2023國內外虛擬電廠發展階段及商業模式分析報告.pdf

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1、2 0 2 3 年深度行業分析研究報告*請務必閱讀最后一頁免責聲明2歐洲：以聚合發電側資源為主02美國：聚焦可控負荷的需求響應03虛擬電廠發展到什么階段？01中國：邀約制下的需求側響應04投資建議05風險提示06*請務必閱讀最后一頁免責聲明虛擬電廠發展到什么階段？01.3*請務必閱讀最后一頁免責聲明4虛擬電場發展：1997年提出，目前全球呈現多元化發展態勢海外對虛擬電廠概念的研究日臻完善，全球呈現多元化發展趨勢。1997年，Shimon Awerbuch博士使用了虛擬公共事業（virtual utility）的術語引入了虛擬電廠的概念。此后，多項研究對虛擬電廠的發展做出了貢獻，并于2021年提

2、出了分布式虛擬電廠（DVPP）的概念，使其通過集成靈活調控、內部平衡波動以及在批發市場出售總發電量，助力可再生能源發電機融入電網。全球虛擬電廠市場潛力可期。根據Fortune business insights預測，全球虛擬電廠市場將以32.89%的CAGR從2021年的8.8億美元增長到2028年的64.7億美元。圖表：海外虛擬電廠概念及業務范圍演變 資料來源：Scholarly Community Encyclopedia，民生證券研究院8.864.701020304050607020212028CAGR=32.89%資料來源：Fortune Business Insights，民生證券研

3、究院圖表：2021-2028年全球虛擬電廠市場規模（億美元）01*請務必閱讀最后一頁免責聲明5虛擬電廠盈利模式多樣分類：根據聚合優化資源類型不同，可分為負荷型、電源型、儲能型和混合型四種類型。1）負荷型：指虛擬電廠運營商聚合其綁定的具備負荷調節能力的市場化電力用戶（包括電動汽車、可調節負荷、可中斷負荷等），作為一個整體（呈現為負荷狀態）組建成虛擬電廠，對外提供負荷側靈活響應調節服務。2）電源型：在能源發電側建立，可以進行能量出售與輔助服務。3）儲能型：能量出售與輔助服務均可進行。4）混合型：兼具負荷型、電源型與儲能型虛擬電廠特點。盈利模式：1）可再生能源發電的預測與監控：增強對電力投資組合的預

4、測與控制，幫助公用事業公司節省投資組合與實際需求差異導致的平衡成本。2）電網彈性聚合：通過容量招標及輔助服務盈利。3）需求響應聚合：通過輔助服務市場競標收入、降低電力采購成本盈利。4）戶用虛擬電廠：聚合商通過為用戶提供輔助服務盈利，公用事業公司通過減少電網升級費用來增加收入。圖表：虛擬電廠分類資料來源：共研網，民生證券研究院虛擬電廠分類主要內容負荷型VPP指虛擬電廠運營商聚合其綁定的具備負荷調節能力的市場化電力用戶(電動汽車、可調節負荷、可中斷負荷等),作為一個對外呈現為負荷狀態的整體組建成虛擬電廠，提供負荷側靈活響應調節服務，具有功率調節能力，可以參與輔助服務市場，但是能量出售屬性不足。電源

5、型VPP具有能量出售能力，可以參與能量市場和輔助服務市場。儲能型VPP可參與輔助服務市場，也可以通過放電出售電能?；旌闲蚔PP具備負荷型、電源型和儲能型VPP的能力。虛擬電廠盈利模式主要內容1）可再生能源發電的預測與監控增強對電力投資組合的預測與控制，幫助公用事業公司節省投資組合與實際需求差異導致的平衡成本。2）電網彈性聚合通過容量招標及輔助服務盈利。3）需求響應聚合通過輔助服務市場競標收入、降低電力采購成本盈利。4）戶用虛擬電廠聚合商通過為用戶提供輔助服務盈利，公用事業公司通過減少電網升級費用來增加收入。圖表：虛擬電廠盈利模式資料來源：碳資，民生證券研究院01*請務必閱讀最后一頁免責聲明6國

6、內外對比：存在差異，國內處于探索階段我國虛擬電廠目前以負荷側為主，與國外相比仍有較大差距。其本質原因在于：1）聚合資源類型不同；2）政策與市場成熟度不同；3）核心技術發展程度不同；4）商業模式成熟度不同。圖表：國內外虛擬電廠主要差距及原因資料來源：碳中和發展研究院，國家電網，民生證券研究院差異原因聚合資源類型不同海外：聚合資源類型豐富，包括源、荷、儲等各類資源，尤其歐洲以分布式可再生能源為主；國內：地方的配電網建設尚不健全，以負荷側資源為主，類型單一，未能發揮豐富的可再生能源優勢，難以形成規模效益。政策與市場成熟度不同海外：輔助服務市場和電力現貨市場成熟，電力現貨市場相關配套機制較為健全；國內

7、：仍未形成穩定的電力市場機制，政策仍不完善，大部分以試點省份形式推進，虛擬電廠盈利性有限。核心技術發展程度不同海外：虛擬電廠核心技術更加成熟，尤其是協調控制技術已經可以實現對各種可再生能源及負荷的靈活控制，國內：虛擬電廠總體上缺乏對分布式資源精準控制、便捷接入、邊緣計算等技術的研究與實踐，各地虛擬電廠管控平臺等系統的接口標準和通信協議不統一也增加了分布式資源接入難度，提高了虛擬電廠建設成本。商業模式成熟度不同海外：虛擬電廠已實現商業化，主要通過電力市場交易、參與調峰調頻、配置儲能裝置等方式獲得收益；國內：虛擬電廠的商業模式尚不清晰，以參與相對成熟的需求響應市場及以虛擬電廠方式提供節能、用電監控

8、等增值服務為主，參與輔助服務市場為輔，參與電力現貨仍在嘗試探索中。01*請務必閱讀最后一頁免責聲明歐洲：以聚合發電側資源為主02.7*請務必閱讀最后一頁免責聲明8資料來源：Ember，民生證券研究院圖表：歐洲發電結構0%20%40%60%80%100%2010201120122013201420152016201720182019202020212022生物質水電核電太陽能風電其他可再生能源煤炭天然氣其他化石燃料歐洲發電結構中可再生能源占比提升，22年風光發電占比共計16%。從2010年到2022年，風電和太陽能發電的比例分別從3.1%和0.5%增長到了11.2%和4.8%，反映歐洲電力結構的

9、綠色轉型以及減少碳排放的堅定決心。盡管歐洲各國對于傳統能源，如天然氣和煤炭的依賴依然存在，但從總體趨勢來看，歐洲正在逐步減少對化石能源的依賴，轉向可再生能源，以實現環境友好、可持續發展的電力生產和使用。歐盟加快能源轉型，意在提高能源安全和可持續性。2022年5月，歐盟通過了“REPowerEU”計劃，提出到2030年，可再生能源發電量從2021年規劃的40%提升到45%，帶動可再生能源裝機容量目標從1067G提升至1236GW。隨著可再生能源的不斷增長，電力市場需適應并更好地整合這些能源，吸引投資于無化石燃料的靈活技術，如需求側響應和儲能，以補充可變能源的產能。該舉措旨在確保電力市場的可持續發

10、展，為實現清潔能源目標提供支持。02歐洲22年風光發電占比達16%*請務必閱讀最后一頁免責聲明9歐洲虛擬電廠以聚合發電側資源為主在電網運營方面，主要可以劃分為輸電網運營商（TSO）和配電網運營商（DSO）兩個層面。其中，TSO負責輸電網絡的控制和運營，由于通常只有一個全國性的TSO，因此是具有壟斷性質的業務；而DSO則主要負責將電力分配給用戶，各DSO之間的電價差異很大，是競爭性的業務?；谝陨戏止?，在歐洲商業化的虛擬電廠領域，虛擬電廠通常由獨立第三方運營商、發電廠以及TSO合作運營，其首要任務是為發電單位服務，并設法降本增效。歐洲虛擬電廠以聚合分布式發電資源為主要目標。由于歐洲發電資源較為分

11、散，虛擬電廠起步于電力供給側，聚合分布式發電資源，從而幫助可再生能源穩定并網，并協調發電功率，以降低棄風棄電、負電價損失為主要目標。其價值主要源于兩個方面：1）第一是輔助服務市場，該市場直接與特定地區或國家的輸電系統運營商合作，在一定時期內有能力升高或降低電力產量的電力生產商可從此獲得補償。2）第二是日內市場上的不平衡交易，由于無法百分百準確預測所需能源量，因此必須實時進行能源平衡以彌補預測的不足。圖表：電力系統核心參與者資料來源：丹麥能源署，民生證券研究院圖表：虛擬電廠架構示意圖資料來源：Toshiba，民生證券研究院02*請務必閱讀最后一頁免責聲明10以德國為例，虛擬電廠已完全商業化。由于

12、可再生能源法規定了可再生能源發電直接銷售的要求，德國的虛擬電廠運營商可以在批發市場銷售100kW以上中型可再生能源電廠產出的電量，并在日前市場優化其售電。此外，虛擬電廠還有利于靈活性較高的生物質發電和水電機組從日間市場和平衡市場中獲利。除了可再生能源電廠外，燃氣熱電聯產、電池儲能、應急發電機和需求響應等皆可作為虛擬電廠資源。目前，德國虛擬電廠主要有三類運營商：1）獨立虛擬電廠運營商。這類運營商不隸屬于傳統客戶的電力供應商。它們也可以作為電力供應商（目前主要是裝機在100kW以上的大客戶）成為平衡責任方。2）大型電力公司（跨國、地區和市級企業）將自己的發電資源以及可能的負荷用戶和發電機組聚合到虛

13、擬電廠當中。作為電力公司，也是平衡責任方。3）新型市場參與者，特別是小規模分布式能源資源的制造商，它們主要將其用戶的資源聚合到虛擬電廠當中。圖表：德國三類虛擬電廠運營商案例資料來源：Sustainable Transition China，民生證券研究院02特征獨立虛擬電廠電力公司虛擬電廠新型市場參與者虛擬電廠Next Kraftwerkee2mEnteliosGETEC EnergieMVV EnergieBayWa.reSonnen能源資源組合發電側、需求側，儲能發電側、需求側，儲能需求側發電側、需求側發電側、需求側發電側儲能電廠規模9016MW（2021年）3.260MW（2021年）1

14、GW（2018年）3000MW以上500MW（2015年）3.300MW（2019年）資源管理與優化平衡服務直接銷售電力公司白標解決方案需求響應（商業和工業）需求響應（家庭）向消費者/產銷者供電德國虛擬電廠已經實現商業化*請務必閱讀最后一頁免責聲明Next Kraftwerke 是歐洲最大的虛擬電廠運營商之一，提供虛擬電廠全套解決方案。Next Kraftwerke 成立于2009年，前身是德國清潔技術公司Next Kraftwerke GmbH。其虛擬電廠聚合的資源包括沼氣電廠、熱電聯產廠、水電、光伏、電池儲能、電動汽車、工業負荷等。截至2022年底，Next Kraftwerke 共聚合1

15、5346臺機組，聯網容量12294MW。具體案例看Next Kraftwerke 虛擬電廠如何實現與電網進行交互？1）電力市場準入及交易服務。Next Kraftwerke 為個人資產所有者以及 BRP 和投資組合經理提供市場準入。包括日前和盤中市場的短期交易，以及歐洲各個電力交易所的長期和場外交易（EPEX Spot、EXAA 等）。2）參與電力調度。歐洲電力價格在日前市場每天變化 24 次，在 EPEX SPOT 日內市場每天變化 96 次，價格差異可能很大。虛擬電廠可以通過計劃優化來利用這種波動性，從而實現套利，例如在價格高的時候發電。3）優化用戶用能行為。虛擬電廠將電價信息發送至用戶，

16、調整用戶生產至低電價時段，降低用戶用電成本。以歐洲居民一天的市場電價情況為例，在優化負荷之前，負荷集中的時間段在06：00-08：00之間，此時市場電價處于較高水平，而通過虛擬電廠靈活調節聚合資源后，優化后的負荷可以集中在電價較低的時段，從而使用戶的用能成本降低。Next Kraftwerke：虛擬電廠業務涉及“發輸用”環節02資料來源：Next Kraftwerke 官網，民生證券研究院圖表：Next Kraftwerke 虛擬電廠優化用戶用能行為資料來源：Next Kraftwerke 官網，民生證券研究院圖表：某歐洲沼氣池按照峰值負荷運行的案例11*請務必閱讀最后一頁免責聲明美國：聚焦可

17、控負荷的需求響應03.12*請務必閱讀最后一頁免責聲明13美國22年風光發電占比達9.4%截至2022年，美國的可再生能源在電力結構中的比例持續增長，風光發電比例已達9.4%。對比2010年的數據，風電和太陽能發電的比例分別從1.6%和0.0%增長到了7.0%和2.4%，反映美國在過去十二年間在風能和太陽能發電應用方面的顯著進步。當前美國的電力結構中仍以天然氣和煤炭發電為主，分別占據27.3%和13.4%，但煤炭發電的比例不斷下降，可再生能源發電的比例不斷上升，顯示出美國在推動可再生能源方面的積極態度。美國可再生能源規劃幫助其實現氣候目標，到2050年達到零碳排放。根據美國能源情報署（EIA）

18、數據，得益于美國通貨膨脹削減法案（IRA）和全州范圍內對可再生能源提案的推動，2023年美國太陽能市場將新增29.1GW公用事業規模光伏和9.4GW的儲能項目，在54.5GW的新增發電產能中占70%。如果按計劃并網，2023年將有望成為美國公用事業規模光伏新增容量最多的一年。資料來源：EIA，民生證券研究院圖表：美國發電結構0%20%40%60%80%100%2010201120122013201420152016201720182019202020212022煤炭天然氣核能石油和其他水電風電太陽能生物質地熱03*請務必閱讀最后一頁免責聲明14美國電網體系較為獨立，電力運營商高度分散03圖表：

19、美國48個州的網絡由三個主要互連組成資料來源：EPA，民生證券研究院美國本土的48個州的電力系統由三個主要互連系統組成，基本彼此獨立運行，且相互之間的電力傳輸有限。在三大電網下，還存在著CAISO、SPP、ERCOT、MISO、PJM等區域性電力調度中心，分別負責部分地區各自的電力調度，并對電價進行管理。由于各州電力市場化進程不同，美國存在三種電力市場機制。1）沒有建立電力市場的地區。處于垂直一體化的傳統狀態，公用事業公司負責調度機組為其轄區內的用戶供電。2）僅放開電力批發市場的地區。發電企業全部競價上網，由市場形成批發電價，供電服務由區域的公用事業公司壟斷經營。3）批發、零售市場全面放開的地

20、區。電力用戶可以自主選擇不同售電商，售電商的購電成本由電力市場批發電價、輸電價格、配電價格和政府性基金組成，售電商再加上一定利潤后銷售給終端電力用戶。最典型的就是德州、加州。美國電力市場既有批發也有零售。電力產業鏈分散為發電主體、輸配電主體和能源零售商三個環節，美國七大七大獨立系統運營商（ISO）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）市場運行的管轄。圖表：美國電力批發市場分布資料來源：EPA，民生證券研究院資料來源：EPA，民生證券研究院圖表：美國電力零售市場分布*請務必閱讀最后一頁免責聲明15美國虛擬電廠通過控制電力價格和相關政

21、策參與系統削峰填谷。該計劃主要由能源零售商推動，以出售低價儲能電池換取對部分電力的控制權，通過指導電力用戶暫時變更用電模式進行削峰填谷。在用電高峰期，零售商以虛擬電廠方式聚合所控制的部分儲能，以確保電網系統的穩定性，并提供給需要的用戶，獲得輔助服務收益。虛擬電廠增強了電網的可靠性和彈性，據RMI預測，到2030年，虛擬發電廠預計將美國的能源需求峰值降低60GW，到2050年可以減少超過200GW。美國的虛擬電廠以聚焦可控負荷的需求響應為主，其原因主要有兩點：1）美國擁有眾多直接連接到用電側的分布式太陽能資源。隨著降低通貨膨脹法案(IRA)的發布，美國政府為風能、太陽能和其他化石燃料替代品提供了

22、超過3000億美元的資金，給美國的可再生能源行業帶來極大的鼓勵和支持。根據Statista的數據，2022年美國新增住宅光伏裝機容量達到5.9GW。同比增長40%。2）美國存在眾多競爭性電力市場。公共事業企業對發電-輸配電環節的壟斷被ISO打破后，電力批發與零售市場相較于歐洲更為活躍，與C端用戶聯系緊密。美國虛擬電廠：聚焦可控負荷的需求響應圖表：催化美國虛擬電廠發展的因素資料來源：Brattle，民生證券研究院資料來源：Brattle，民生證券研究院圖表：虛擬電廠實際案例2023E2030E配備智能恒溫器的住宅10%34%住宅屋頂太陽能板27GW83GW輕型電動汽車3mil.26mil.配備電

23、熱水器的住宅49%50%電表后（BTM）電池2GW27GW03*請務必閱讀最后一頁免責聲明 特斯拉通過電力零售計劃實現電力調度。2022年12月，特斯拉推出電力零售計劃Tesla Electric，支持當地用戶向美國德克薩斯州的能源供應商出售Powerwall 中未使用的電力來賺取電費。參與該計劃后，用戶的Powerwall電池會自動決定何時充電以及何時向電網出售電力，即該系統可在低電價時為電動汽車充電或存儲電力，在最有利的情況下將來自于業主儲能系統的電力出售到電網。特斯拉還為能源供應商提供了能源價格跟蹤和電力管理功能，幫助能源供應商監控 Powerwall 用戶的貢獻。2022年，加州公共事

24、業公司 PG&E 借助 Powerwall 向用戶直接購買電力。該項目是特斯拉與 PG&E 合作的“Emergency Load Reduction Program”虛擬電廠項目的一部分，主要目的為解決加州夏季電力供應緊張的情況。擁有 Powerwall 的 PG&E 客戶可以自愿選擇通過特斯拉的應用程序注冊加入，而在電網用電緊急高峰期，所有參與計劃的 Powerwall 將被調度，每提供額外的1千瓦時電能，其所有者將獲得 2 美元的收益，遠高于加州平均住宅電價25美分/千瓦時。聚合的廉價綠色能源可以有效替代原本使用的昂貴燃氣火電，進而為虛擬電廠賺取差價收益。圖表：特斯拉Powerwall儲能

25、電池運作模式圖表：特斯拉虛擬電廠生態資料來源：特斯拉官網，民生證券研究院資料來源：能源電力說，民生證券研究院特斯拉虛擬電廠計劃：通過Powerwall進行用戶側余電調度0316*請務必閱讀最后一頁免責聲明17Sunverge 能源平臺使分布式能源資源參與電力公司、輸配電電網運營商、電網邊緣服務提供商、第三方聚合商的批發市場。主要提供三種業務：1）營運儲備：由于意外事件或緊急事件而調度分布式能源資源（DER）供電請求。2）頻率調節：通過聚合用戶側分布式資源實時響應獨立能源運營商調節信號，即時響應上下調節的請求，解決短期電網供需失衡和頻率波動問題，并跟蹤系統負載的亞分鐘波動并糾正發電機輸出的意外變

26、化。3）需求響應：通過響應系統操作員的信號來降低分布式能源組合的需求。Sunverge 虛擬電廠平臺：主要基于需求側響應計劃圖表：Sunverge營運儲備業務資料來源：Sunverge官網，民生證券研究院資料來源：Sunverge官網，民生證券研究院圖表：Sunverge頻率調節業務圖表：Sunverge需求響應業務資料來源：Sunverge官網，民生證券研究院03*請務必閱讀最后一頁免責聲明中國：邀約制下的需求側響應04.18*請務必閱讀最后一頁免責聲明19中國風光發電占比穩步提升，2022年已達10.92%。從2010年到2022年，中國的能源發電結構中風電和太陽能的比例顯著增長，分別從1

27、.06%和0%上升到8.19%和2.73%，過去十二年間中國在風能和太陽能發電部署領域取得的重大突破。中國的可再生能源發展規劃旨在減少對傳統燃料（如煤炭）的依賴，改善環境質量，并滿足其持續增長的電力需求。根據“十四五”可再生能源發展規劃的發電目標，2025年可再生能源年發電量將達到3.3萬億千瓦時，“十四五”期間可再生能源發電量增量在全社會用電量增量中的占比超過50%，風電和太陽能發電量實現翻番。根據中國對雙碳目標的承諾，計劃2030年中國非化石能源消費占比達到25%，風電和太陽能發電總裝機容量達到12億千瓦以上，可再生能源加快步入躍升發展新階段，將全面進入無補貼平價甚至低價市場化發展新時期。

28、資料來源：國家統計局，民生證券研究院圖表：中國發電結構0%20%40%60%80%100%2010201120122013201420152016201720182019202020212022水電火電核電風電太陽能04中國22年風光發電占比達10.92%*請務必閱讀最后一頁免責聲明20中國電力市場機制：統一調度，分級管理04圖表：國家電網VS南方電網-業務覆蓋范圍資料來源：前瞻產業研究院，民生證券研究院國家電網與南方電網是中國智能電網運營的雙寡頭。其中國家電網公司的經營區域覆蓋我國88%的國土面積，而南方電網的服務范圍包括廣東省、廣西省、云南省、貴州省和海南省五個省份及港澳地區。2022年，

29、國家電網經營區域市場交易電量達4.16萬億千瓦時，同比增長42.7%；南方電網經營區域市場交易電量0.85萬億千瓦時，同比增長27.4%。中國2015年重啟電力體制改革，將電力市場置于中心位置?？稍偕茉窗l電的不確定性、波動性和間歇性以及逆調峰等特性，使得傳統的計劃調度方式難以應對可再生能源高滲透率新型電力系統運行的挑戰，以電力現貨市場機制替代傳統的日前發電調度計劃和近實時發電調度計劃方式勢在必行。全國統一電力市場的關鍵在于將跨區、跨省和省內的發電計劃調度轉變為多層次協調統一的電力現貨市場體系。從2017年開始，國家電網在“兩級市場模式”下試行省間電力現貨交易，以促進電力流通并減少廢棄風電和光

30、伏發電。該模式不僅可以與現有的省級市場協同運行，還可以包含覆蓋整個南方電網區域的南方電力現貨市場。2022年，全國市場交易電量達5.25萬億千瓦時，同比增長39%，占全社會用電量的60.8%，同比增長15.4%。其中，跨省跨區的市場交易電量超過1萬億千瓦時，同比增長近50%。0%20%40%60%80%020000400006000020152016201720182019202020212022全國市場交易電量（億千瓦時）yoy資料來源：中電聯，民生證券研究院圖表：歷年全國市場交易電量（億千瓦時）*請務必閱讀最后一頁免責聲明21中國虛擬電廠：邀約型向市場型過渡虛擬電廠的發展可分為三個階段，分

31、別為邀約型、市場型以及跨空間自主調度型。我國虛擬電廠正處于邀約型向市場型過渡階段，項目以研究示范為主，普遍由政府主導、電網實施，尚未到商業化階段，呈現以下4個特點：1）相關政策框架仍需進一步完善，亟需制定國家和省級專門政策；2）項目開發總體上仍處于試點和示范階段，且在省級范圍內缺乏統一的虛擬電廠平臺；3）大多數虛擬電廠試點已實現用戶用能監測的初步目標，但實現虛擬電廠的優化調度和對分布式能源的閉環控制的項目仍然稀缺；4）商業盈利模式尚未明晰，仍在探索階段，目前主要通過價格補償和政策引導來參與市場。全國虛擬電廠部署或將以構建更多能聚集多種資源、實現多元盈利的綜合型虛擬電廠為目標，從需求響應和可控負

32、荷聚合的雙重視角著手，最終實現電力供需的平衡優化，提高整體的電網穩定性和能源效率。資料來源：中國儲能網，民生證券研究院圖表：中國部分虛擬電廠建設時間線201720172020.102020.102 2021.8-10021.8-10202021.1121.11202022.222.2深圳國內首個網地一體虛擬電廠運營管理平臺在深圳試運行廣州、中山廣州市、中山市虛擬電廠的運行標志著城市級虛擬電廠的成功嘗試深圳全國首套自動化虛擬電廠系統在深圳試運行上海上海黃浦區商業建筑虛擬電廠示范工程建成冀北國家電網冀北電力公司建設、維護、優化的虛擬電廠服務保障了北京冬奧會的電力綠色、安全供應2023.72023.

33、7廣州、深圳、柳州南方電網公司分布式源荷聚合服務平臺在廣東廣州、廣東深圳、廣西柳州三地同步開展虛擬電廠多功能聯合調控，標志著我國首個區域級虛擬電廠投入運行202022.822.8深圳國內首家虛擬電廠管理中心在深圳掛牌成立04*請務必閱讀最后一頁免責聲明2204美國歐洲中國資源分布資源與負荷分布相對較為均衡各國能源結構互補，負荷分布相對較分散能源資源與用電負荷呈逆向分布，且距離較遠電源結構氣電等靈活調節電源比例較高，煤電比例較低各類型電源較為均衡煤電機組占比接近2/3，水電、氣電等靈活調節資源占比較低，但新能源規模大且集中電網體制所有權較為分散各國之間所有權較為分散電網所有權集中，統一規劃、統一

34、建設、統一管理電網結構各區域電網相對獨立，相互間電網聯絡規模有限各國電網相對獨立，部分區域內聯系較緊，形成5個同步電網區域全網資源配置的電網結構基本建成，但尚處于初期；省級電網通過省間輸電通道普遍聯系。調度與交易各ISO負責各自區域電網的調度管理和市場交易各國調度+歐洲電網聯合運營及協調中心。主要交易中心也加強合作，共同運營歐洲統一市場統一調度、分級管理：國調（分調）負責省間輸電通道調度+各省調負責省內電網調度。兩級交易：國家級交易中心+省級交易中心電力市場模式金融交易+日前實時市場雙邊合約+日前日內場內交易+平衡機制計劃逐步放開一市場化的中長期交易+現貨交易電力市場規模市場逐漸擴大融合通過市

35、場耦合形成歐洲統一電力市場統一市場、兩級運作。未來逐步融合，在全國范圍內統一進行優化配置，分控制區保障平衡.虛擬電廠聚焦資源家用儲能、光伏等可控負荷分布式發電資源分布式光伏、儲能、可控負荷等虛擬電廠盈利方式需求側響應收益電力市場交易及輔助服務收益需求側響應補償及輔助服務收益虛擬電廠發展階段市場交易型，已實現商業化市場交易型，已實現商業化邀約型，仍處于試驗階段圖表：中、美、歐電力市場及虛擬電廠模式差異資料來源：北京電力交易中心，民生證券研究院中國虛擬電廠：是否有成熟的電力現貨市場是核心虛擬電廠商業模式的貫通取決于是否有成熟的電力現貨市場。目前中國虛擬電廠商業模式主要以需求側響應為主。歷史與現實條

36、件、物理和社會環境決定各國電力市場發展路徑不唯一，中國的電力現貨有特殊性，需要積極探索建設具有中國特色的電力市場體系。*請務必閱讀最后一頁免責聲明23中國虛擬電廠：目前以電力現貨交易試點區域為主目前實施的虛擬電廠項目與電力現貨交易試點區域在地理位置上基本一致。除冀北外，開展虛擬電廠試點項目的所有地區都在電力交易試點的省份名單中。南網覆蓋的地區在推進虛擬電廠項目的實施上走在前列，在電力現貨交易試點的推進上也取得了較快進展。經濟發達地區虛擬電廠模式以可控負荷的需求側響應為主。廣東、江蘇、浙江和上海等經濟發達地區主要通過聚合充電樁、商業體等負荷端資源，積極參與需求側響應。而在冀北等其他地區，主要的虛

37、擬電廠模式則是聚合發電側、儲能裝置和可控負荷等多種資源的綜合型虛擬電廠。其原因在于基于城市功能區不同應用場景，負荷類型、通用能源需求、能源典型配置的對應關系不同，虛擬電廠建設需因地制宜，基于現有電力市場與需求側響應市場開展。圖表：電力現貨交易試點區域名單資料來源：電聯新媒，中國能源報，民生證券研究院資料來源：能源新媒，民生證券研究院圖表：中國主要虛擬電廠運營模式省份運營模式江蘇主要參與需求響應，進行削峰填谷，在實踐規模、次數、品種等方面均位居國內前列上海主要參與需求響應、備用和調峰三個交易品種，是國內參與負荷類型最多、填谷負荷比例最高、參與客戶最多的冀北主要參與調峰為主的輔助服務市場，以促進消

38、納風電、光伏等可再生能源的填谷服務為主，是少有的完全市場化運營模式廣東主要參與需求響應市場，盡管其調頻輔助市場已經運行，但由于技術難題尚未解決，用戶側資源仍未納入到調頻輔助服務中山東試點主要參與現貨能量、備用和輔助服務市場交易，完成報價保量參與日前現貨、需求側管理機制的銜接，逐步從政策補貼向市場化過渡試點批次地區首次模擬試運行時間第一批南方（以廣東起步）2018年8月甘肅2018年12月山西2018年12月浙江2019年5月福建2019年6月四川2019年6月蒙西2019年6月山東2019年6月第二批江蘇2022年1月安徽2022年3月河南2022年6月遼寧2022年6月湖北2022年7月上海

39、2022年7月04*請務必閱讀最后一頁免責聲明24冀北虛擬電廠項目：首個市場化運營的虛擬電廠示范工程國內首個市場化運營的虛擬電廠示范工程。國網冀北虛擬電廠是國內首個虛擬電廠試點項目，于 2019 年 12 月建成投運。該工程實時接入并控制了蓄熱式電采暖、可調節工商業、智能樓宇、智能家居、儲能、電動汽車充電站、分布式光伏等資源。構建了“1（虛擬電廠智能管控平臺）+n（運營商/聚合商）+x(用戶)”體系架構。目前，平臺上共3家運營商（冀北綜合能源、恒實科技、國電投中央研究院），聚合了35家用戶、156個可調節資源，總容量35.8萬千瓦，調節能力20.4萬千瓦。首次實現調節資源納入調度閉環運行。傳統

40、電力系統中，調頻、調峰、備用等系統的調節由電源側提供，即“源”隨“荷”動。虛擬電廠等新興市場主體實現了用戶側調節資源參與系統調節，對傳統電力系統的調節方式帶來革命性變化，推動了“源網荷儲”互動的新模式。翼北虛擬電廠項目可以提供實時、柔性、連續的能量調節，增強了系統調節能力，參與調峰輔助服務有效促進京津唐電網在低谷時段的新能源消納。2019年起，冀北虛擬電廠全程參與華北(京津唐)調峰市場出清。已在線連續提供調峰服務超過5225小時，累計增發新能源電量3747萬千瓦時。資源總容量358MW，最大調節能力204MW，2022年已響應最大調節功率為154MW，最大調節速率15.7MW/min（占額定有

41、功功率的4.4%），調節性能良好。圖表：冀北虛擬電廠運作模式資料來源：國家電網，民生證券研究院04*請務必閱讀最后一頁免責聲明25上海虛擬電廠項目：最先進行虛擬電廠項目建設的城市之一上海是全國最先進行虛擬電廠項目建設的城市之一。在工商業用電比例極高的情況下，構建了以商業樓宇為主的調度-交易-運營一體化虛擬電廠運營體系，實現了虛擬電廠直接參與電力市場交易和跳讀系統優化調控，主要應用場景包括商業樓宇能源管理、削峰填谷等。截至2023年3月底，上海市級平臺已接入12家虛擬電廠，初步形成1000MW發電能力。所涵蓋資源類型包括工商業樓宇、冷熱電三聯供能源站、電動汽車充換電站、動力照明、鐵塔基站分布式儲

42、能等。試點項目包括黃浦區商業建筑需求側管理示范項目等，黃浦區約50%商業建筑接入虛擬電廠平臺，響應資源約60MW。上海虛擬電廠目標消納能力將達到地區最高負荷的5%，以保障電網的安全穩定運行。目前上海虛擬電廠實現了對負荷資源的監測，但尚未實現對負荷資源的在線自動控制，且總體規模相對于電網負荷規模仍舊較小，還需通過不斷培育負荷聚合商、接入用戶可控資源，以擴大虛擬電廠規模。圖表：上海虛擬電廠系統平臺架構資料來源：國家電網，民生證券研究院圖表：上海虛擬電廠調度運行方法資料來源：國家電網，民生證券研究院04*請務必閱讀最后一頁免責聲明26深圳虛擬電廠項目：國內首家虛擬電廠管理中心深圳虛擬電廠管理中心于2

43、022年8月26日成立，是國內首家虛擬電廠管理中心。其平臺采用“互聯網+5G+智能網關”的先進通信技術，打通了電網調度系統與聚合商平臺接口，實現電網調度系統與用戶側可調節資源的雙向通信，可滿足電網調度對聚合商平臺實時調節指令、在線實時監控等技術要求，為用戶側可調節資源參與市場交易、負荷側響應，實現電網削峰填谷提供堅強技術保障。目前，深圳區域的虛擬電廠已基本具備實體電廠功能，開始常態化參與電網調節業務，幫助電網在負荷尖峰時段減輕負擔，提升用戶用電可靠性、穩定性。深圳虛擬電廠平臺已成功接入了14家聚合商，接入裝機容量約為87萬千瓦（相當于約9萬戶家庭的用電報裝容量，接近一座大型煤電廠的裝機容量），其中分布式光伏容量為21萬千瓦。預計到2025年，深圳將建成具備100萬千瓦級可調節能力的虛擬電廠，逐步形成年度最大負荷5%左右的穩定調節能力。圖表：深圳虛擬電廠平臺接入資源類型資料來源：國家電網，民生證券研究院04