-168,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告28表11:各省虛擬電廠價格政策梳理地地區區相關政策相關政策VPPVPP 參與的參與的市場市場補貼標準補貼標準費用來源費用來源浙江2023 年浙江省電力需求側管理工作實施方案需求側響應根據實際響應效果,參與需求響應的用戶可獲得補貼。響應到位持續時間越長,獲得補貼越多由全體工商業用戶公平合理分攤關于
105、浙江第三方獨立主體參與電力輔助服務常態化運行的補充通知調峰輔助服務若上一日同時段現貨均價高于 1000 元/MWh、則當日削峰調峰價格上限為 1000 元/MWh,否則削峰上限為 650 元/MWh。發電側分攤費用參與華東“兩細則”費用結算貴州貴州省電力需求響應實施方案(試行)需求側響應響應價格上限:1.5 元/千瓦時;單個虛擬電廠響應能力不低于0.1 萬千瓦,單個需求響應資源響應能力不低于 0.01 萬千瓦,響應時長均不低于 1 小時。由全體工商業用戶共同承擔,按月度實際用電量進行分攤廣東關于廣東省市場化需求響應相關事項的通知需求側響應保底價與珠三角五市 10 千伏大工業代理購電用戶尖峰時段
106、電度電價基本相當,體現尖峰時段的用電價值,暫按 1.5 元/千瓦時設置。由所有需求地區電力用戶按結算月份月度實際用電量比例分攤。云南2023 年云南省電力需求響應方案需求側響應(一)實時型響應補貼:全年統一價格 2.5 元/kWh。(二)邀約型響應補貼:削峰類 0-5 元/kWh;填谷類 0-1 元/kWh。負荷聚合商應具備集成 2500 千瓦及以上響應負荷能力。由直接參與市場化交易的用戶按月度凍結用電量計算度電分攤價格四川關于四川電網試行需求側市場化響應電價政策有關事項的通知需求側響應需求響應價格的上下限暫定為 3 元/千瓦時和 0 元/千瓦時,后期可視市場運行情況調整。優先將四川電網尖峰電
107、價增收資金等作為市場主體需求側市場化響應收益的資金來源河北關于進一步做好河北南部電網電力需求響應市場運營工作的通知需求側響應日前和日內響應采用電量補償方式。實時響應采用容量+電量補償方式。電量補償:日前響應按照出清價格進行補償;日內提前 4 小時響應按照出清價格 1.3 倍補償,提前 2 小時級響應按照出清價格 2 倍補償;實時響應按照出清價格的 3 倍補償。容量補償:在需求響應執行月,給予實時需求響應主體容量補償,標準按照 8 元/千瓦月。負荷聚合商聚合削峰能力不低于 5000 千瓦。向全部高壓工商業用戶(含市場化交易用戶、電網企業代理購電用戶)當月高峰時段(含尖峰)用電量征收需求響應補貼費
108、用。河北省電力需求響應市場運營規則江蘇江蘇省電力需求響應實施細則(修訂)需求側響應削峰:調控時間60 分鐘,電價標準 10 元/kW;60-120 分鐘,12元;120 分鐘,15 元。填谷響應電價:約定時段 5 元/kW,平時段補貼為 8 元/kW。負荷集成商響應能力原則上不小于 1 萬千瓦。尖峰電價收取的資金寧夏寧夏回族自治區電力需求響應管理辦法需求側響應削峰響應:2 元/kWh。填谷響應:0.35/kWh。負荷集成商響應能力大于 1 萬千瓦設立電力需求響應專項資金,通過輔助服務費用、尖峰電價、直接交易電量分攤等多種渠道拓寬資金來源山東2022 年全省電力可中斷負荷需求響應工作方案需求側響
109、應容量補償費用:第一檔(日前 13 點通知)不超過 2 元/千瓦/月,第二檔(日內提前 4 小時通知)3 元/千瓦/月,第三檔(日內直控)4 元/千瓦/月;山東電力現貨市場未運行時,緊急型需求響應電能量補償費用按最近一次現貨運行期問響應時段實時節點電價價格結算。虛擬電廠總調節能力不低于 5MW,單日持續響應時間不低于 2 小時,可在 4 小時內快速響應。削峰需求響應補償費用按全省工商業用戶在需求響應執行時段的用電量進行分攤,填谷需求響應補償費用按省內核電機組、集中式新能源場站、火電機組在需求響應執行時段上網電量進行分攤。關于進一步做好 2022 年下半年山東省電力現貨市場結算試運行工作有關事項
110、的通知現貨市場虛擬電廠可作為獨立市場主體參與市場交易陜西2022 年陜西省電力需求響應工作方案需求側響應經濟型(日前邀約):調控時間120 分鐘,補貼標準 5 元/千瓦/次,120 分鐘,補貼標準 10 元/千瓦/次緊急型(日內邀約):調控時間60 分鐘,補貼標準 20 元/千瓦/次,60 分鐘,補貼標準 30 元/千瓦/次-重慶2022 年 5 月重慶市經信委2022 年重慶電網需求響應實施方案(試行)需求側響應削峰響應:工業用戶為 10 元/千瓦/次,商業、移動通信基站、用戶側備用電源、數據中心、電動汽車充換電站、凍庫等用戶為 15 元/千瓦/次;填谷響應:1 元/千瓦/次。負荷聚合商響應
111、能力不低于 5000 千瓦。-重慶電力調頻輔助服務市場運營規則調頻輔助服務調頻里程申報價格上、下限分別暫定為 15 元/兆瓦、6 元/兆瓦。虛擬電廠、負荷聚合商經電力調度機構同意可納入調頻輔助服務提供者范圍。由以下市場主體進行分攤:發電企業、參與市場化交易的電力用戶、其他需要參與分攤的市場主體廣西廣西電力市場化需求響應實施方案(試行)需求側響應暫定響應價格上限為 2.5 元/kwh,最低 0 元/kwh。負荷集成商聚合的單個虛擬電廠最小響應能力不低于 1MW,單個需求響應資源最小響應能力不低于 0.2MW 響應時長均不低于 1 小時電力用戶月度分攤需求響應市場損益上限為 0.01 元/千瓦時安
112、徽安徽省電力需求響應實施方案(試行)需求側響應約時削峰響應,響應補償價格 8 元/千瓦次,實時削峰響應,響應補償價格 12 元/千瓦次,填谷響應,響應補償價格 3 元/千瓦 次。負荷聚合商響應能力原則上不低于 5MW。容量補償:約時備用容量:1 元/kW月(旺季),0.5 元/kW月(淡季)。實時備用容量:2 元/kW月(旺季),1 元/kW月(淡季)-湖北湖北省電力需求響應實施方案(試行)需求側響應市級補貼標準按實際有效需求響應用戶中報價最高值確定。日前響應補貼標準最高 20 元/千瓦,日內 25 元/千瓦。負荷聚合商總約定響應能力不低于 5000kW。2020 年三峽增發電量對應的價差空間
113、天津天津市 2022 年電力需求響應實施細則需求側響應邀約型填谷需求響應為固定補償模式,價格為 1.2 元/千瓦時。邀約型削峰需求響應為固定補償模式,價格為 2.0 元/千瓦。緊急型削峰需求響應(虛擬電廠優先)為固定補償模式,價格財政資金。當合計總補貼資金超過設定的全市補貼資金上限,按比例折算。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告29為 5.0 元/千瓦。虛擬電廠響應能力不低于 0.1 萬 kW,最大不超過 20 萬 kW,響應持續時間不少于 30 分鐘。湖南湖南省電力需求響應實施辦法、湖南省電力可中斷負荷管理辦法需求側響應日前:補償價格不高于 10 元/千瓦次
114、。日內可中斷負荷:調用補償價格 20 元/千瓦次。負荷聚合商具備集成 3000 千瓦及以上響應負荷能力。從省需求響應專項資金安排。山西虛擬電廠建設與運營管理實施方案中長期、現貨、輔助服務市場建設初期,“負荷類”虛擬電廠參與中長期、現貨及輔助服務市場,“一體化”虛擬電廠參與現貨及輔助服務市場,后期視電力市場發展情況適時進行調整。虛擬電廠參與現貨市場時,僅參與日前現貨市場,實時現貨市場中作為固定出力機組參與出清,待條件具備后,再參與實時現貨市場。通過市場化競爭形成價格資料來源:各地發改委官網,國信證券經濟研究所整理表12:部分省份需求響應補貼標準情況梳理時間時間省份省份政策政策補貼標準補貼標準20
115、23/4云南2023 年云南省電力需求響應方案實時響應補貼:全年統一 2.5 元/kwh,每天不多于 3 次,每次不超過 3 小時削峰類:0-5 元/kwh填谷類:0-1 元/kwh2023/4四川關于四川電網試行需求側市場化響應電價政策有關事項的通知需求響應:0-3 元/kwh2022/10江蘇江蘇省電力需求響應實施細則(修訂征求意見稿)削峰調控時間2h,10 元/kw2調控時間4h,12 元/kw調控時間4h,15 元/kw填谷谷時段:5 元/kw平時段:8 元/kw2022/6寧夏寧夏回族自治區電力需求響應管理辦法削峰:2 元/kwh填谷:0.35 元/kwh2022/5陜西2022 年
116、陜西電力需求響應工作方案削峰響應:經濟型響應時間120 分鐘,5 元/kw次經濟型響應時間120 分鐘,10 元/kw次緊急型響應時間120 分鐘,20 元/kw次緊急型響應時間120 分鐘,30 元/kw次2022/4重慶2022 年重慶電網需求響應實施方案(施行)削峰響應工業用戶,10 元/kw/次充換電站、凍庫等用戶,15 元/kw/次填谷響應:1 元/kw/次2022/4廣東廣東省市場化需求響應實施方案(試行)日前邀約:70-3500 元/mwh可中斷負荷:70-5000 元/mwh2022/1天津天津市 2022 年電力需求響應實施細則邀約型:填谷需求響應:1.2 元/kwh削峰需求
117、響應:2 元/kw緊急型:削峰需求響應 5 元/kw2022/1安徽安徽省電力需求響應實施方案(試行)響應補償約時削峰響應 8 元/kw次實時削峰響應 12 元/kw次填谷響應 3 元/kw次容量補償約時備用容量 1 元/kw次(旺季)/0.5 元/kw次(淡季)實時備用容量 2 元/kw 次(旺季)/1 元/kw 次(淡季)2021/12廣西廣西電力市場需求響應實施方案(試行)響應價格上限暫定 2.5 元/kwh2021/6湖北湖北省電力需求響應實施方案(試行)日前響應:每天不超過 2 次,累計時長4h,最高 20 元/kw日內響應:每天不超過 2 次,累計時長4h,最高 25 元/kw資料
118、來源:各地發改委官網,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告30虛擬市場規模測算:虛擬市場規模測算:虛擬電廠市場空間測算可從投資端、運營端來進行測算。到到 20252025 年年,虛擬電廠投資端累計市場規模為虛擬電廠投資端累計市場規模為 131-220131-220 億元億元。參考中國電科院新型電力系統背景下虛擬電廠實踐,對投資端市場空間測算的主要假設如下:(1)以 200 萬千瓦容量的虛擬電廠建設為例,接入日前級資源 150 萬,小時級資源 30 萬千瓦,分鐘級資源 15 萬千瓦,秒級資源 5 萬千瓦;(2)虛擬電廠平臺建設費 500 萬元
119、/套;(3)工業企業日前級資源接入與監測單價為 0.01 萬元/千瓦;(4)工業企業小時級資源接入與監測單價為 0.02 萬元/千瓦;(5)商業分鐘級資源接入與監測單價為 0.05 萬元/千瓦;(6)儲能建設成本為 0.18 萬元/千瓦時;(7)根據中電聯預測,到 2025 年,國內最大負荷為 16.3 億千瓦;同時,根據 電力需求側管理辦法(征求意見稿),到 2025 年,各省需求響應能力達到最大用電負荷的 3%-5%。綜合以上假設,200 萬千瓦容量的虛擬電廠建設投資成本為 5.36 億元,單位投資成本為 268 元/千瓦;同時,到 2025 年,預計國內需求響應能力對應容量為0.49-0
120、.82 億千瓦,對應虛擬電廠投資端的市場規模為 131-220 億元。表13:200 萬千瓦容量虛擬電廠建設投入(億元)序號序號費用類型費用類型單價單價數量數量小計小計1平臺建設費500 萬元/套1 套0.052工業企業日前級資源接入與監測0.01 萬元/千瓦150 萬千瓦1.53工業企業小時級資源接入與監測0.02 萬元/千瓦30 萬千瓦0.64商業分鐘級資源接入與監測0.05 萬元/千瓦15 萬千瓦0.755儲能建設0.18 萬元/千瓦時13.69 萬千瓦時2.96合計合計5.365.36資料來源:中國電科院新型電力系統背景下虛擬電廠實踐,國信證券經濟研究所整理 注:儲能建設容量,按最大調
121、頻容量 5 萬千瓦,年均運行小時數 1000 小時計算,平均每天的放電能力需達到 5 萬千瓦 X(1000 小時365 天)=13.69 萬千瓦時/天20252025 年年,虛擬電廠運營端市場規模虛擬電廠運營端市場規模(僅考慮需求側響應僅考慮需求側響應、調峰調頻輔助服務調峰調頻輔助服務)為為129-216129-216 億元。億元。參考中國電科院新型電力系統背景下虛擬電廠實踐,對運營端市場空間測算的主要假設如下:(1)虛擬電廠容量為 200 萬千瓦,其中日前級資源響應容量為 150 萬千瓦,小時前級資源響應容量為 30 萬千瓦,分鐘級資源響應容量為 15 萬千瓦,基于調峰輔助服務市場互動響應容
122、量 60 萬千瓦,調頻服務響應容量 5 萬千瓦;(2)日前級資源響應單價為 4 元/kwh,小時前級資源響應單價為 8 元/kwh,分鐘級資源響應單價為15元/kwh,基于調峰輔助服務市場互動服務單價為0.2元/kwh,調頻服務單價為 0.5 元/kwh;(3)日前級資源響應時長為 4 小時,小時前級資源響應時長為 2 小時,分鐘級資源響應時長為 1 小時,基于調峰輔助服務市場互動響應時長為 8 小時;(4)日前級資源響應次數為 10 次,小時前級資源響應次數為 10 次,分鐘級資源響應次數為 10 次,基于調峰輔助服務市場互動響應次數為 200 次;綜合以上假設,在不考慮分成比例的情況下,測
123、算得出該虛擬電廠的年收益為請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告315.275 億元,對應單位收入為 264 元/千瓦;預計到 2025 年國內需求響應容量需求為 0.49-0.82 億千瓦,對應 2025 年虛擬電廠運營市場規模為 129-216 億元。表14:200 萬千瓦容量虛擬電廠年運營收入(億元)序號序號收益類型收益類型響應容量響應容量(萬千瓦(萬千瓦)單價單價(元元/千瓦時)千瓦時)單次響單次響應時長應時長響應次數響應次數小計小計1日前級資源(傳統需求響應市場)15044 小時102.42小時級資源(傳統需求響應市場)3082 小時100.483分鐘級
124、資源(傳統需求響應市場)15151 小時100.2254基于調峰輔助服務市場的互動收益600.28 小時2001.925調頻服務50.5100010.25合計合計5.2755.275資料來源:中國電科院新型電力系統背景下虛擬電廠實踐,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告32海外虛擬電廠發展回顧海外虛擬電廠發展回顧在歐洲、北美、澳大利亞等國家和地區,虛擬電廠實現了商業化發展。歐洲側重于電源側,主要考慮分布式發電的可靠并網和電力市場運營。北美側重于負荷側,將“需求響應”納入能源批發市場,兼顧可再生能源利用。澳大利亞側重于儲能側,以儲能為主體的虛
125、擬電廠項目占比高。歐洲:聚焦電源側歐洲:聚焦電源側,平衡責任向下分派,激發靈活性資源需求平衡責任向下分派,激發靈活性資源需求歐洲各國自 2000 年開始組織實施虛擬電廠研究項目。歐洲近年虛擬電廠發展迅猛,據 Guidehouse Insights 預測,歐洲是世界上虛擬電廠最集中的市場,到 2028年,市場收入預計每年將超過 30 億美元。歐盟首個虛擬電廠項目為虛擬燃料電池電廠項目,是由來自德國、荷蘭等 5 個國家的 11 家公司,于 2001-2005 年間實施的虛擬研究與試點項目,其聚合的資源是31 個分散且獨立的居民燃料電池熱電聯產系統,該項目可協調控制每個機組的供熱和供電,并實時跟蹤負
126、荷曲線,在負荷變化或需求達到峰值時優化各機組生產,從而降低生產成本和峰值負荷對配電網的壓力。圖34:虛擬燃料電池電廠項目(VFCPP)示意圖資料來源:European Virtual Fuel Cell Power Plant,國信證券經濟研究所整理2005-2009 年間,歐洲 8 國 19 個研究組織實施了歐盟 FENIX 項目。該項目包含兩類虛擬電廠,一類是商業型虛擬電廠(CVPP),另一類是技術型虛擬電廠(TVPP),商業型虛擬電廠將分布式電源整合后共同參與電力市場,并將發電計劃實時傳遞給技術型虛擬電廠,由技術型虛擬電廠響應輸配電系統調度指令,提供系統平衡和輔助服務。2012 年,德國
127、菜茵集團開始運營第一家商用規模的虛擬電廠,對可再生能源發電機組進行組合管理,所發電量可進行能源交易,并獲得政府補貼。從這些歐洲早期的虛擬電廠項目案例可以看出,歐洲虛擬電廠主要集中在分布式能源的接入與歐洲虛擬電廠主要集中在分布式能源的接入與管理管理,這主要是由于歐洲發電資源較為分散這主要是由于歐洲發電資源較為分散,通過集中管理可提高綠電消納通過集中管理可提高綠電消納、保保障電網安全穩定運行。障電網安全穩定運行。德國可再生能源供電比例高,促進虛擬電廠建設。德國可再生能源供電比例高,促進虛擬電廠建設。德國的綠色能源計劃中可再生請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告33能
128、源發展目標較大,2020 年修訂的可再生能源法計劃到 2030 年由可再生能源提供 65%的電力,2022 年該目標提高至 80%。2022 年,可再生能源發電占德國總用電量的 46.9%,可再生能源裝機容量 161.6GW(含抽水蓄能和電池儲能 14GW),占總裝機容量的 66.7%。高比例的新能源裝機對電網穩定性帶來沖擊,因此德國政府鼓勵發展虛擬電廠來聚合分散的新能源機組、調用靈活性資源保障電網平衡。圖35:德國可再生能源發電(TWh)及占全社會用電量比例圖36:德國發電機組裝機容量(GW)資料來源:CleanEnergyWire 官網,國信證券經濟研究所整理資料來源:Clean Ener
129、gy Wire 官網,國信證券經濟研究所整理德國虛擬電廠已實現商業化德國虛擬電廠已實現商業化。盈利途徑主要有三類:一是在批發市場直接銷售 100千瓦及以上中型可再生能源電廠生產的電量,在日前市場優化其售電;二是在日間市場,利用靈活性較高的機組在電價高時出力;三是在平衡市場提供調頻輔助服務。德國電力市場高度自由化德國電力市場高度自由化,為虛擬電廠提供運營空間為虛擬電廠提供運營空間。德國的電網、發電、輸電、配電、售電業務互相拆分,形成零售競爭模式。1998 年德國能源經濟法規定,所有客戶超過 10 萬家的能源公司必須將其電網運營業務從競爭性的發電或供電業務中剝離,規模較小的公司必須為發售電和輸電業
130、務分別設立獨立賬戶。德國電力市場的高度開放為新興市場主體進入市場、并發展成為可持續運營且獲利的新型商業模式提供了重要前提條件。德國虛擬電廠運營商可以是獨立運營商,也可以是擁有發電資源的大型電力公司,或是小型分布式能源運營商。德國利用平衡基團維護電網平衡,驅動虛擬電廠發展。德國利用平衡基團維護電網平衡,驅動虛擬電廠發展。德國電力市場設計了平衡基團機制,也叫電力供需平衡責任方。德國共有四個輸電網運行區域,各有約 100個平衡基團,一定范圍內的電力用戶和電力生產者都屬于一個平衡基團。平衡基團內的發用電量、輸入輸出電量必須達到平衡。一個平衡基團內有多個平衡責任方,平衡責任方(BRP)負責預測自己管理區
131、域內的每日發用電情況、在現貨市場相應地買賣電力以達到平衡,并且受到區域輸電網公司的管理。當預測和實際發生偏差時,平衡責任方(BRP)將通過備用市場(也稱平衡市場)結算,承擔不平衡偏差成本。虛擬電廠可幫助平衡責任方維持內平衡虛擬電廠可幫助平衡責任方維持內平衡、提供現貨交易決策提供現貨交易決策。備用市場的電價一般高于現貨市場,兩者差異稱為不平衡價差,典型的年平均價差最高值可達到 132歐元/MWh。不平衡價差提供了有效經濟激勵,引導平衡責任方(BRP)積極進行現貨交易、利用靈活性資源縮小不平衡偏差。虛擬電廠可為 BRP 提供此類服務,幫助管理分散的資源、提供現貨交易決策。因此,目前德國很多虛擬電廠
132、運營商和平衡基團之間是合作關系,平衡責任方(BRP)也可以運營虛擬電廠。在德國,任何一個參與電力交易的能源公司,必須至少成為一個平衡基團的平衡責任方。平衡責任方可以是大型發電廠,也可以是聚合商等新型主體。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告34虛擬電廠為輸電公司提供靈活性平衡資源。虛擬電廠為輸電公司提供靈活性平衡資源。輸電公司負責處理區域內所有平衡基團產生的不平衡量,也需要靈活性資源來提供調頻服務。這類“平衡資源提供方”可以是機組、負荷、虛擬電廠等。因此,平衡基團機制是德國電力市場設計的核心,保證了電力市場的活躍和維護電網平衡,也促進了虛擬電廠發展。圖37:平衡
133、基團機制示意圖資料來源:江涵、高藝,德國能源轉型中電力系統平衡機制探討,中國電力企業管理,2023(13):90-93,國信證券經濟研究所整理德國的平衡基團機制擴展到歐洲多個國家德國的平衡基團機制擴展到歐洲多個國家?,F已有 24 個歐洲國家實行了平衡基團機制,組成了 IGCC(國際電網控制合作組織),并按照“平衡基團內平衡輸電網控制區內平衡國內跨區域平衡IGCC 成員國內平衡”的層級,若上一級無法實現內平衡,則調用下一級的平衡資源。根據 IGCC 發布的 2023Q1 社會福利報告,成員國凈不平衡電量較高,為此付出的平衡費用呈走高趨勢,2022 年最高的月份(3 月)達 0.78 億歐元。圖3
134、8:IGCC 發展示意圖圖39:IGCC 成員分布資料來源:ENTSO-E,國信證券經濟研究所整理資料來源:ENTSO-E,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告35圖40:IGCC 成員國每月凈不平衡電量(GWh)圖41:IGCC 成員國每月凈不平衡電量的平衡費用(百萬歐元)資料來源:IGCC,2023Q1 社會福利報告,國信證券經濟研究所整理資料來源:IGCC,2023Q1 社會福利報告,國信證券經濟研究所整理在政策方面在政策方面,德國為虛擬電廠發展提供支持與保護德國為虛擬電廠發展提供支持與保護。2014 年可再生能源法修訂案規定,100
135、 千瓦以上的新增可再生能源機組均必須進行直接銷售,從而鼓勵中型可再生能源發電機組聚合形成虛擬電廠,在批發市場上售電、優化發電收入,使虛擬電廠擁有足夠發展空間。2019 年,歐盟委員會發布政策規定聚合商可參與所有平衡市場,并要求成員國確保輸電系統運營商和配電系統運營商在采購輔助服務時,不得歧視需求響應的聚合商。2021 年,德國政府對聚合商的角色、市場機會和義務進行了法律界定,虛擬電廠可自由確定其資源組合,包括分布式能源資源的數量和類型,降低了市場準入門檻。NextNext KraftwerkeKraftwerke(以下簡稱(以下簡稱 NKNK)是德國以及歐洲最大的虛擬電廠運營商)是德國以及歐洲
136、最大的虛擬電廠運營商。NK 公司成立于 2009 年,2021 年被殼牌收購。公司在五個主要業務領域開展業務:直銷可再生能源;平衡服務;靈活供電;提供電力交易服務、電力證書以及平衡基團管理;提供虛擬電廠建設方案和服務。2021 年公司營收 18.8 億歐元(+216.5%),收入高增的原因為經濟復蘇、天然氣價格和碳價高企導致電價上漲;凈利潤-1044 萬歐元,主要是由于電價上漲導致風險損失準備金上漲,扣除此影響后,凈利潤為 646.5 萬歐元(+139%)。直銷業務貢獻主要營收,2021 年為 13.4 億歐元,占比 71%。圖42:Next Kraftwerke 公司營收(億歐元)圖43:N
137、ext Kraftwerke 公司營業利潤和凈利潤(萬歐元)資料來源:Next Kraftwerke 公司官網,Craft,國信證券經濟研究所整理資料來源:Next Kraftwerke 公司官網,Craft,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告36圖44:Next Kraftwerke 公司分業務收入(億歐元)資料來源:Next Kraftwerke 公司官網,Craft,國信證券經濟研究所整理NK 公司本身并不投資、建設或運營發電機組,而是將沼氣、太陽能或風能等分散式電源和工業用戶聚合起來,形成了自營的虛擬電廠 Next Pool。截至
138、 2022Q4,Next Pool 共有 15346 個聚合單元,12.3GW 裝機容量,是德國乃至歐洲最大的虛擬電廠。圖45:Next Kraftwerke 公司發展史與管理裝機規模資料來源:Next Kraftwerke 公司官網,國信證券經濟研究所整理NKNK 公司主要業務介紹如下:公司主要業務介紹如下:(1)直銷。2014 年,德國修訂的可再生能源法要求,100 千瓦以上的新增可再生能源機組都必須進行直接銷售,并鼓勵中型可再生能源發電機組接入到虛擬電廠,在批發市場上(含中長期、現貨、衍生品)銷售電量。NK 公司憑借其聚合的共計約 5GW 的光伏發電資源,成為德國最大的光伏發電直銷商。N
139、K 公司的主要交易場所是電力現貨交易所 EPEX SPOT(歐洲)、Nord Pool(歐洲),EXAA(奧地利)和 TGE(波蘭)。NK 在被殼牌收購之前,也活躍于歐洲能源交易所(EEX)和 TGE(波蘭)的中長期交易市場。(2)平衡服務。輔助服務市場由輸電系統運營商管理,NK 公司利用 Next Pool請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告37的靈活性資源(主要是響應速度快的生物質發電和水電)為歐洲的五個國家,共七個輸電系統運營商提供輔助服務,收取平衡費用。(3)靈活供電。利用 Next Pool 中的發電資源,為年用電量 10 萬千瓦時以上的工業用戶提供電
140、力輸送,結合電力市場價格波動曲線,為客戶降低用電成本。(4)提供電力交易服務、電力證書以及平衡基團管理。在電力市場價格波動的情形下,NK 公司幫助客戶在電力市場進行交易,盡可能增加收益、降低成本。電力證書與我國綠證類似,NK 公司幫助 Next Pool 中的發電資源出售其電力證書。平衡基團管理指幫助平衡責任方管理區域內的電源和負荷,更精確地預測發用電量,做出相應的現貨交易決策,減少平衡偏差,節省平衡費用。(5)利用 NEMOCS 軟件為第三方(能源供應商、輸電公司)提供建立虛擬電廠的解決方案。NEMOCS 系統是 NK 公司研發的軟件,可以幫助客戶管理靈活性資源,包括提供電力市場交易決策使收
141、益最大化、為輸電系統運營商提供備用服務。NEMOCS 系統可實時顯示并記錄資產的負荷、備用狀態等信息,來自交易所的價格信號和來自輸電系統運營商的網絡信號可迅速處理,并向聯網的分散式資源傳達命令。NK 公司也會為客戶提供系統遠程控制服務和售后服務。NK 公司通過該軟件為歐洲、亞洲和北美的客戶提供靈活性資源管理、可再生能源發電消納和預測。圖46:NK 公司優化客戶負荷曲線,降低客戶用電成本資料來源:Next Kraftwerke 公司官網,國信證券經濟研究所整理德國虛擬電廠實現商業化發展,或者說德國虛擬電廠實現商業化發展,或者說 NKNK 公司的成功得益于以下幾點:公司的成功得益于以下幾點:一是高
142、度競爭的電力市場,使虛擬電廠能充分參與,發揮靈活性資源的優勢。二是政策支持,中型可再生能源機組必須直銷,為虛擬電廠提供大量可整合的資源,同時多了一種可觀的獲利方式。三是平衡基團的設定,將電網平衡任務層層分派,所有能源供應商都必須承擔平衡責任,激勵其充分挖掘靈活性資源,為虛擬電廠的發展提供空間。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告38美國:聚焦負荷側,挖潛居民端靈活性資源美國:聚焦負荷側,挖潛居民端靈活性資源美國自 2010 年開始研究和實踐虛擬電廠項目。由于美國電價較高、極端天氣較頻繁、電力供應不穩定,而太陽能資源較豐富,在政府的補貼激勵下,許多居民選擇投資建設
143、戶用光伏系統,并搭配戶用儲能,以節省電費開支和保護用電安全。隨著新能源裝機容量增長,電網穩定性面臨挑戰凸顯,美國開始實行需求側響應以應對高峰負荷,需求側響應逐漸演化為虛擬電廠??稍偕茉囱b機容量增加導致電網不穩定性提升,美國虛擬電廠發展空間擴大可再生能源裝機容量增加導致電網不穩定性提升,美國虛擬電廠發展空間擴大。美國政府的可再生能源發電目標是:到 2030 年實現 80%的零碳電力、到 2035 年實現 100%的零碳電力。根據 EIA(美國能源信息署)數據,2022 年,美國可再生能源發電量 9128.7 億 kWh,占總發電量的 21.51%。截至 2023 年 4 月,美國可再生能源夏季
144、凈容量(在夏季需求高峰通過多小時測試證明,發電設備可向系統負載提供的最大輸出)314.5GW,占總容量的 26.95%,其中光伏 76.1GW,風電 143.3GW。美國國家可再生能源實驗室的研究發現,為實現 2035 年 100%零碳電力,風電和光伏在美國電力結構中的占比需提升至 2035 年的 60%-75%,可再生能源發電量占比需達到 70%-85%。未來隨著美國新能源裝機容量持續提升,將會釋放大量靈活性調節需求,驅動美國虛擬電廠發展。圖47:美國各類型能源發電量(十億千瓦時)資料來源:EIA,國信證券經濟研究所整理圖48:美國各類型發電機組夏季凈容量(GW)資料來源:EIA,國信證券經
145、濟研究所整理,注:其中電池儲能僅包括大型電池請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告39美國加州虛擬電廠案例:美國加州虛擬電廠案例:美國本土有七大獨立系統運營商/區域輸電組織(ISO/RTO),負責調度、發電、輸電規劃以及系統的運行安全和發電端-輸配電端(批發市場)、輸配電端-零售端(零售市場)市場運行管理,為美國 2/3 的電力用戶提供服務。圖49:美國獨立系統運營商/區域輸電組織(ISO/RTO)分布,CAISO 位于西部資料來源:Energy Innovation,國信證券經濟研究所整理美國美國加州獨立系統運營商加州獨立系統運營商(CAISO)(CAISO)擁
146、有高比例新能源和儲能擁有高比例新能源和儲能。CAISO 是世界上最大的獨立系統運營商(ISO)之一,服務于加州 80%的電力用戶,負責管理加州電力系統、輸電線路以及電力市場。加州在太陽能、地熱能和生物質資源發電方面排名全美第一,在傳統水力發電方面排名全美第四。截至 2023 年 6 月,CAISO 管轄區域內裝機容量共計 49.20GW,其中可再生能源裝機容量 28.25GW,占比 57.42%,其中太陽能 16.65GW,風能 8.03GW。截至 2023 年 6 月,CAISO 電網轄區內擁有電池儲能容量 5.24GW,為全美第一。圖50:CAISO 管轄區域內可再生能源發電容量(MW)資
147、料來源:CAISO,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告40圖51:2022 年 CAISO 轄區內大型儲能電池的總功率和電池容量全美第一圖52:2021 年加州小型儲能電池總功率全美第一(占全美的71%)資料來源:EIA,國信證券經濟研究所整理資料來源:EIA,國信證券經濟研究所整理較高的可再生能源裝機比例使凈負荷呈現較高的可再生能源裝機比例使凈負荷呈現“鴨型鴨型”曲線曲線。根據 CAISO 官網每日實時更新的負荷曲線和機組出力曲線,以 2023 年 8 月 1 日(工作日)數據為例,凈負荷在日間 8-16 時較低,17 時左右凈負荷開始
148、快速攀升,三小時內平均爬升11.06GW,凈負荷呈現鴨型曲線形狀。從機組出力曲線可以看到,可再生能源在8-17 時大發(主要是光伏),17 時以后快速下落;天然氣是應對晚間負荷高峰的主要出力,其次是大型水電和進口電力,儲能電池主要在 18-22 時釋放電力。圖53:CAISO 工作日(2023.8.1)凈負荷(MW)呈現鴨型曲線、各類型發電機組出力(MW)資料來源:CAISO 官網,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告41加州歷年峰值負荷波動上升加州歷年峰值負荷波動上升,20222022 年達到年達到 52.06GW52.06GW,超過總裝
149、機容量超過總裝機容量。為利用靈活性資源,加州政府和公用事業公司積極啟動需求響應和虛擬電廠項目。圖54:CAISO 管轄區域內年度峰值負荷波動上升(MW)資料來源:CAISO,國信證券經濟研究所整理。加州虛擬電廠主要參與電能量市場和備用市場。加州虛擬電廠主要參與電能量市場和備用市場。為解決可再生能源滲透率增加導致的出力不穩、電網頻率波動加劇的趨勢,CAISO 首先推出代理需求響應資源代理需求響應資源(PDR)(PDR)市場機制,推動分布式能源進入市場,在此基礎上又提出分布式能源供應商分布式能源供應商(DERP)(DERP)市場機制。虛擬電廠可通過上述兩種方式參與日前和實時的電能量市場、旋轉/非旋
150、轉備用市場。在市場準入方面在市場準入方面,分布式能源供應商(DERP)市場機制對聚合的分布式資源種類沒有特殊要求,并且允許雙向調節,因此相較于代理需求響應資源(PDR)更符合虛擬電廠的概念。兩種參與方式均需虛擬電廠通過獨立系統運營商的新資源認證流程并尋求調度協調員代理虛擬電廠進行報價與結算。此外,兩種參與方式的聚合容量的門檻有所不同:對于 PDR,虛擬電廠參與能量市場競標容量應達到 100kW,參與輔助服務市場競標容量須達到 500kW 且持續時間應達到 30 分鐘;對于 DERP,虛擬電廠所聚合的最小容量應達到 500kW。在報價與結算方面在報價與結算方面,加州虛擬電廠均需通過調度協調員(S
151、C)報價與結算。CAISO根據調度協調員(SC)提交的結算計量數據并考慮配電損耗因子的影響,對虛擬電廠進行結算。虛擬電廠參與備用市場可得到中標容量與調用電量兩部分組成的結算費用。當虛擬電廠實際響應量小于中標容量的 90%時,獨立系統運營商(ISO)會取消虛擬電廠的容量結算費用并對調度協調員(SC)提出警告。對于分布式能源供應商,當虛擬電廠跨越多個 P-Node(定價節點)時,調度協調員(SC)提交的投標信息還需包含分配因子(DF),代表虛擬電廠在每個節點的資源比例。CAISO 對虛擬電廠發布調度指令,然后由虛擬電廠根據分配因子(DF)將調度指令分解至各節點的分布式能源。CAISCAISO O自
152、自2012015 5 年開始實施需求響應競價機制年開始實施需求響應競價機制。2022022 2年年,需求響應資源達需求響應資源達到到1875MW1875MW,占夏季備用裕度(resource adequacy capacity,為滿足峰值負荷的備用容量)的 3%-4%。根據 CAISO 官網數據,截至 2022 年,已有 1332 家代理需求響應運營商、216 家實時響應資源登記。需求響應資源可以參與輔助服務市場(如非旋轉備用市場),獲得相應收入或抵消其自身的輔助義務。2022 年,CAISO 轄區內的需求響應資源共提供了 554.5GW 非旋轉備用服務,總收益 17.7 萬美元。需求響應資源
153、還可參與實時市場,投標削減自身負荷,2022 年 CAISO 實時調度總量 62.1GW,需求響應資源業主獲得 2078 萬美元收益。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告4220232023 年年 7 7 月月,加州能源委員會批準了加州能源委員會批準了“需求側電網支撐計劃需求側電網支撐計劃”。該計劃將會充分利用加州的戶用光儲,在電力需求處于尖峰、電網壓力最大、電價最高的時間段內,遠程調度家庭儲能電池,支撐電網容量,進而避免出現停電事故。該計劃規劃聚合加州約 10 萬個家庭的儲能電池。需求側電網支持服務的供應商(包括虛擬電廠)預計最早將于今年夏天加入該計劃并開始與
154、客戶簽約。圖55:2022 年 CAISO 需求響應調度情況(MW),調度集中在夏季 17-21 點資料來源:CAISO,國信證券經濟研究所整理 注:圖例 Sum of HE 意為各時段內調度容量之和,一天分為24 個時段。20212021 年年 3 3 月,加州公共事業委員會創建了緊急減負荷計劃(月,加州公共事業委員會創建了緊急減負荷計劃(ELRPELRP)。)。ELRP 允許公用事業公司和 CAISO 在負荷高峰時期通過削減負荷的方式來管理電網,該計劃可以有效減少分區輪流停電次數、減少建設備用發電機組的成本。ELRP 的第一階段將從 2021 年持續到 2025 年,擁有光儲、熱電聯產等的
155、非居民用戶、虛擬電廠運營商、需求響應運營商均可參與 ELRP。ELRP 項目僅在夏季(5 月初至十月底)每日 16 點至 21 點、當 CAISO 發出緊急調度指令時才會啟動,注冊用戶可以選擇自愿參與,不參與也不會受到懲罰,每年最多發起 60 小時的調度命令。ELRP 項目與 CAISO 的批發市場是分離的,目前參與響應的用戶可獲得固定額度獎勵:2美元/kWh(2021 年為 1 美元/kWh)。20222022 年年 5 5 月,加州公共事業委員會將月,加州公共事業委員會將 ELRPELRP 擴展到居民端,形成擴展到居民端,形成 PowerPower SaverSaverRewardsRew
156、ards(PSR)PSR)計劃計劃。PSR 計劃的目的、發起調度的條件、獲得的每度補貼與 ELRP相同,不同點在于可參與需求響應的用戶從非居民端擴展到居民端(僅限未加入其他需求響應項目的居民)。居民可以通過關閉空調、洗衣機等家用電器、暫停電車充電等,使調度時段的負荷少于自己的基線負荷,就可以獲得節電獎勵。加州公用事業公司與居民端充分聯結加州公用事業公司與居民端充分聯結,為為 PSRPSR 項目帶來充足的響應成員項目帶來充足的響應成員。加州三大公用事業公司幫助居民了解自己的用能情況,并提供節電建議。如 PG&E 公司的“家庭能源報告”計劃,參與的居民每月會得到家庭用能情況的詳細說明,以幫助居民自
157、覺節能。三大公用事業公司把各自轄區內符合特定條件的居民自動納入PSR,同時默認把參與“加州能源優惠計劃”、“家庭電價援助計劃”的居民納入PSR,當然居民也可以自愿報名加入 PSR。截至 2022 年 9 月,共有 405 萬家庭加入了 PSR 項目。加州三大公用事業公司負責各自轄區內非居民端和居民端的 ELRP 管理,包括用戶注冊、發放獎勵、轉達緊急調度命令。一些第三方,如 OhmConnect、SunRun、Leap、Autogrid、Voltus、Tesla 等也參與到各公用事業公司的 ELRP 管理中。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告43圖56:PG&
158、E“家庭能源報告”示意圖資料來源:PG&E,國信證券經濟研究所整理表15:加州三大公用事業公司轄區內被納入 PSR 計劃的家庭公用事業公司公用事業公司各公司特定條件各公司特定條件滿足各公司特定滿足各公司特定條件被自動納入條件被自動納入的家庭的家庭屬于屬于“加州能源優惠計加州能源優惠計劃劃”、“家庭電價援助計家庭電價援助計劃劃”被自動納入的家庭被自動納入的家庭自愿報名的家庭自愿報名的家庭總計總計Pacific Gas&Electric(PG&E)默認納入參加“家庭能源報告”計劃的家庭4007821190331195641610677Southern CaliforniaEdison(SCE)默認
159、納入高用電家庭6802261226300183331924859San Diego Gas&Electric(SDG&E)默認納入參加了“行為需求響應”計劃的家庭(是“家庭能源報告”的進階版,只報告分析夏季用電高峰時段的情況)3289881841594737517884總計總計1409996140999626007902600790426344263440534204053420資料來源:加州公共事業委員會,國信證券經濟研究所整理特斯拉加州虛擬電廠:特斯拉加州虛擬電廠:20222022 年年,三大三大加州公用事業公司加州公用事業公司之一的之一的 PG&EPG&E 與特斯拉合作推進與特斯拉合作推
160、進 ELRPELRP 計劃計劃。特斯拉向居民銷售戶用儲能產品 PowerWall,幫助用戶在谷時儲存電量,在削峰時段放電,使客戶收益最大化。PG&E 保證每年發起調度命令不少于 20 小時,不超過60 小時。由于加州極端天氣(如暴風雪、熱浪)較頻繁,停電頻率相對較高,因此對于居民而言,戶儲也是保障用電安全的一種方式。特斯拉通過特斯拉通過虛擬電廠項目虛擬電廠項目促進光儲產品銷售促進光儲產品銷售。特斯拉不僅在 PG&E 轄區內發展虛擬電廠項目,也在加州的另一家公用事業公司 SCE 轄區內銷售 PowerWall、擴大特斯拉虛擬電廠資源池。接入特斯拉虛擬電廠的軟硬件必須按照其技術體系進行開發,因此當
161、地部門若與特斯拉合作開發虛擬電廠意味著必須使用特斯拉Autobidder 和戶儲產品。通過虛擬電廠資源的高進入壁壘,特斯拉的儲能和發電產品的需求量得到提升,同時獲得未來售電差價及虛擬電廠服務費用。Lastbulb請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告44數據顯示,截至 2023 年 7 月,PG&E 和 SCE 轄區內參與 ELRP 項目的 Power Wall用戶分別達到 5681、2046 個。圖57:特斯拉 Power Wall 產品圖示及規格情況圖58:特斯拉加州虛擬電廠涵蓋的家庭數資料來源:特斯拉官網,國信證券經濟研究所整理資料來源:Lastbulb,國
162、信證券經濟研究所整理特斯拉切入光儲行業特斯拉切入光儲行業,建立高度垂直的新能源產業生態建立高度垂直的新能源產業生態。除戶儲 Power Wall,特斯拉的光儲產品還包括:大儲 Powerpack 和 Megapack、“太陽能屋頂”Solar Panel(BAPV 形式)和 Solar Roof(BIPV 形式)。2017 年,特斯拉推出智慧能源管理平臺 Autobidder,該平臺與虛擬電廠功能類似,可實現價格預測、負荷預測、發電量預測、智能競價及優化調度等服務。特斯拉在新能源行業布局的新能源汽車、充電樁以及光儲產品均可搭載 Autobidder,構建起“車+樁+光+儲+荷+智”的新能源閉環
163、生態,實現“發電-儲能-用電-交易”的閉環。據特斯拉測算,通過使用光儲系統+Autobidder,用戶有望實現每月 130 美元的收益。特斯拉在 2023 年 Q2業績交流會上表示,目前特斯拉安裝的 Power Wall 已超過 50 萬臺。Autobidder訂單持續增長,預計明年特斯拉調度電量將超過 6GWh。圖59:特斯拉 Autobidder 能源管理交易示意圖資料來源:吳建軍、王文生,智慧能源管理平臺支撐需求側變革以特斯拉智慧能源平臺 Autobidder建設為例,中國電力企業管理,2021(10):29-32,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研
164、究報告證券研究報告45圖60:特斯拉 Autobidder 新能源生態示意圖資料來源:吳建軍,王文生智慧能源管理平臺支撐需求側變革以特斯拉智慧能源平臺 Autobidder建設為例,中國電力企業管理,2021(10):29-32,國信證券經濟研究所整理除除 AutobidderAutobidder 外,特斯拉開發了多款軟件支持能源硬件產品。外,特斯拉開發了多款軟件支持能源硬件產品。其能源軟件不僅能支持虛擬電廠的 Power Wall 和大儲 Mega Pack 等儲能產品,也能管理光伏、電動汽車充電、微電網、公用事業公司的發電廠,可幫助客戶減少公用事業費用、參與需求響應、微電網控制和電力批發市
165、場競價。表16:特斯拉能源軟件功能與運營情況能源軟件能源軟件功能與運營情況功能與運營情況Autobidder為獨立電力生產商、公用事業公司和第三方提供將儲能資產貨幣化的能力。Autobidder 是一個實時交易和控制平臺,提供基于電力市場價格的資產管理和投資組合優化,使所有者和運營商能夠根據其業務目標和風險偏好配置運營策略,實現收入最大化。Autobidder 已在南澳大利亞Hornsdale 儲能系統成功運營。Powerhub監控平臺,用于管理分布式能源、可再生能源發電廠、微電網、逆變器等。Powerhub 已在 Tesla超過 1 吉瓦時的運營商業站點中部署和使用。Powerhub 可為客
166、戶提供定制服務,以滿足小型、大型發電廠和虛擬發電廠的運營需求。MicrogridController微電網控制器可自主維持電網穩定性,同時降低微電網內所有發電來源的運營成本。微電網控制器與 Powerhub 集成,可實時控制并聯并網電源和可變可再生能源發電,以及智能負載和太陽能預測。微電網控制器可以優化完全離網或部分離網運行的站點和系統,支持儲能、負荷、太陽能、其他發電機和離網控制。OpticasterOpticaster 是特斯拉能源軟件的基礎機器學習和優化引擎,可以實時預測和優化能源。Opticaster 積累了超過一億小時的運營經驗,為全球數千名特斯拉客戶帶來了數千萬美元的運營支出節省和
167、電網服務收入。Opticaster 是特斯拉在馬薩諸塞州和南澳大利亞控制的虛擬電廠的運營基礎。VirtualMachineModeTesla 的虛擬機模式旨在通過虛擬模擬機械慣性來解決電網的穩定性問題。在南澳大利亞,僅Hornsdale 儲能系統就可以通過使用虛擬機模式提供高達 3000 兆瓦秒的慣性,約為該州全部慣性需求的一半。資料來源:特斯拉官網,國信證券經濟研究所整理特斯拉計劃或將業務拓展至特斯拉計劃或將業務拓展至 V2GV2G 領域領域。在 2023 年 3 月 1 日的投資者交流日上,特斯拉公司高管表示目前特斯拉電動汽車并不具備雙向充電功能,預計在兩年內可以實現 V2G,但并不是目前
168、的首要業務拓展方向。美國加州和特斯拉公司虛擬電廠發展帶來的啟示是美國加州和特斯拉公司虛擬電廠發展帶來的啟示是:一、借助自然條件優勢和政策激勵,布局戶端光儲資源,加州小型電池容量占全美 71%,為虛擬電廠提供大量可聚合資源。二、對居民端的用電情況有充足的了解,并通過多種激勵,調動居民參與到節電的行動當中,降低居民夏季高峰負荷。三、構建能源軟硬件生態,單獨的硬件只具備發電和儲能功能,搭載軟件后,可激發硬件的靈活性功能,參與電力市場獲得額外收益。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告46澳大利亞:聚焦儲能側,戶用光儲規模大,調頻服務交易品種多澳大利亞:聚焦儲能側,戶用光
169、儲規模大,調頻服務交易品種多澳大利亞政府可再生能源發展目標是澳大利亞政府可再生能源發展目標是 20302030 年可再生能源發電份額達年可再生能源發電份額達 82%82%,未來增未來增長空間大。長空間大。根據澳洲氣候變化局于 2023 年 6 月發布的統計預報,2022 年澳洲可再生能源發電量估計為 2733 億千瓦時,占發電總量的 32%(同比+3pct)??稍偕茉窗l電中份額最大的是太陽能(占總發電量的 14%),其次是風能(11%)和水電(6%)。澳大利亞國家電力市場(澳大利亞國家電力市場(NEMNEM)擁有)擁有 14GW14GW 屋頂光伏,風光容量總計占比屋頂光伏,風光容量總計占比
170、40.33%40.33%。澳洲分為三大電網區域,三大電網互不相連。其中 NEM 管轄區域最大,供應澳洲約 80%的電力消耗。根據 2022 年 9 月澳洲能源監管局發布的報告,NEM 在 2021年底裝機總量 70.51GW,其中屋頂光伏 14.23GW,地面光伏 6.16GW,風電 8.05GW,電池儲能 0.48GW,風光裝機占比 40.33%。2021 年 NEM 可再生能源發電量占比 25%。圖61:澳洲三大電網相互獨立,NEM 內部五大區域相互聯通圖62:2022 年澳洲可再生能源發電量占比 32%資料來源:AutoGrid,國信證券經濟研究所整理資料來源:澳洲政府,國信證券經濟研究
171、所整理圖63:2021 年 NEM 裝機容量(MW),屋頂光伏僅次于黑煤圖64:2021 年 NEM 發電結構資料來源:Australia Energy Regulator,國信證券經濟研究所整理資料來源:Australia Energy Regulator,國信證券經濟研究所整理澳洲戶用屋頂光伏和澳洲戶用屋頂光伏和家庭儲能家庭儲能增長迅速增長迅速,為虛擬電廠提供大量可聚合資源為虛擬電廠提供大量可聚合資源。澳大利亞國家電力市場(NEM)擁有的 14.23GW 屋頂光伏中,有超過 3GW 來自戶用屋頂光伏,其中超過 2.7GW 已并網,超過 33%的澳洲住宅裝有屋頂光伏。澳洲光伏協會的數據顯示,
172、小型光伏系統的安裝數量近年來增長較多。國際能源經濟與金融請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告47分析研究所(IEEFA)于 2022 年發布的報告認為,澳洲戶用屋頂光伏系統的回收期目前約為四年,到 2024 年屋頂光伏的成本將降低一半,將大大提升屋頂光伏的安裝率。配有屋頂光伏的家庭選擇安裝戶儲的比例也在升高。2021 年,澳大利亞國家電力市場(NEM)小型電池(戶儲和電動汽車)的容量同比上升 33%。圖65:澳洲不同容量大小的光伏系統安裝數量,近年小型光伏安裝數量明顯增長資料來源:APVI,國信證券經濟研究所整理澳洲電力市場澳洲電力市場改革早,改革早,成熟度成熟
173、度較較高高。澳大利亞不具有獨立的調峰市場,而是通過預出清與實時市場解決調峰問題。澳大利亞電力市場的輔助服務可分為頻率控制輔助服務(FCAS)、網絡支持控制輔助服務和黑啟動輔助服務,其中 FCAS 共分為 8種輔助服務市場。澳大利亞能源市場委員會澳大利亞能源市場委員會(AEMC)(AEMC)發布多項政策發布多項政策推動分布式能源參與市場交易推動分布式能源參與市場交易。在AEMC 推動下,虛擬電廠可參與頻率控制輔助服務(FCAS)中的 6 種應急調頻服務市場,也可在電力批發市場參與需求響應服務投標,或參與澳大利亞國家電力市場(NEM)的需求側資源集中調用。同時,AEMC 將 NEM 交易結算周期從
174、 30 分鐘改為 5 分鐘,進一步推動了基于快速響應技術的市場主體(如電池、天然氣調峰電廠、需求響應資源等)參與市場競爭。AEMC 還提出電力用戶可通過聚合商提供需求響應服務,為虛擬電廠開拓潛在的資源池。表17:澳大利亞能源市場委員會(AEMC)推動分布式能源發展和參與市場的政策時間時間具體機制具體機制2016 年 11 月“需求響應與輔助服務解綁機制”:將輔助服務從現有供應體系中解綁,并提出一種新型市場主體市場輔助服務提供商(MASP),MASP 可以是第三方主體以及零售商。此外,規定了調節調頻服務只能由獨立負荷資源提供,聚合型負荷資源只能提供應急調頻服務。虛擬電廠可成為 MASP 提供應急
175、調頻服務。2017 年 8 月取消只有“市場負荷“能被列為輔助服務負荷的限制,增加了可提供輔助服務的用戶數量。2017 年 11 月將 NEM 交易結算周期從 30 分鐘改為 5 分鐘,進一步推動了基于快速響應技術的市場主體(如電池、天然氣調峰電廠、需求響應資源等)參與市場競爭。2020 年 6 月“批發需求響應機制”:用戶首次可以直接在電力批發市場或通過專業聚合商提供需求響應服務。同時,需求響應服務供應商作為新的市場參與者也被引入,其可以直接在電力批發市場中投標需求響應服務,并在 NEM實現需求側資源集中調用。資料來源:王金鋒等,澳大利亞虛擬電廠發展概況與經驗啟示,供用電,2023,40(0
176、4):63-73+82.國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告48目前澳大利亞虛擬電廠可參與的市場有目前澳大利亞虛擬電廠可參與的市場有:批發市場、批發需求響應市場、FCAS 調頻輔助服務市場、可靠性和應急儲備交易、提供配電網支持服務(包括熱、電壓或峰值需求管理)。AEMOAEMO(澳大利亞能源運營機構澳大利亞能源運營機構)通過虛擬電廠論證計劃來優化虛擬電廠運行模式通過虛擬電廠論證計劃來優化虛擬電廠運行模式。AEMO 預測到 2040 年,在中性情景下,NEM 的屋頂光伏和分布式儲能將達到21GW/6GW。為聚合這類靈活性資源、推動未來虛擬電廠
177、發展,AEM 于 2019 年 7 月開始虛擬電廠論證計劃,并于 2021 年 8 月結束。共有 7 家運營商(8 個虛擬電廠)參加,聚合的資源類型均為“光伏+儲能電池”,容量合計 31MW,占 FCAS(調頻服務市場)3%的市場份額,共計 7150 名電力用戶。7 家運營商中有 4 家聚合的資源為特斯拉儲能產品。其中,特斯拉與南澳(SA)政府合作的虛擬電廠項目的容量最大,為 16MW。圖66:AEMO 的虛擬電廠論證計劃中各虛擬電廠分布資料來源:AEMO,國信證券經濟研究所整理表18:AEMO 的虛擬電廠論證計劃中各運營商信息運營商運營商TeslaTesla SASA VPPVPPAGLAG
178、LSimplySimply EnergyEnergySonnenSonnenShineHubShineHubMembersMembers EnergyEnergy HydroHydro TASMANIATASMANIA儲能電池儲能電池TeslaPowerWallsTeslaPowerWallsTeslaPowerWallsSonnenAlphaESSAlphaESSSaj/EverreadyTeslaPowerPack注冊容量注冊容量(2021.82021.8)16MW6MW4MW1MW1MW1MW*21MW參與的參與的 FCASFCAS 市市場場6 種應急調頻6 種應急調頻6 種應急調頻6
179、種應急調頻6 種應急調頻6 種應急調頻,不參與 6S 內向下調頻6 種應急調頻資料來源:AEMO,國信證券經濟研究所整理AEMOAEMO(澳大利亞能源運營機構)的虛擬電廠論證計劃對虛擬電廠參與批發市場(澳大利亞能源運營機構)的虛擬電廠論證計劃對虛擬電廠參與批發市場、調頻輔助服務市場進行了測試驗證。調頻輔助服務市場進行了測試驗證。對實時市場的價格響應對實時市場的價格響應:AEMO 發現各虛擬電廠運營商的發用電決策在很大程度上取決于用戶協議、事先設計的充放電控制算法、優先消納屋頂光伏發電量等非價格因素,即實時市場的價格波動與儲能電池充放電策略并不具有很大的相關性。如實時電價達到 10000 澳元/
180、MWh 時,7 家虛擬電廠運營商中只有 3 家做出了電池請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告49放電決策;在午間之外的負電價時段,運營商一般不會發出充電指令。儲能電池充放電策略還與下列因素有關:用戶類型(居民/工商業)、電池規模(小容量電池會在夜間進行二次充電以應對早晨的用電需求)。圖67:AEMO 虛擬電廠論證計劃中虛擬電廠儲能充放電情況并不完全取決于實時電價資料來源:AEMO,國信證券經濟研究所整理調頻服務市場(調頻服務市場(FCASFCAS)參與情況)參與情況:AEMO 虛擬電廠論證計劃中,7 家虛擬電廠運營商均參與了應急調頻服務市場,包括向上/向下 6
181、秒內、60 秒內、5 分鐘內調頻服務,共 6 種。AEMO 發現,FCAS 市場中虛擬電廠平均啟用容量在很大程度上受充電情況和電池容量影響,而不是對輔助服務價格信號的響應。如午間一般是儲能電池的充電時段,因此參與向下調頻服務較少;大容量電池能儲存更多電量,因此可在全天提供向上調頻服務。7 7 家虛擬電廠運營商從家虛擬電廠運營商從 FCASFCAS 市場中獲得的收入市場中獲得的收入:特斯拉南澳虛擬電廠從 2019 年 9月開始參與 FCAS 投標,AGL 從 2020 年 8 月開始投標,其余 5 家于 2020 年 11 月參與投標。在 2019 年 9 月-2021 年 1 月期間,特斯拉參
182、與 FCAS 市場的收入為 218.9萬美元,位居 7 家運營商之首。2020 年 2 月因南澳電力系統故障、發生孤島事件,調頻價格大漲,特斯拉提供調頻服務,收入 117 萬美元。2021 年 3 月,同樣是由于電網事故,調頻服務價格劇烈上漲,虛擬電廠運營商從中收入 68.5 萬美元。因此,由于市場高度競爭、電網事故不可測、價格波動敏感,虛擬電廠從 FCAS 市場獲得的收入波動較大。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告50圖68:AEMO虛擬電廠論證計劃中虛擬電廠運營商參與FCAS市場的收入(澳元)圖69:2019.9-2021.1 期間 AEMO 的虛擬電廠論
183、證計劃中運營商獲得的 FCAS 收入(萬澳元)資料來源:AEMO,國信證券經濟研究所整理 注:圖例的 R 表示向上調頻,L 表示向下調頻,6、60、5 表示 6s 內、60s 內、5min 內資料來源:AEMO,國信證券經濟研究所整理電力用戶參與虛擬電廠的原因電力用戶參與虛擬電廠的原因:2021 年 3 月,AEMO 對 7 家運營商聚合的 6442 個居民和工商業用戶發布問卷,調查用戶參與虛擬電廠的原因、體驗、建議等,最終收到 1406 份有效答卷。81%的被調查者認為“減少從電網購電、節省電費”是參與虛擬電廠的原因之一,65%的被調者認為“為了擁有備用電源”是原因之一,41%的被調者認為“
184、出售光伏板生產的多余電量來賺錢”是原因之一。問卷數據反映出絕大多數客戶參與虛擬電廠并不是為銷售多余電量獲利,而是想減少自己的購電量、保障用電安全。這導致了前文所描述的現象:虛擬電廠運營商并不能以實時市場價格波動作為充放電決策的主要依據,而要優先考慮與用戶簽訂的協議。圖70:AEMO 對 7 家虛擬電廠運營商的客戶發起的問卷調查:參加 VPP 項目的原因資料來源:AEMO,國信證券經濟研究所整理特斯拉南澳虛擬電廠:特斯拉南澳虛擬電廠:該項目由特斯拉、南澳政府、南澳當地企業等共同發起,計劃聚合 5 萬家裝有光伏和 PowerWall 的住宅,組成南澳最大的虛擬電廠。加入特斯拉南澳虛擬電廠的家庭可免
185、費安裝特斯拉光儲產品,但并不擁有產品,仍需為使用的光伏發電量付費。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告51特斯拉南澳虛擬電廠目前進行到第四階段特斯拉南澳虛擬電廠目前進行到第四階段,在全澳洲有超在全澳洲有超過過 1 1 萬個家庭參加萬個家庭參加。2018年 6 月完成第一階段,在公共住房安裝了 100 套系統,展示了系統運行虛擬電廠的能力,并優化了軟件。2019 年 12 月完成第二階段,在公共住房安裝了 1000 套系統,為客戶提供優惠的零售商供電價格。第二階段的資產已經在 AEMO 注冊,能參與批發市場和 FCAS 輔助服務市場,并能通過 Autobidder
186、 運行虛擬電廠。2020年 8 月開啟第三階段,安裝 3000(公共住房)+1000(私人住房)套系統,受澳洲可再生能源管理局、清潔能源金融公司資助,展示虛擬電廠提供電壓支持、快速頻率響應(1 秒內響應)和慣性的技術能力。2023 年 3 月開啟第四階段,將增加 3000 戶低收入家庭,可以只裝 PowerWall,不安裝屋頂光伏。特斯拉已將該項目從南澳擴展到 NEM 的所有州。截至 2023 年 3 月,特斯拉在澳大利亞的虛擬電廠已有超過 1 萬個家庭參與,幫助減少了超過 100MW 的峰值需求,并為參與的家庭每年平均節省了 200 美元的電費。EnelEnel X X:澳洲最大的工商業虛擬
187、電廠:澳洲最大的工商業虛擬電廠Enel X 是意大利國家電力公司(Enel)旗下專注于能源供應和能源管理服務的子公司。2011 年以來,Enel X 為澳大利亞的工商業企業提供服務,幫助其能源密集型資產參與電力批發市場并獲得收益。Enel X 同時建立虛擬電廠平臺,為工商業客戶管理靈活性資產。目前 Enel X 虛擬電廠在澳洲已聚集資源超過 350MW,為客戶帶來超過 2 億澳元收入。資源類型包括:工業加工設備、商用暖通空調和制冷系統、備用電源、電池儲能系統和電動汽車充電基礎設施。EnelXEnelX 虛擬電廠利用聚合的靈活性資源參與澳洲的各類電力市場虛擬電廠利用聚合的靈活性資源參與澳洲的各類
188、電力市場,與客戶分享收與客戶分享收益益。EnelX 虛擬電廠是第一家進入 FCAS(調頻服務市場)的獨立公司,占有 FCAS市場 15%的份額。對于靈活性資源并不充裕的客戶,Enel X 還會免費提供、安裝、測試儲能電池系統,并幫助進行電力市場注冊,最終與客戶簽訂十年的服務協議,按照固定分成比例分享儲能系統的收益。EnelX 虛擬電廠還參與可靠性與應急儲備交易、批發需求響應市場,并且是參與批發需求響應市場的第一個運營商。圖71:Enel X 聚合的工商業資源類型和為客戶創造的年均收入(澳元,截至 2022 年)資料來源:Enel X 官網,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其
189、項下所有內容證券研究報告證券研究報告52澳大利亞虛擬電廠發展的特點和給予我們的啟示澳大利亞虛擬電廠發展的特點和給予我們的啟示:一、澳洲擁有極佳的光照資源,在政府激勵下,戶用光伏普及率全球第一,光儲裝機快速增長,因而具有大量可聚合的分散式光伏和戶儲。二、澳洲虛擬電廠可參與電能量批發市場、需求響應、以及多種調頻服務市場。提供調頻服務的收益波動較大,尤其當電網發生事故時,調頻服務價格會迅速上漲。因此提升短時調頻能力將大大增加收益。三、戶用光儲的充放電決策受到業主偏好的影響,也受電池容量和業主類型影響,可能無法使參與電力市場的收益最大化。虛擬電廠運營商需要充分了解客戶需求和利益,以在談判中取得優勢。海
190、外虛擬電廠發展總結:因地制宜聚合資源,多種市場機制推動海外虛擬電廠發展總結:因地制宜聚合資源,多種市場機制推動虛擬電廠發展虛擬電廠發展德國虛擬電廠的核心業務是支持可再生能源通過批發市場直接銷售電量,其次是利用靈活性資源 1)參與日間市場,峰谷套利;2)參與三種平衡市場,即 FCR(30秒內調頻)、aFRR(5 分鐘內調頻)、FCR(15 分鐘內調頻),獲得容量費用和電能量費用。德國最大的虛擬電廠運營商 Next Karftwerke 擁有 15346 個聚合單元,12.3GW 裝機容量,2021 年營收 18.8 億歐元(+216.5%),直銷業務收入 13.4 億歐元,占比 71%。美國加州
191、的戶儲和屋頂光伏容量相對較大,小型儲能電池總功率全美第一(占全美的 71%),虛擬電廠可聚合的需求端資源較多。與德國相比,美國虛擬電廠不參與批發市場,而是以代理需求響應資源或分布式能源供應商的形式,參與日前和實時的電能量市場、旋轉/非旋轉備用市場。美國加州公用事業公司支持轄區內的居民和工商業用戶參與需求響應、發放節電補貼。多家第三方公司配合需求響應政策,通過銷售戶用光儲產品等方法,聚合需求端用戶,運營虛擬電廠。澳大利亞的戶用光伏普及率全球第一,超 33%的澳洲家庭裝有光伏,小型光伏系統與小型電池儲能處于快速增長階段。因此澳洲虛擬電廠與美國有相似之處,主要聚合需求端的屋頂光伏與儲能資源(如特斯拉
192、南澳虛擬電廠),也有專門聚合工商業資源的虛擬電廠(如 Enel X)。澳洲虛擬電廠可參與的市場相對更多,包括批發市場、批發需求響應市場、6 種 FCAS 調頻輔助服務市場、可靠性和應急儲備交易、提供配電網支持服務。整體而言,從德國、美國、澳大利亞等國家虛擬電廠發展過程來看,各國基于自身可聚合的資源稟賦情況,因地制宜開發靈活性資源,并制定需求響應、輔助服務、電能量交易等多種市場機制為虛擬電廠提供補貼、激勵,助力虛擬電廠商業化發展,促進電力系統保持穩定平衡,有效支撐各國可再生能源發展目標落地。表19:德國、美國、澳大利亞虛擬電廠發展情況梳理德國德國美國美國澳大利亞澳大利亞可再生能源政策目標2030
193、 年由可再生能源提供 65%的電力,2022 年該目標被提高到了 80%。到 2030 年實現 80%的零碳電力、到 2035年實現 100%的零碳電力。到 2030 年可再生能源發電份額達 82%??稍偕茉囱b機與占比2022 年,可再生能源發電占德國總用電量的 46.9%。2022 年,美國可再生能源發電量占總發電量的 21.51%。2022 年澳洲可再生能源發電量占總發電量的 32%(同比+3pct)。聚合資源生物質發電、水電、電動汽車電池、熱泵、戶儲、屋頂光伏、綠氫電解廠、應急發電機等居民住宅的屋頂光伏和戶儲、充電樁、熱水器、家用電器、工商業電源和負荷等居民住宅的屋頂光伏和戶儲、工業用
194、戶的電源和負荷虛擬電廠可參與的市場批發市場、日間市場、平衡服務(FCR(30秒內調頻)、aFRR(5 分鐘內調頻)、FCR(15 分鐘內調頻)。以代理需求響應資源或分布式能源供應商的形式,參與日前和實時的電能量市場、旋轉/非旋轉備用市場。批發市場、批發需求響應市場、6 種 FCAS調頻輔助服務市場、可靠性和應急儲備交易、提供配電網支持服務。發展現狀德國虛擬電廠已實現商業化。法國電力公司估計,德國的能源聚合和本地靈活性市場為 75GW,預計到 2030 年將翻一番。美國加州虛擬電廠數量將近 140 個,為北美第一,占北美的 24%。加州公用事業公司負責組織轄區內的居民和工商業用戶參與需求響應、發
195、放節電補貼。多家第三穩步發展過程中,2021 年澳洲政府部門的虛擬電廠論證計劃的結果認為,目前虛擬電廠在技術上是可行的,而小規模虛擬電廠的成本較高,盈利水平有待提請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告53方公司配合項目,并運營虛擬電廠。高。代 表 性 虛 擬電廠項目德 國 最 大 的 虛 擬 電 廠 運 營 商 NextKraftwerke 公司開展可再生能源直銷、平衡服務、靈活供電、平衡基團管理、提供虛擬電廠建設方案等業務。公司擁有 15346 個聚合單元,12.3GW 裝機容量特斯拉加州虛擬電廠:向居民銷售特斯拉的屋頂光伏和戶儲產品,利用存在高壁壘的軟件 Au
196、tobidder 建立虛擬電廠,打造能源軟硬件生態。截至 2023 年 7 月,特斯拉加州虛擬電廠聚合的用戶達到 7727個。特斯拉南澳虛擬電廠:政府出資為居民免費提供特斯拉的光儲產品。在澳大利亞已有超過 1 萬個家庭參與Enel X:在澳洲已聚集資源超過 350MW工商業資源,是第一家進入調頻輔助服務市場的獨立公司,占有 15%的市場份額。還參與可靠性與應急儲備交易、批發需求響應市場。資料來源:各國政府部門官網,各公司官網,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告54投資建議投資建議新型電力系統建設背景下,靈活性調節資源需求持續釋放,虛擬電廠
197、迎來快速發展的機遇期。上游硬件設備、軟件系統等供應商受益于虛擬電廠項目建設加快推進,智能計量設備、通信設備、采集控制設備以及虛擬電廠平臺系統銷量有望快速增加。同時,隨著新一輪電改啟動,電力市場體制機制持續完善,虛擬電廠除可參與需求側響應外,未來有望逐步參與到輔助服務市場、電力現貨市場、容量市場、碳交易市場之中,為虛擬電廠運營商帶來更多的收益來源,虛擬電廠運營商發展空間廣闊。推薦靈活性資源豐富、有序推進負荷聚合商轉型的南網能源南網能源,推薦靈活性資源可開發空間較大的芯能科技芯能科技,推薦以配售電業務為基礎發力綜合能源服務業務的三峽水利三峽水利,建議關注光伏+儲能+充電樁協同發展、虛擬電廠業務逐步
198、落地的蘇文電能蘇文電能。南網能源:負荷聚合商轉型有序推進,未來發展潛力較大南網能源:負荷聚合商轉型有序推進,未來發展潛力較大公司積極向負荷聚合商轉型,打造新的成長動能。公司積極向負荷聚合商轉型,打造新的成長動能。公司正全力探索向負荷聚合商轉型,并依托工商業、大客戶、集團客戶,大力開展用戶側光儲用一體化能源站等負荷優化調節設施的投資建設運營,優先聚焦南方五省區域范圍,加快推進風光儲一體化等新業務的拓展。目前,公司以肇慶、南沙為試點打造城市級/區域級/園區級負荷聚合商先行點,并在南方電網分布式源荷聚合服務平臺上注冊了相應資質,開始嘗試在該平臺下開展分布式源荷聚合服務相關業務。未來公司將積極服務新型
199、電力系統建設,加快分布式源荷聚合服務業務發展,在分布式電源、光儲用一體化、水(冰)蓄冷、建筑樓宇可控負荷等公司存量及增量客戶資源的聚合上形成獨有優勢,積極推進公司商業模式創新迭代,創造新的業績成長動能。南網能源兼具電源側、負荷側資源,資源、規模優勢較強,未來發展潛力較大。1.1.電源側資源:分布式光伏電源側資源:分布式光伏分布式光伏是虛擬電廠聚合的主要靈活性資源之一,作為電源側資源,經過數字化、智能化改造后可接入虛擬電廠管理平臺參加輔助服務,為電網提供靈活性調節資源,保障電網的安全穩定運行;同時,分布式光伏可通過虛擬電廠平臺參與電力現貨市場交易獲取收益;此外,分布式光伏配套儲能建設光儲一體化系
200、統,可以參與需求側響應發揮“削峰填谷”的作用,保持發電功率與用電負荷平衡。圖72:分布式光伏及光伏聚合平臺接入虛擬電廠的方式及架構資料來源:深圳市分布式光伏接入虛擬電廠管理云平臺技術規范,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告55南網能源分布式光伏裝機規模居于行業前列南網能源分布式光伏裝機規模居于行業前列,未來裝機有望持續增長未來裝機有望持續增長,可聚合的可聚合的分布式光伏資源豐富分布式光伏資源豐富。截至 2023 年 5 月,南網能源公司在運營的分布式光伏項目近 300 個,裝機容量約 1.49GW,在建項目裝機容量超 500MW。公司將持
201、續推進分布式光伏業務發展,預計未來分布式光伏項目將保持較大規模的投產節奏,可聚合接入至虛擬電廠中的分布式光伏規模將不斷增加,資源規模優勢較強。圖73:南網能源分布式光伏裝機容量情況資料來源:公司公告,國信證券經濟研究所整理圖74:南網能源擬投資節能服務項目新增分布式光伏裝機容量(萬千瓦)資料來源:公司公告,國信證券經濟研究所整理南網能源成功開發、運營多個大容量分布式光伏項目,項目業主方多為大規模的制造業企業,參與虛擬電廠資源聚合具有規模效應。同時,依托現有分布式光伏項目資源,公司可與分布式業主合作開發工商業儲能或將工商業可調負荷進行聚合,為公司發展負荷聚合商帶來靈活性資源。此外,根據用戶用電習
202、慣及負荷需求曲線,結合發電功率預測可更好地參與電力現貨市場交易,提升收益水平。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告56圖75:南網能源代表性的部分分布式光伏項目資料來源:南網能源招股說明書,國信證券經濟研究所整理2.2.負荷側資源:商業建筑類可調負荷負荷側資源:商業建筑類可調負荷商業建筑中空調、照明負荷占比較高,通過對商業建筑中空調系統、照明系統等可調負荷進行智能化、數字化改造后接入虛擬電廠平臺,使得負荷側具有生產、消費雙重屬性,為電力系統提供調節能力,實現柔性的負荷控制,保障電網供需平衡。此外,商業建筑負荷接入虛擬電廠平臺后,通過對商業建筑用電數據積累,對用戶
203、用電精細化調節,為商業建筑用戶提供節能服務,獲取增量收益。圖76:商業建筑可調負荷接入虛擬電廠架構圖示資料來源:屠盛春、劉曉春、張皓,上海市黃浦區商業建筑虛擬電廠典型應用,電力需求側管理,2020年 22(1):52-57,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告57從上海市黃浦區商業建筑虛擬電廠應用實踐來看,根據不同商業建筑的負荷曲線制定負荷調度、控制計劃,將可調負荷接入至虛擬電廠平臺,在用電高峰時段不影響用戶正常用電需求情形下可有效實現負荷削減,緩解負荷波動大對電網帶來的沖擊。圖77:酒店建筑虛擬發電執行情況圖78:辦公樓建筑虛擬發電執行情
204、況資料來源:屠盛春、劉曉春、張皓,上海市黃浦區商業建筑虛擬電廠典型應用,電力需求側管理,2020 年 22(1):52-57,國信證券經濟研究所整理資料來源:屠盛春、劉曉春、張皓,上海市黃浦區商業建筑虛擬電廠典型應用,電力需求側管理,2020 年 22(1):52-57,國信證券經濟研究所整理公司深耕建筑節能服務行業公司深耕建筑節能服務行業,聚焦醫院聚焦醫院、學校學校、通信通信、軌道交通等領域軌道交通等領域。南網能源公司建筑節能服務主要是為客戶提供既有建筑綜合節能服務和新建建筑(園區)高效的供冷、供熱(水)、照明等一站式綜合節能服務,建筑節能的收益來源于節能效益分成或根據用戶用能的數量收取費用
205、。對于既有建筑,進行節能診斷,分析能耗情況,提出有針對性的節能方案,降低用戶用能成本;對于新建建筑,將節能目標貫徹到新建建筑用能設備的設計、建造以及運行全過程,通過投資并運營新建建筑高效用能系統來降低用戶用能成本。建筑節能市場潛力較大,未來公司建筑節能服務業務有望不斷增長。建筑節能市場潛力較大,未來公司建筑節能服務業務有望不斷增長。截至 2021年末國內存量建筑 581 億平方米,僅 4%的建筑采用了先進的能效改進措施,節能達標率均不足 10%;國內年新增建筑面積約 20 億平方米,其中新增公共建筑約 4億平方米(新增大型公共建筑約 1600 萬平方米)。當前,公司聚焦醫院、學校、通信、軌道交
206、通、大型公共建筑等重點領域,大力拓展以能效提升為核心的能源托管業務,不斷積累北方大型公共建筑清潔供暖技術和經驗。圖79:既有建筑節能服務示意圖圖80:新建建筑節能服務示意圖資料來源:南網能源招股說明書,國信證券經濟研究所整理資料來源:南網能源招股說明書,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告58圖81:公司代表性的部分建筑節能項目資料來源:南網能源招股說明書,國信證券經濟研究所整理南網能源建筑節能業務服務面積及托管電量持續增加南網能源建筑節能業務服務面積及托管電量持續增加,未來可聚合的可調負荷資未來可聚合的可調負荷資源多元源多元。截至 202
207、2 年,公司建筑節能服務面積 819 萬平方米,托管電量達 6.68億千瓦時。未來公司將在醫院、學校、通信、軌道交通等領域持續開展建筑節能服務,托管電量、服務面積將不斷增加,相應可聚合接入虛擬電廠的可調負荷資源規?;虺掷m擴張,且可調負荷資源類型多樣,更為有效匹配電網調度需求。圖82:南網能源建筑節能業務服務面積情況資料來源:南網能源招股說明書,公司公告,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告593.3.南網區域虛擬電廠建設全國居前,南方電網為公司負荷聚合商轉型發展助力南網區域虛擬電廠建設全國居前,南方電網為公司負荷聚合商轉型發展助力政策明確可
208、調節負荷并網運行與輔助服務實施的管理規定政策明確可調節負荷并網運行與輔助服務實施的管理規定,推動南網區域內虛擬推動南網區域內虛擬電廠發展。電廠發展。近年來,國家能源局南方監管局、南方電網多次出臺政策推動需求側響應能力建設和分布式源荷聚合,政策確定了可調節負荷的并網主體地位,同時明確提出將虛擬電廠作為第三方獨立主體參與電力市場交易試點,規定可調節負荷可通過參與輔助服務獲取收益,政策端利好南網區域內虛擬電廠發展。表20:近年來南網區域推動虛擬電廠發展的相關政策梳理時間時間文件文件發布機構發布機構主要內容主要內容2021 年4 月數字電網推動構建以新能源為主體的新型電力系統白皮書南方電網通過物聯網和
209、區塊鏈技術聚合海量用戶側可調節資源,大力建設虛擬電廠,引導用戶合理用電,促進發電側和用電側雙向互動。2022 年5 月南方電網公司建設新型電力系統行動方案(2021-2030 年)白皮書南方電網推進需求側響應能力建設,深入挖掘彈性負荷、虛擬電廠等靈活調節資源,推動政府建立健全電力需求響應機制,激勵各類電力市場主體挖掘調峰、填谷資源,到2030 年,實現全網削減 5%以上的尖峰負荷。推動建立健全峰谷電價、尖峰電價、可中斷負荷等需求側管理電價機制,激勵用戶側參與系統調節。2022 年6 月南方區域可調節負荷并網運行及輔助服務管理實施細則國家能源局南方監管局將可調節負荷確定為負荷側并網主體,并提出鼓
210、勵發電企業、售電企業、電力用戶、儲能企業或其他市場主體投資建設可調節負荷,促進可調節負荷為電力系統運行提供調頻、調峰等輔助服務,對可調節負荷可參與的輔助服務的類別、考核及補償機制等進行明確規定。2022 年12 月加快推進分布式源荷聚合服務業務發展實施方案南方電網對分布式源荷聚合服務業務發展的目標、策略、模式做出布局,推動分布式源荷聚合服務業務有序發展2023 年7 月-國家能源局南方監管局召開現場推介會,明確提出將虛擬電廠作為第三方獨立主體參與電力市場交易試點。資料來源:南方電網,北極星電力網,國信證券經濟研究所整理南方電網持續推進虛擬電廠建設,虛擬電廠逐步實現規?;l展南方電網持續推進虛擬
211、電廠建設,虛擬電廠逐步實現規?;l展。南方電網自2019 年以來就開始探索虛擬電廠,目前在聚合的資源、調節能力、調度控制技術等方面取得積極進展,2023 年 6 月,南網投運國內首個區域級虛擬電廠,在接入規模、響應規模上較單個虛擬電廠數量級實現大幅提升,截至 2023 年 6 月,南方電網建設的深圳虛擬電廠管理中心接入資源規模超 150 萬千瓦,實時最大可調節負荷能力超 30 萬千瓦。預計未來隨著政策驅動以及電力系統調節性需求釋放,虛擬電廠接入的資源、負荷規模將持續增加。圖83:南方電網虛擬電廠發展過程資料來源:南方電網,北極星電力網,國信證券經濟研究所整理南方電網為南網能源公司控股股東南方電
212、網為南網能源公司控股股東,南網能源為南網下屬新興業務單位的主要成南網能源為南網下屬新興業務單位的主要成員員。截至 2023 年 3 月,南方電網直接持有南網能源 40.39%股權,并通過綠色能源混改基金間接持有南網能源 8.26%股權,合計持有南網能源 48.65%股權,為公請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告60司的控股股東;同時,從南方電網公司架構來看,南方電網明確將南網能源公司分類為新興業務單位,承擔南方電網節能服務、綜合能源服務相關新興業務。作為南方電網旗下開展節能服務、綜合能源服務的專業化公司,南網能源將依托南方電網的客戶資源和渠道優勢,增強公司工業節
213、能、建筑節能、照明節能等節能服務業務的市場競爭力,實現工商業分布式光伏、建筑節能、照明節能業務快速發展;同時,南網能源可借鑒南方電網多年積累的虛擬電廠建設、運營經驗,將在手的電源側、負荷側的靈活性資源進行聚合,接入虛擬電廠平臺,通過參與需求側響應、輔助服務市場、電力現貨市場交易獲取增量收益,增強公司綜合盈利能力。圖84:南網能源股權結構圖資料來源:公司公告,Wind,國信證券經濟研究所整理圖85:南方電網公司架構圖資料來源:南方電網官網,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告61蘇文電能:發展光伏蘇文電能:發展光伏+儲能儲能+充電樁業務,虛擬
214、電廠逐步落地充電樁業務,虛擬電廠逐步落地蘇文電能公司以設計業務為先導,后將產業鏈向產業鏈上下游延伸,成為涵蓋電力設計咨詢、電力設備供應、電力施工及智能用電服務為一體的一站式(EPCO)供應電品牌服務商。近年來,公司積極探索能源數字化與電力服務融合,積極發展分布式光伏、用戶側儲能、微電網、零碳園區等相關業務。公司基于 E(咨詢設計)P(智能制造)C(安裝集成)O(投資運營)S(軟件信息)五項專業能力,通過云計算、大數據、物聯網和移動互聯網技術為用戶提供“源、網、荷、儲”以及多能互補的綜合智慧能源服務平臺,實現光電、風電、充電、儲能與配電網等多場景智能管理,可幫助客戶節能減碳、提高能效,積極參與電
215、力需求側響應。圖86:蘇文電能主要業務及應用場景圖示資料來源:公司公告,國信證券經濟研究所整理公司已有虛擬電廠項目落地公司已有虛擬電廠項目落地。2023 年 4 月,公司發布公告,公司與光明電力、海聚新能源簽訂100MWh 虛擬電廠項目合作框架協議,項目實施共分兩期建設,力爭在 2024 底前將完成共計 100MWh 虛擬電廠建設投資任務。公司在該項目中承擔儲能項目建設、運維、運營,同時負責虛擬電廠的平臺搭建及技術支持,協助海聚新能源進行虛擬電廠的后期運營,并根據實際情況接入東陽當地調度平臺,配合光明電力參與東陽市電力輔助服務,削峰填谷。表21:蘇文電能 100MWh 虛擬電廠項目建設時間安排
216、項目階段項目階段建設內容建設內容第一期2023 年完成 50MWH 分布式用戶側儲能項目并網任務第二期2024 年完成 50MWH 分布式儲能并網任務以及搭建一套虛擬電廠平臺,滿足東陽市共計 10 萬 KWH 的調峰能力資料來源:公司公告,國信證券經濟研究所整理公司積極拓展分布式光伏公司積極拓展分布式光伏、用戶側儲能用戶側儲能、微電網微電網、充電樁等業務充電樁等業務,有助于積累電有助于積累電源側源側、用戶側靈活性資源用戶側靈活性資源。目前,公司已落地多個分布式光伏、用戶側儲能項目,且有較為充足的分布式光伏、用戶側儲能項目資源儲備,并積極推進企業光儲充一體化建設,構建微電網。在充電樁方面,公司充
217、電品牌為“電能俠充電”,截至 2023 年 4 月,加盟的站點約 200 座左右。此外,公司作為 EPCOS 一站式電能運營服務商,在過往業務發展過程中,服務客戶 10 萬+,積累了大量工商企業客戶資源及用電數據資源,有助于公司開拓可調負荷資源和提升虛擬電廠運營水平。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告62圖87:蘇文電能主要客戶分布情況資料來源:公司 ESG 報告,國信證券經濟研究所整理2023 年 5 月,蘇文電能公司獲得電力需求側管理服務機構能力評定證書(一級),公司未來將充分整合優化可調節負荷、新型儲能、分布式電源、電動汽車、空調負荷等需求側靈活性資源,
218、以負荷聚合商或虛擬電廠等形式參與需求響應,創新用電服務模式,幫助用戶進行調節能耗分析、策略制定及收益核算。圖88:蘇文電能獲得電力需求側管理服務機構能力評定證書(一級)資料來源:公司公告,國信證券經濟研究所整理公司公司“電能俠電能俠”云平臺擁有大量數據,支撐虛擬電廠業務發展。云平臺擁有大量數據,支撐虛擬電廠業務發展。公司“電能俠”云平臺基于云計算、大數據、物聯網和移動互聯網技術為用戶提供“源、網、荷、儲”以及多能互補的綜合智慧能源服務平臺,包括數據采集、在線監測、診斷分析、智能調度和能碳管理,實現光電、風電、充電、儲能與配電網等多場景智能管理,將電能的“發輸配用”數據貫通,可視化服務用電客戶。
219、截至 2022 年,“電請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告63能俠”云平臺接入變電站 4300+,光伏站 100+,儲能站 30+,共接入電能物聯網終端設備 8 萬+,年均管理用電量超 60 億度。圖89:蘇文電能“電能俠”云平臺架構資料來源:公司公告,國信證券經濟研究所整理芯能科技芯能科技:基于分布式光伏拓展用戶側儲能基于分布式光伏拓展用戶側儲能+充電樁業務充電樁業務,靈活性靈活性資源可開發空間較大資源可開發空間較大公司以自持工商業屋頂光伏為核心業務公司以自持工商業屋頂光伏為核心業務,拓展充電樁拓展充電樁、儲能儲能、微網業務微網業務。公司自持工商業分布式屋頂
220、光伏,積累了大量優質屋頂資源客戶,并對外提供光伏電站開發、建設、運維“一站式”服務。公司發展戰略為“聚焦自持分布式電站業務,緊跟產品技術發展,圍繞主業拓展分布式新應用領域”?!胺植际叫聭谩鳖I域的一方面是依托工商業屋頂資源客戶,開發工商業儲能運營業務、充電樁充電服務,另一方面是利用儲備技術,開發戶儲產品并向國內外銷售。公司公司屋頂資源儲備豐富,裝機規模穩步提升。屋頂資源儲備豐富,裝機規模穩步提升。公司深耕分布式光伏賽道多年,已擁有 GW 級分布式客戶資源,形成強大的屋頂資源獲取能力。截至 2022 年,公司累計自持分布式光伏電站并網容量約 726.5MW,另有在建、待建和擬簽訂合同的分布式光伏
221、電站裝機約 172MW,公司自持裝機以穩定增速向 GW 級邁進。未來公司將持續拓展分布式光伏業務,而分布式光伏為優質的電源側靈活性資源,公司靈活性資源可開發空間較大。公司公司深耕光伏行業,項目經驗豐富深耕光伏行業,項目經驗豐富,客戶資源儲備充足,客戶資源儲備充足。截至 2022 年,公司已累計獲取屋頂資源超 1200 萬平方米,涉及工業企業 951 家,年發電能力可超 12億 kwh。公司在分布式光伏領域積累的客戶,可將其負荷進行聚合參與虛擬電廠運行,同時還可依托現有客戶資源渠道拓展工商業儲能業務,為公司提供潛在的靈活性資源。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告
222、64圖90:芯能科技自持分布式光伏裝機容量(MW)圖91:芯能科技工商業分布式光伏客戶數量資料來源:公司公告,國信證券經濟研究所整理資料來源:公司公告,國信證券經濟研究所整理公司已對外開展工商業用戶側分布式儲能聚合業務。公司已對外開展工商業用戶側分布式儲能聚合業務。公司已落地多個“網荷光儲充智能微網”示范項目,屬于小型虛擬電廠。通過項目儲備的技術基礎和實施經驗,有助于公司開展工商業分布式儲能聚合業務。公司計劃優先向分布式光伏客戶進行工商業儲能的推廣、應用,爭取在 2023 年度促成一定規模的儲能項目落地。公司公司于于 2022021 1 年建成的年建成的“網荷光儲充智能微網網荷光儲充智能微網”
223、示范項目是小型分布式虛擬電廠示范項目是小型分布式虛擬電廠,已穩定運行至今已穩定運行至今。該示范項目基于生產、辦公園區實施建設,配套分布式光伏電站、儲能系統、充電樁、數據采集器、智慧能源管理平臺等軟、硬件設施,可實現用電負荷削峰填谷、提高光伏消納比例、電力需求響應、并離網無縫切換、儲能 PCS 遠程控制等功能,可將用戶側資源聚合作為調節工具參與電力輔助服務市場,從而獲得電力需求響應收益。公司圍繞現有分布式公司圍繞現有分布式光伏光伏客戶鋪設充電樁客戶鋪設充電樁,可充分利用光伏發電可充分利用光伏發電,搭配工商業儲搭配工商業儲能,構建微網系統能,構建微網系統。公司充電樁可與光伏產品、工商業儲能聯動,形
224、成“光伏+儲能+充電”生態,通過微電網智能控制技術,構成局部智能微網系統,將光伏發電量直接供充電車輛就近消納,或存儲到儲能系統中,既能為電動汽車供給綠色電能,又能調配峰谷用電,可有效提高清潔能源利用率。圖92:芯能科技“光伏+儲能+充電”智慧電動汽車充電站示意圖資料來源:公司官網,國信證券經濟研究所整理請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告65三峽水利:以配售電業務為基礎,發力綜合能源服務業務,具備三峽水利:以配售電業務為基礎,發力綜合能源服務業務,具備發展虛擬電廠的基礎發展虛擬電廠的基礎三峽水利配售電主業發展穩健三峽水利配售電主業發展穩健。自 2020 年資產重
225、組完成后,三峽水利公司整合重慶市內的萬州區、兩江新區、涪陵區和黔江區四張區域電網,配售電主業實力增強。目前,公司配售電網絡涉及重慶市萬州區、涪陵區、黔江區、秀山縣、酉陽縣等區域,掌握稀缺的配電網市場資源,供電網絡與國網重慶電力、湖北電網及南網貴州電網均有聯網,供電安全可靠性高。同時,公司在區域內有相對穩定的政府合作基礎和用戶群體,在市場資源整合和開拓方面存量市場先入和增量市場先發優勢顯著。圖93:三峽水利發電、供電業務發展布局情況資料來源:公司公告,公司官網,國信證券經濟研究所整理公司發供電業務具有廠網一體化公司發供電業務具有廠網一體化、市場及區位等優勢市場及區位等優勢,未來可將電力用戶負荷進
226、未來可將電力用戶負荷進行聚合,發展虛擬電廠業務。行聚合,發展虛擬電廠業務。公司擁有完整的發、供電網絡,是上市公司中少數擁有“廠網合一”的電力企業,公司的廠網一體化保證了對區域電力供應的市場優勢。公司深耕電力業務所在區域,同時公司高度重視用戶開拓,依托所在區域較強的工業優勢,擁有一批高質量大工業用戶,負荷增長穩定,用戶維系及獲取能力較強。未來公司有望依托電力客戶的資源渠道,將電力用戶負荷進行聚合,進行需求側響應。大力開展市場化售電業務,積極開拓新增配電業務,推進配售電業務向外拓展大力開展市場化售電業務,積極開拓新增配電業務,推進配售電業務向外拓展。公司堅持“立足重慶、輻射西南、開拓華東華南”發展
227、思路,依托長江經濟帶和成渝雙城經濟圈戰略,采取“自營+聯營”的營銷模式,大力拓展配售電業務。目前,公司完成四川、浙江、江蘇、安徽、廣東、江西等 8 省市的售電資質準入,為拓展市場化售電業務發展奠定基礎;同時,公司以增資擴股方式參股廣東新巨能公司,快速切入廣東售電市場,作為華南區售電業務支撐點;在上海投資 2.05億元成立售電公司,支撐公司在長三角發達地區乃至全國范圍內開展市場化售電業務。當前,公司市場化售電業務取得積極進展,市場化售電簽約客戶數量突破3700 家。2023 年,公司將繼續大力拓展售電市場,促進配電業務規模、產能穩步增長,預計實現售電量 138.50 億千瓦時,同比增長 2.05
228、%。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告66推動推動“售電售電+”增值服務落地,協同綜合能源業務開展。增值服務落地,協同綜合能源業務開展。公司市場化售電業務采用“自營+分銷”模式,依托自有售電資質自主進行市場化售電服務或與有資源、有技術優勢的售電公司開展股權合作,不斷積累用戶資源。同時,根據用戶個性化需求,積極推動“售電+”增值服務,依靠售電業務挖掘用戶用電需求,并定制增值服務,如綜合能源、能效管理、儲能服務及電力運維等,助力綜合能源業務發展。圖94:三峽水利公司市場化售電區域分布情況資料來源:公司官網,國信證券經濟研究所整理依托現有依托現有優勢優勢,持續持續拓
229、展綜合能源業務拓展綜合能源業務。公司綜合能源業務的發展策略:1)以綜合能源公司為主體,集中優勢資源,打造公司綜合能源發展平臺;2)依托配售電業務基礎,發揮產業協同作用;3)加強儲能等新技術儲備和新業態研究,提升方案制定能力和項目實施能力。分布式光伏項目不斷落地,增厚公司業績的同時助力售電、綜合能源業務發展分布式光伏項目不斷落地,增厚公司業績的同時助力售電、綜合能源業務發展。目前,公司在建在運分布式光伏裝機規模超 100MW,分布式光伏項目落地將助力公司業績增長。表22:三峽水利公司分布式光伏項目情況項目項目裝機規模(裝機規模(MWMW)投資金額(億元)投資金額(億元)江西九江諾貝爾濂溪工廠屋頂
230、分布式光伏項目(二期)21.900.92重慶涪陵臨港經濟區首期屋頂光伏項目11.540.46合計合計33.4433.441.381.38資料來源:公司公告,國信證券經濟研究所整理儲能業務雙輪驅動,把握新型電力系統建設發展機遇。儲能業務雙輪驅動,把握新型電力系統建設發展機遇。公司儲能業務主要為獨立儲能和用戶側儲能兩個細分業務,其中公司獨立儲能協同大股東業務布局重點區域,目前項目訂單逐步釋放,近期公司重點推進重慶永川松溉、兩江龍盛儲能以及廣西百色,共計 403MW/806MWh 儲能項目,其中永川區松溉、兩江新區龍盛獨立儲能電站已建成投產;用戶側儲能則依托市場化售電資源優勢,挖掘客戶用能需求,在廣
231、東等地積極推進用戶側儲能業務并取得突破,目前公司累計簽約用戶側儲能項目 84 個,合計容 863MWh,累計開工項目 33 個,總容量 131MWh,預計隨著請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告67峰谷價差持續拉大,公司用戶側儲能項目將加快落地?!笆奈濉逼陂g,公司在用戶側儲能領域將充分發揮售電資源、人才技術等優勢,打造以儲能為聚合資源、GW 級規模、交易能力國內領先的運營商,同時協同公司售電和綜合能源業務發展,為重點布局長江經濟帶售電市場提供可推廣的“售電+”業務模式。表23:2023 年以來公司新獲獨立儲能項目情況項目項目裝機規模(裝機規模(MW/MWhMW
232、/MWh)投資金額(億元)投資金額(億元)永川區松溉獨立儲能電站項目200/4007.82兩江新區龍盛獨立儲能電站項目100/2004.00合計合計300/600300/60011.8211.82資料來源:公司公告,國信證券經濟研究所整理整體而言,三峽水利公司作為售電公司,擁有大量工商業客戶資源,客戶粘性強,未來可將電力用戶可調負荷進行聚合形成自身靈活性資源池;同時,目前公司大力發展分布式光伏、獨立儲能、用戶側儲能業務,進一步豐富公司的靈活性資源池,為公司未來發展虛擬電廠提供有效支撐。請務必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內容證券研究報告證券研究報告68風險提示風險提示政策不及預期政策不及預
233、期:政策體制機制完善促進虛擬電廠增加收益,若未來政策不及預期,虛擬電廠不能有效參與到電力現貨市場、輔助服務市場、容量市場、綠電市場等市場之中,增量收益較為有限,可能會限制虛擬電廠運營商發展,導致產業發展進程不及預期。市場競爭加?。菏袌龈偁幖觿。盒滦碗娏κ袌鼋ㄔO背景下,聚合靈活性調節資源的虛擬電廠市場需求有望持續釋放,而虛擬電廠運營行業并無很強的進入壁壘,未來產業快速發展可能會吸引大量市場主體加入到虛擬電廠運營行業之中,導致虛擬電廠運營市場競爭加劇,導致虛擬電廠運營商盈利能力下降。電價波動風險:電價波動風險:虛擬電廠可參與電力現貨市場獲取收益,若電力現貨市場電價波動較小,則虛擬電廠可能很難實現套
234、利;同時,如果電價波動變化較大,而虛擬電廠運營商交易策略制定不當,則會導致虛擬電廠運營商收益收窄,甚至可能出現虧損,影響虛擬電廠項目收益。補貼下降風險:補貼下降風險:需求側響應是虛擬電廠實現收益的重要來源之一,若未來需求側響應電價補貼下降,將會導致虛擬電廠項目收益率下降,對虛擬電廠行業發展帶來不利影響。證券研究報告證券研究報告免責聲明免責聲明分析師聲明分析師聲明作者保證報告所采用的數據均來自合規渠道;分析邏輯基于作者的職業理解,通過合理判斷并得出結論,力求獨立、客觀、公正,結論不受任何第三方的授意或影響;作者在過去、現在或未來未就其研究報告所提供的具體建議或所表述的意見直接或間接收取任何報酬,
235、特此聲明。國信證券投資評級國信證券投資評級類別類別級別級別說明說明股票股票投資評級投資評級買入股價表現優于市場指數 20%以上增持股價表現優于市場指數 10%-20%之間中性股價表現介于市場指數 10%之間賣出股價表現弱于市場指數 10%以上行業行業投資評級投資評級超配行業指數表現優于市場指數 10%以上中性行業指數表現介于市場指數 10%之間低配行業指數表現弱于市場指數 10%以上重要聲明重要聲明本報告由國信證券股份有限公司(已具備中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格)制作;報告版權歸國信證券股份有限公司(以下簡稱“我公司”)所有。,本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。未經書面許可,任
236、何機構和個人不得以任何形式使用、復制或傳播。任何有關本報告的摘要或節選都不代表本報告正式完整的觀點,一切須以我公司向客戶發布的本報告完整版本為準。本報告基于已公開的資料或信息撰寫,但我公司不保證該資料及信息的完整性、準確性。本報告所載的信息、資料、建議及推測僅反映我公司于本報告公開發布當日的判斷,在不同時期,我公司可能撰寫并發布與本報告所載資料、建議及推測不一致的報告。我公司不保證本報告所含信息及資料處于最新狀態;我公司可能隨時補充、更新和修訂有關信息及資料,投資者應當自行關注相關更新和修訂內容。我公司或關聯機構可能會持有本報告中所提到的公司所發行的證券并進行交易,還可能為這些公司提供或爭取提
237、供投資銀行、財務顧問或金融產品等相關服務。本公司的資產管理部門、自營部門以及其他投資業務部門可能獨立做出與本報告中意見或建議不一致的投資決策。本報告僅供參考之用,不構成出售或購買證券或其他投資標的要約或邀請。在任何情況下,本報告中的信息和意見均不構成對任何個人的投資建議。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。投資者應結合自己的投資目標和財務狀況自行判斷是否采用本報告所載內容和信息并自行承擔風險,我公司及雇員對投資者使用本報告及其內容而造成的一切后果不承擔任何法律責任。證券投資咨詢業務的說明證券投資咨詢業務的說明本公司具備中國證監會核準的證券投資咨詢業務資格。證
238、券投資咨詢,是指從事證券投資咨詢業務的機構及其投資咨詢人員以下列形式為證券投資人或者客戶提供證券投資分析、預測或者建議等直接或者間接有償咨詢服務的活動:接受投資人或者客戶委托,提供證券投資咨詢服務;舉辦有關證券投資咨詢的講座、報告會、分析會等;在報刊上發表證券投資咨詢的文章、評論、報告,以及通過電臺、電視臺等公眾傳播媒體提供證券投資咨詢服務;通過電話、傳真、電腦網絡等電信設備系統,提供證券投資咨詢服務;中國證監會認定的其他形式。發布證券研究報告是證券投資咨詢業務的一種基本形式,指證券公司、證券投資咨詢機構對證券及證券相關產品的價值、市場走勢或者相關影響因素進行分析,形成證券估值、投資評級等投資分析意見,制作證券研究報告,并向客戶發布的行為。證券研究報告證券研究報告國信證券經濟研究所國信證券經濟研究所深圳深圳深圳市福田區福華一路 125 號國信金融大廈 36 層郵編:518046總機:0755-82130833上海上海上海浦東民生路 1199 弄證大五道口廣場 1 號樓 12 層郵編:200135北京北京北京西城區金融大街興盛街 6 號國信證券 9 層郵編:100032