（報告出品方/作者：，曾朵紅、謝哲棟）

1.什么是虛擬電廠？

什么是虛擬電廠？根據IEC，虛擬電廠是聚合優(yōu)化“源網荷儲”清潔發(fā)展的新一代智能控制技術和互動商業(yè)模 式。其重點對分布式電源、儲能、可調負荷等未納入電網調度的各類資源進行聚合和控制，服務電網并實現 盈利。 虛擬電廠主要分為三類，我國目前主要以需求側資源型為主。虛擬電廠主要分為需求側資源型、供給側資源 型和混合資源型三類，我國虛擬電廠起步較晚，試點項目主要以需求側資源型為主。

虛擬電廠與實體電廠、微電網有何不同？

虛擬電廠是一種非實體的智能控制技術，在 電力系統的定位是參與及聚合優(yōu)化，只能運 行于并網模式：虛擬電廠通過聚合和優(yōu)化 DER組合達到調節(jié)資源的目的，始終與公網 相連，不能像微電網一樣以離網模式獨立存 在。

虛擬電廠的發(fā)展歷程

海外VPP發(fā)展較早且相對成熟，國內起步較晚。歐洲以聚合分布式電源為主，北美以聚合可控 負荷為主，澳洲以聚合用戶側儲能為主，日本以聚合用戶側儲能和分布式電源為主。國內起步 較晚，目前處于試點階段，江蘇、上海等地陸續(xù)開展需求側管理，冀北、深圳、山西等地區(qū) VPP項目已投入電網調度運行和電力市場運營。

虛擬電廠的發(fā)展分為邀約型、交易型、自治型三個階段，我國正處于邀約型到交易型的轉型 升級階段。邀約型VPP通過需求響應來削減峰荷，交易型VPP通過現貨市場交易達到電力平 衡，自治型VPP能實現能源改革，項目主體逐步從政府轉變?yōu)檫\營商，市場主體活力提升。

虛擬電廠功能與價值

虛擬電廠具有四大層面六個切入點的價值：虛擬電廠在電力生產的各個環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用，在 電力系統層面對“源網荷”均有積極影響，在監(jiān)管側促進競爭降低成本，在運營商側引入新的 商業(yè)模式，從產業(yè)鏈來看創(chuàng)造綜合收益、提供增值服務。

虛擬電廠的關鍵技術

虛擬電廠的技術中資源評估是前提，調度控制是核心，信息通信是基礎，資源分配是關鍵。 智能計量是直觀獲取用電數據的工具，其他技術包含市場運營、優(yōu)化運行和物聯網技術。通 過加快虛擬電廠關鍵技術研發(fā)，實現調控模式從“源隨荷動”向“源荷互動”轉變。

虛擬電廠：商業(yè)模式因地區(qū)而異

不同地區(qū)虛擬電廠的商業(yè)模式有所差別：歐美等發(fā)達地區(qū)普遍采用基于社區(qū)（用戶）的商業(yè) 模式，歐洲還有以發(fā)電、售電、第三方運營商和電網公司為主體進行組合的多種商業(yè)模式， 亞太地區(qū)則多采用交易或獨立運營模式，具體模式因國家政策和電力系統運行特點而異。

2.海外虛擬電廠和電力市場

德國：虛擬電廠高度成熟，Next Kraftwerke龍頭領航

電力市場自由度高、競爭開放，存在平衡市場，利于VPP深度參與各大模塊。1）發(fā)電和批發(fā) 市場方面，德國采取拍賣競爭方式，電價由供求決定，自由度高，利于VPP平等競爭，并發(fā)揮 自身靈活性優(yōu)勢對市場做出反應；2）輸電和配電市場方面，德國存在平衡市場機制，輸電系 統運營商實時購買或銷售電力以保持平衡，VPP可利用自身靈活性從此運營套利。

高度注重可再生能源，契合VPP屬性。1）零售市場上，德國消費者可自由選擇供應商，VPP 的可再生屬性使其成為大量環(huán)保消費者首選；2）德國施行可再生能源法（EEG），可再生能 源型電力生產者具有優(yōu)先購電定價權，并將獲得補貼，這既促進了VPP生產的電力整合入電網， 又大幅提升了VPP的盈利能力。

商業(yè)模式高度成熟，“發(fā)電側+需求側”雙側多核驅動收入增長。虛擬電廠依靠聚合、優(yōu)化、 參與能源市場、電網服務、靈活性服務、客戶服務六種主要商業(yè)模式獲取收入。Next Kraftwerke在發(fā)電側擁有強聚合能力，聚合光電沼氣等多類電廠形成聯動效應，以此優(yōu)化電力 輸出，需求側則借德國自由市場之便利，在平衡能源市場與靈活性服務上大放異彩，發(fā)揮自身 受青睞的可再生能源屬性，在客戶服務上提供定制方案。

美國：深耕加州市場核心，特斯拉多點盈利

碳交易市場成熟，峰值需求廣闊。1）美國具備完善的碳交易體系，多數州實施可再生能源配 額標準，而VPP具有高可再生能源發(fā)電比例，在市場上具備顯著優(yōu)勢。2）美國國土面積廣闊， 在夏冬季均有不同州會面臨供冷/供暖峰值需求，需要靈活調節(jié)，而VPP的強靈活性使其能夠完 美契合市場。

VPP市場一超三強格局，各有側重差異發(fā)展。特斯拉為美國VPP龍頭，深耕加州市場，利用機 器學習技術整合優(yōu)化家庭電池和工業(yè)發(fā)電兩類VPP。AutoGrid則注重平臺服務，不運營自有 VPP，Stem利用AI優(yōu)化能源利用，sunrun注重住宅能源市場。

特斯拉業(yè)務線廣闊多點盈利。特斯拉業(yè)務涵蓋平臺、人工智能優(yōu)化、小型綠色發(fā)電廠、家庭太 陽能四大VPP領域，業(yè)務涵蓋其他三強總和，在加州已有超5700戶家庭加入VPP，并已與政府 簽訂供電協議，成熟的Autobidder平臺切合VPP靈活定價屬性，多點盈利下VPP業(yè)務已步入星 辰大海。

澳大利亞：聚焦家庭太陽能，EnergyLocals與Tesla合作共贏

高頻定價市場創(chuàng)設巨大套利空間。澳大利亞電力批發(fā)市場施行實時定價制，價格每5分鐘依據 供求關系確定一次，VPP靈活定價能力完美匹配高頻市場，可以迅速響應市場變化，達成日內 交易套利。

政府設立定額可再生能源交付義務，輔助市場收益顯著。澳大利亞政府規(guī)定零售商等實體每年 必須交付一定數量的可再生能源證書（RECs），而VPP所整合的大量中小綠色電廠是RECs的 生產者，VPP通過在輔助市場銷售大量RECs獲取可觀收入。

專注整合住宅太陽能，聚焦電池儲能系統技術。與美國、德國不同，澳大利亞的幾大VPP廠商 多關注住宅太陽能與電池業(yè)務，從家庭中整合綠色能源構建VPP，而多家庭整合的基礎為電池 儲能系統技術。

老牌企業(yè)進軍VPP，核心南澳大利亞市場。EnergyAustralia, Origin Energy,Tesla 等均為老牌 能源強企進軍VPP市場。由于地理因素，澳大利亞人口大多分布于南澳大利亞地區(qū)，導致住宅 太陽能市場也聚焦于此，南澳市場競爭激烈，EnergyLocals通過與特斯拉合作市占率超50% 一騎絕塵。

英國：差額合約下多類企業(yè)協同布局，VPP正處高速增長期

去中心化自由市場鼓勵競爭。英國市場允許廠商自由進入，整體呈現去中心化特質，價格由供 求關系決定，使VPP可以積極介入生產側市場，利用靈活性低買高賣競爭獲利。 差額合約機制保證穩(wěn)定收益，VPP現金流平穩(wěn)前景大好。低碳能源生產商與英國政府可簽訂差 額合約，合約設定了一個保證價格，當市價低于保證價格時，政府會給予廠商補貼；市價高于 保證價格時廠商給予政府一定的利潤償還。差額合約機制使VPP擁有較為穩(wěn)定的現金流和穩(wěn)健 的財務狀況，保證未來投資發(fā)展與業(yè)務擴大。

電池儲能增長迅速，電動車攜屋頂太陽能合力推動VPP發(fā)展。英國VPP市場始于2009年，超過 50%的VPP容量來自電池儲能，近五年受以特斯拉為代表的科技廠商在電池儲能技術的突破， 以及屋頂太陽能、家庭/電網電池、電動車等分布式能源資產滲透率的提高推動，市場增長迅猛。 預計2025年市場總產能將增長到20GW。 多類公司齊力布局，市場分散度較高。英國VPP市場主要參與者以Centrica為代表的大型公用 事業(yè)公司、以Limejump為代表的獨立聚合商，以及以Flexitricity為代表的科技公司。但由于 市場尚處于高速增長期，22年市占最高的Centrica也只有25%左右市占率，整體分散度較高。

3.我國的實踐和存在的問題

負荷側由“消費者”轉變?yōu)椤爱a銷者”

“剛性消費者”轉向“柔性產銷者”，光儲充協同加快虛擬電廠建設腳步。18-22年中國公 共充電樁年新增量由7.5萬座增加至65.1萬座，CAGR達72%。新增分布式光伏裝機由 20.96GW增加至51.11GW，CAGR為25%。21Q1以來季度棄光率維持在2%左右。新能源 廣泛接入加速虛擬電廠發(fā)展， 消納需求進一步推動項目落地。

新能源建設推動我國能源結構轉型升級

能源結構快速升級，新型電力系統建設全面啟動：2010-2022年能源結構從“火電74%+太 陽能0% ”轉為“火電52%+太陽能16%”，新能源的接入增加了電網的波動性，系統升級 迫在眉睫。6月2日國家能源局發(fā)布《新型電力系統發(fā)展藍皮書》，電力系統全面加速發(fā)展。

我國“電改”已初具成效

自2015年第三輪“電改” 以來，我國電力市場化探索步入第9個年頭，以2~3年為一個階段 ，不斷試錯、糾錯、創(chuàng)新和完善，逐步打開市場化交易局面，到現在已初步形成規(guī)模龐大、 運行平穩(wěn)的市場體系。

全國市場交易電量占比持續(xù)增加

市場交易電量占比持續(xù)提升。根據中電聯數據，19-22年市場交易電量占比持續(xù)提升，22年市場 交易電量高達52543億千瓦時，同比+39%，占比達到60.8%，23H1市場交易電量同比+7%， 占比約為61.5%。 市場交易以中長期交易為主，現貨直接交易為輔。19年以來，中長期電力直接交易量持續(xù)增加 ，22年達到41408億千瓦時，CAGR約24%。從交易類型來看，市場交易電量是以中長期交易 為主，23H1約占市場化交易電量80%。

VPP參與電力市場：樁/車市場應用舉例

VPP應用場景靈活，樁/車市場虛擬電廠、電網企業(yè)和用戶均獲益。根據《新型電力系統環(huán) 境下的虛擬電廠輔助調峰市場機制及其商業(yè)模式設計》，大部分電車用戶充電時間與居民用 電高負荷期有85%的重合率，倘若維持現有方式就需要擴容改造供電網絡，單就北京改造投 資額將高達64億元，虛擬電廠有望成為破解難題的重要思路。

4.市場空間測算

中游參與者眾多，下游尚無明確主體

虛擬電廠產業(yè)鏈可分為三大部分：上游能源包括可控負荷&分布式能源&儲能，中游為軟件 供應商&硬件供應商&解決方案供應商，下游含發(fā)電集團&電網公司&售電公司&大用戶。整合、優(yōu)化、調度、決策來自各層面的數據信息，是虛擬電廠產業(yè)鏈的關鍵環(huán)節(jié)。

市場空間測算：中游設備端

從設備和系統投資角度，虛擬電廠運營商需要投資包括通訊網關、規(guī)約轉換、計量終端和 虛擬電廠運營平臺系統等硬件和軟件設備。我們假設： 22年全系統投資成本約為1000元/kWh，23-25年隨著技術成熟和降本，成本年降5%測算 價格； 22年全國最大用電負荷為12.9億千瓦，根據中電聯《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告2022》預 測到25年我國最大負荷約為16.3億千瓦； 需求側響應能力從22年的3%發(fā)展到25年5%，并且全都由虛擬電廠完成響應。 經過測算，我們預計到25年虛擬電廠中游設備端市場空間約為699億元。

5.重點公司分析

安科瑞：微電網解決方案領先企業(yè)

微電網解決方案領先企業(yè)，虛擬電廠的重要組成部分。公司是用戶側微電網系統能效管理系統的硬件+軟件 的系統解決方案供應商（終端表計、電量傳感器等硬件+各能源管理軟件），形成了“云-邊-端“完整的產 品生態(tài)體系。微電網打破對用戶內部負荷、光、儲、充的信息孤島，實現互聯互通，為后續(xù)虛擬電廠或者 負荷聚合商的聚合提供信息接口和控制通道。

國能日新：發(fā)電預測龍頭，虛擬電廠打開新的成長空間

新能源發(fā)電預測龍頭，虛擬電廠打開新的成長空間。公司主要面向新能源電站、發(fā)電集團和電網公司等新能源 電力市場主體提供產品及相關服務，以新能源發(fā)電功率預測產品為核心，22年營收占比72%，同時圍繞“電改 ”主線推動電力交易輔助決策平臺、儲能EMS系統以及虛擬電廠運營業(yè)務，積極打開新的成長空間。 利用自身技術優(yōu)勢，探索虛擬電廠運營市場。22年6月公司設立控股子公司“國能日新智慧能源（江蘇）有限 公司”探索虛擬電廠運營市場，7月發(fā)布定增預案，擬融資8.6億投資微電網及虛擬電廠綜合能源管理平臺等業(yè) 務，為后續(xù)開拓新市場打下基礎。

國電南瑞：電網信息化龍頭，虛擬電廠有望成為新的業(yè)績增量

公司是能源互聯網整體解決方案提供商，是電網信息化龍頭企業(yè)。公司是國網旗下以能源電力智能化為核心的 能源互聯網整體解決方案提供商，為電網、發(fā)電及用戶提供能源整體解決方案。22年電網自動化及工業(yè)控制 （電力市場和虛擬電廠業(yè)務歸屬這個板塊）實現營收255.59億元，占總營收55%，是公司的支柱業(yè)務。 國內現貨交易系統的主要供應商，虛擬電廠建設引領者。公司22年落地15個省市電力現貨市場和國內首個省 級虛擬電廠運營管控系統，在上海、福建、江蘇等地成功落地多個樣板工程，是虛擬電廠建設的技術引領者。 未來有望為公司帶來新的業(yè)績增量。

東方電子：電網調度老兵，虛擬電廠建設先行者

電網調度老兵，參與南網首個區(qū)域級虛擬電廠建設。公司起家于電力系統自動化，發(fā)展至今已形成覆蓋電 力全產業(yè)鏈的產品和服務體系，產品與服務覆蓋“發(fā)、輸、變、配、用”各個環(huán)節(jié)。公司憑借在自動化、 信息化和數字化領域的技術基礎，打造“工業(yè)互聯網智能終端、綜合能源管理、源網荷儲智慧管控、云化 智能運維、虛擬電廠和碳資產管理”等核心技術和綠色低碳產業(yè)鏈。 虛擬電廠先行者，多個項目落地實施。公司完成南方電網虛擬電廠建設和上線市場化運營；參與國網湖北 綜能虛擬電廠建設和浙江寧波新型電力系統和勝利油田源網荷儲智慧管控等項目。

國網信通：“云網融合”服務提供商，虛擬電廠多地順利試點

“云網融合”產業(yè)服務提供商，數字化應用成熟。公司是國網旗下領先的云網融合技術產品提供商，以“數 字底座+能源應用”為核心定位，提供能源行業(yè)信息化融合服務。其電力數字化服務圍繞“源網荷儲”為電力 生產、銷售、使用等環(huán)節(jié)提供數字化應用支撐，22年該板塊收入增幅最大，占比達22%，數字化應用成熟。 “電享家”電力交易規(guī)模大，虛擬電廠多地順利試點。截至22年末，公司“電享家”數字化能源平臺已為 2500余家客戶提供電力交易服務，交易電量超69億千瓦時。其中“源網荷儲充”一體化虛擬電廠平臺已接入 華北輔助服務市場，并在天津、上海等地開展試點參與電網調節(jié)，實現了調度需求、資源聚合、資源監(jiān)測、 特性分析、資源評估等功能。隨著公司積極探索相應商業(yè)模式，我們預計虛擬電廠有望成為新的增長曲線。