電力信息化行業(yè)專(zhuān)題報(bào)告：虛擬電廠豹變前夜

電力信息化行業(yè)專(zhuān)題報(bào)告：虛擬電廠，豹變前夜1.虛擬電廠綜述：電力市場(chǎng)化背景下調(diào)控新能源的信息技術(shù)1.1.虛擬電廠的概念：聚集發(fā)電、用電資源并進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度的特殊電廠虛擬電廠的相關(guān)概念最早由ShimonAwerbuch博士于20世紀(jì)末提出，在《虛擬公共設(shè)施：新興產(chǎn)業(yè)的描述、技術(shù)及競(jìng)爭(zhēng)力》論文中對(duì)虛擬公共設(shè)施進(jìn)行了定義：受市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的獨(dú)立實(shí)體間靈活合作，且能夠?yàn)橄M(fèi)者提供所需的高效電能服務(wù)而不必?fù)碛邢鄳?yīng)的資產(chǎn)。此后,行業(yè)內(nèi)許多專(zhuān)家學(xué)者都表達(dá)了對(duì)虛擬電廠概念不同的理解。目前虛擬電廠被廣泛的認(rèn)為是一種利用軟件系統(tǒng)和信息通信技術(shù)，將分布式發(fā)電、需求側(cè)和儲(chǔ)能資源聚合并統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制，從而參與電力市場(chǎng)和電網(wǎng)輔助服務(wù)并獲取收益的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。虛擬電廠的產(chǎn)業(yè)鏈由上游基礎(chǔ)資源、中游系統(tǒng)平臺(tái)和下游電力需求方共同構(gòu)成。分布式電源、儲(chǔ)能、可控負(fù)荷的發(fā)展共同構(gòu)成了虛擬電廠上游的基礎(chǔ)資源，重點(diǎn)應(yīng)用于包括工業(yè)、建筑和居民領(lǐng)域。在實(shí)踐中各類(lèi)資源混合雜糅，發(fā)展出微網(wǎng)、局域能源互聯(lián)網(wǎng)等形態(tài)，作為虛擬電廠的次級(jí)控制單元。中游資源聚合商主要依靠物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，整合、優(yōu)化、調(diào)度、決策來(lái)自各層面的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)虛擬電廠核心功能——協(xié)調(diào)控制，是虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。產(chǎn)業(yè)鏈下游為公共事業(yè)企業(yè)

（電網(wǎng)公司）、能源零售商（售電公司）及一切參與電力市場(chǎng)化交易的主體，實(shí)現(xiàn)電力交易、調(diào)峰調(diào)頻和需求側(cè)響應(yīng)的參與并獲取收益。1.2.虛擬電廠的產(chǎn)生：碳中和背景下電力供需平衡調(diào)整的重要手段1.2.1.能源供給側(cè)：新能源裝機(jī)導(dǎo)致電力供給波動(dòng)性提升虛擬電廠誕生的大背景：降碳成為全球共識(shí)。多個(gè)國(guó)家和地區(qū)先后簽署了《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》、《巴黎協(xié)定》等，旨在控制氣候變化，而綠色低碳的可持續(xù)發(fā)展理念已逐漸成為全球共識(shí)。全球主要國(guó)家相繼針對(duì)碳排放問(wèn)題提出了相應(yīng)的計(jì)劃和措施，并對(duì)能耗做出具體要求。美國(guó)總統(tǒng)拜登提出，美國(guó)2030年碳排放將在2005年的基礎(chǔ)上減少52%，并在2050年徹底實(shí)現(xiàn)“零排放”；歐盟預(yù)計(jì)到2050年，溫室氣體排放量減少85-90%，并計(jì)劃為2030年設(shè)定中期目標(biāo)；我國(guó)中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)在2021年第九次會(huì)議指出力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和；計(jì)劃至2025年，單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比2020年下降13.5%；單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2020年下降18%。電能將取代化石燃料作為主要的終端用能形式，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電占比逐年提升。能源危機(jī)的日益加深及化石燃料帶來(lái)的環(huán)境污染，使可再生能源逐步在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。目前多國(guó)選擇通過(guò)提升電能占終端用能的比例來(lái)實(shí)現(xiàn)降低碳排放的目標(biāo)，全球范圍內(nèi)以風(fēng)電、太陽(yáng)能為主的新能源裝機(jī)量及發(fā)電量占比顯著提升。截至2021年，全球風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電量占比分別達(dá)到6.59%和3.72%，全球風(fēng)電、太陽(yáng)能裝機(jī)容量分別為845GW和942GW，2011-2021年全球風(fēng)電、太陽(yáng)能裝機(jī)量年復(fù)合增長(zhǎng)率分別為13.51%和29.69%。風(fēng)電和太陽(yáng)能作為清潔能源和可再生能源的重要組成部分，將成為降低碳排放，實(shí)現(xiàn)全球氣候、可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的重要抓手。風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電可預(yù)測(cè)性有限，峰谷差問(wèn)題催生更多儲(chǔ)能資源需求。與傳統(tǒng)火電、水電相比，風(fēng)電及太陽(yáng)能布點(diǎn)分散，易受天氣等環(huán)境因素影響，因此發(fā)電功率呈現(xiàn)明顯的間歇性和波動(dòng)性特征。隨著風(fēng)電、太陽(yáng)能并網(wǎng)比例提升，電網(wǎng)消納及電力調(diào)度面臨挑戰(zhàn)，系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻需求提升。儲(chǔ)能技術(shù)改變了電能生產(chǎn)、輸送和使用同步完成的模式，隨著風(fēng)、光為主的新能源大規(guī)模并網(wǎng)，儲(chǔ)能將覆蓋電力生產(chǎn)及調(diào)配的各個(gè)環(huán)節(jié)，是削峰填谷的重要途徑之一。截至2021年，全球儲(chǔ)能裝機(jī)容量203.5GW，同比增長(zhǎng)6.5%，其中抽水蓄能裝機(jī)容量177.8GW，電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)容量為15.3GW。儲(chǔ)能資源接入電網(wǎng)，一方面實(shí)現(xiàn)了削峰填谷的功能，另一方面也為電網(wǎng)統(tǒng)籌調(diào)度增添了難度，需要通過(guò)信息技術(shù)手段來(lái)優(yōu)化儲(chǔ)能資源的調(diào)度配置。分布式電源兼具環(huán)保與經(jīng)濟(jì)性，發(fā)展迅速，但對(duì)電網(wǎng)提出了更高的要求。分布式電源指分布在用戶(hù)側(cè)的能源利用系統(tǒng)，通常功率較低，與環(huán)境兼容，用以滿(mǎn)足電力系統(tǒng)和用戶(hù)特定的要求。目前，分布式電源根據(jù)使用技術(shù)的不同，可分為熱電冷聯(lián)產(chǎn)發(fā)電、內(nèi)燃機(jī)組發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、小型水力發(fā)電、分布式光伏、分布式風(fēng)電等。分布式電源通常為中小型模塊化設(shè)備，具有投資規(guī)模小、建設(shè)周期短、維護(hù)方便的特點(diǎn)，能夠廣泛利用當(dāng)?shù)刭Y源實(shí)現(xiàn)密集分布型用戶(hù)的低耗降損和靈活調(diào)節(jié)，因此近年來(lái)在歐洲、美國(guó)、日本等國(guó)家有力的政策支持下增長(zhǎng)迅猛。根據(jù)IRENA《RenewableCapacityStatistics2019》表明，當(dāng)前全球分布式可再生能源已占據(jù)總裝機(jī)容量的三分之一；IEA預(yù)測(cè)，到2024年全球分布式光伏將占據(jù)光伏市場(chǎng)總量的近一半，分布式太陽(yáng)能光伏容量有望達(dá)到600兆瓦。分布式電源的靈活性和環(huán)保性特征使其被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)電力削峰填谷以及解決電力供應(yīng)緊張問(wèn)題的有效途徑之一，例如，在負(fù)荷高峰期夏季/冬季，采用分布式熱電冷聯(lián)產(chǎn)發(fā)電可解決供冷/供熱需要，同時(shí)也產(chǎn)生電力，可對(duì)電網(wǎng)起到削峰填谷作用。虛擬電廠聚合發(fā)電、儲(chǔ)能資源，并進(jìn)行統(tǒng)一優(yōu)化調(diào)度，是解決峰谷差的有效形式。風(fēng)電、太陽(yáng)能等發(fā)電形式將對(duì)電網(wǎng)出力端形成較大的沖擊，影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性維護(hù)。同時(shí)，峰谷差問(wèn)題催生的儲(chǔ)能、分布式電源的大規(guī)模裝機(jī)也增加了出力資源的數(shù)量，調(diào)度復(fù)雜度大幅提升。虛擬電廠（VPP）能夠有效聚合分布式電源和儲(chǔ)能電站等資源，依靠物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，處理風(fēng)電、光伏等出力端帶來(lái)的不確定性，幫助電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，加強(qiáng)新型電力系統(tǒng)內(nèi)部各單元間的協(xié)同，從而提升電力系統(tǒng)的靈活性與穩(wěn)定性。1.2.2.能源需求側(cè)：電動(dòng)車(chē)等可控負(fù)荷增加使得負(fù)荷端控制力逐步提升新能源電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量提升及節(jié)能管理的應(yīng)用帶動(dòng)可控負(fù)荷大幅增長(zhǎng)?？煽刎?fù)荷一般指在供電部門(mén)的要求下，按照合同可以限制用電一段時(shí)間的特定用戶(hù)的負(fù)荷。從用戶(hù)用電的角度看，新能源汽車(chē)充電、戶(hù)用及工商業(yè)節(jié)能管理是可控負(fù)荷的主要形式。首先，新能源電動(dòng)車(chē)保有量上升，充電需求為電網(wǎng)帶來(lái)大量負(fù)荷。隨著全球油價(jià)上漲和新能源電動(dòng)車(chē)技術(shù)的日益成熟，電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量不斷上升，截至2021年，全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)到630萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)94.44%。其次，智慧樓宇、智能家居等節(jié)能管理技術(shù)逐漸成熟，為負(fù)荷端的靈活控制創(chuàng)造條件。對(duì)于工商業(yè)用戶(hù)而言，節(jié)能控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)空調(diào)、電梯、照明等系統(tǒng)的智能化管控，能夠有效降低能耗成本；

對(duì)于居民用戶(hù)而言，智能家居能夠在供暖、熱水供應(yīng)、制冷等場(chǎng)景下幫助家庭達(dá)到節(jié)能目的，減少居民電費(fèi)支出。虛擬電廠通過(guò)有效利用可控新增負(fù)荷，有效降低新增負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)的沖擊，甚至可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的削峰填谷。從新能源電動(dòng)車(chē)的角度看，大量電車(chē)充電將會(huì)為電網(wǎng)帶來(lái)更大的負(fù)荷需求。以家用充電為例，在傍晚的用電高峰期，大規(guī)模的電車(chē)充電需求將加劇電網(wǎng)的峰谷差，甚至引發(fā)電力供應(yīng)不足的問(wèn)題；而應(yīng)用虛擬電廠技術(shù)，能夠?qū)⒂秒姇r(shí)間推后，在不影響充電效果的情況下適當(dāng)降低充電速度，減緩電力峰谷差。因此，虛擬電廠能夠在電能消費(fèi)側(cè)有效緩解無(wú)序充放電給電網(wǎng)產(chǎn)生的負(fù)面影響，豐富電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制手段，并參與系統(tǒng)削峰填谷、提供頻率穩(wěn).定和備用容量等輔助服務(wù)。1.3.虛擬電廠的技術(shù)：計(jì)量、通信、調(diào)度算法和VPP專(zhuān)用信息安全技術(shù)各國(guó)開(kāi)發(fā)的虛擬電廠各有特色，我們將在后文中進(jìn)行討論，但總結(jié)各國(guó)虛擬電廠項(xiàng)目的運(yùn)作模式和架構(gòu)后，我們認(rèn)為，各國(guó)虛擬電廠所運(yùn)用的核心技術(shù)具有很強(qiáng)的相似性。計(jì)量、通信、智能調(diào)度決策算法以及信息安全防護(hù)技術(shù)是虛擬電廠的技術(shù)支撐：

1）計(jì)量技術(shù)：精確地計(jì)量用戶(hù)側(cè)電、熱、氣、水等耗量，建立精準(zhǔn)的能源網(wǎng)絡(luò)供需平衡，為虛擬電廠的調(diào)度、生產(chǎn)提供依據(jù)；

2）通信技術(shù)：控制中心接收各子系統(tǒng)的狀態(tài)信息、電力市場(chǎng)信息、用戶(hù)側(cè)信息等，并根據(jù)這些信息進(jìn)行決策、調(diào)度、優(yōu)化；目前可利用包括互聯(lián)網(wǎng)、虛擬專(zhuān)用網(wǎng)、電力線路載波、無(wú)線通信等技術(shù)，在此基礎(chǔ)上還需要開(kāi)發(fā)虛擬電廠專(zhuān)用的通信協(xié)議和通用平臺(tái)；

3）智能調(diào)度決策技術(shù)：各子系統(tǒng)的統(tǒng)籌優(yōu)化調(diào)度是虛擬電廠實(shí)現(xiàn)分布式能源的消納及保障電網(wǎng)安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵；控制中心需要收集、處理的信息包括：

用戶(hù)的需求信息、各子系統(tǒng)運(yùn)行信息、電網(wǎng)調(diào)度信息、電力市場(chǎng)價(jià)格信息以及影響分布式電廠的天氣、風(fēng)能、太陽(yáng)能等信息；根據(jù)收集的信息，控制中心需要建立完善的數(shù)學(xué)模型及優(yōu)化算法；4）信息安全防護(hù)技術(shù)：虛擬電廠與各個(gè)分布式能源站的工業(yè)控制系統(tǒng)、面向用戶(hù)的用電信息系統(tǒng)、公開(kāi)的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)信息系統(tǒng)、電網(wǎng)的調(diào)度信息系統(tǒng)都存在接口，需要做好系統(tǒng)安全防護(hù)、強(qiáng)化邊界防護(hù)、提高內(nèi)部安全防護(hù)能力，保證信息系統(tǒng)安全；

在當(dāng)前針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)的安全防護(hù)技術(shù)和面向用戶(hù)的用電信息系統(tǒng)防護(hù)技術(shù)基礎(chǔ)上，發(fā)展與虛擬電廠相適應(yīng)的大型綜合用電信息系統(tǒng)安全技術(shù)也是未來(lái)虛擬電廠發(fā)展的關(guān)鍵。2.歐美虛擬電廠商業(yè)模式略有不同，但是均被驗(yàn)證2.1.虛擬電廠發(fā)源歐洲基于“市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)+獨(dú)立運(yùn)營(yíng)”的理念，全球多國(guó)對(duì)虛擬電廠紛紛開(kāi)展研究，其中歐洲、美國(guó)、日本、澳大利亞等國(guó)家目前均實(shí)施了相關(guān)項(xiàng)目。本章節(jié)將選取歐洲、美國(guó)為代表，研究海外成熟虛擬電廠的運(yùn)作模式。歐洲為虛擬電廠發(fā)源地，以發(fā)電資源的聚合為主要目標(biāo)。全球首個(gè)虛擬電廠項(xiàng)目誕生于2000年，德國(guó)、荷蘭、西班牙等5國(guó)11家公司共同啟動(dòng)虛擬電廠項(xiàng)目VFCPP，以中央控制系統(tǒng)通信為核心，搭建了由31個(gè)分散且獨(dú)立的居民燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)(CHP)系統(tǒng)構(gòu)成的虛擬電廠。2005年，英、法等8國(guó)20家機(jī)構(gòu)啟動(dòng)了FENIX項(xiàng)目，以FENIX盒、商業(yè)型虛擬電廠和技術(shù)性虛擬電廠為創(chuàng)新點(diǎn)，分別在英國(guó)和西班牙實(shí)施，該項(xiàng)目為接下來(lái)虛擬電廠的設(shè)計(jì)奠定了框架基礎(chǔ)。隨后，丹麥、波蘭、比利時(shí)等國(guó)家也開(kāi)展了虛擬電廠項(xiàng)目的嘗試，運(yùn)用智能計(jì)量、智能能量管理和智能配電自動(dòng)化等支柱技術(shù)，先后在虛擬電廠中引入電動(dòng)汽車(chē)充電站平臺(tái)、氧化還原電池、鋰電池、光伏電站、風(fēng)電場(chǎng)、小型水電站等資源，虛擬電廠規(guī)模逐漸擴(kuò)大。2012年，挪威國(guó)家電力公司Statkraft在德國(guó)建立了第一個(gè)商業(yè)化虛擬發(fā)電廠，并向英國(guó)提供1GW靈活燃?xì)獍l(fā)電；2013年，德國(guó)NextKraftwerke公司研發(fā)的虛擬電廠NextPool開(kāi)始為德國(guó)4大輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商（TSO）提供控制儲(chǔ)備服務(wù)。Statkraft和NextKraftwerke的案例標(biāo)志著歐洲的虛擬電廠產(chǎn)業(yè)全面進(jìn)入商業(yè)化階段。與歐洲模式略有不同，美國(guó)模式偏重需求測(cè)。美國(guó)虛擬電廠是在需求響應(yīng)（DR）的基礎(chǔ)上建立的，即通過(guò)控制電力價(jià)格、電力政策的動(dòng)態(tài)變化來(lái)引導(dǎo)電力用戶(hù)暫時(shí)改變其固有的習(xí)慣用電模式，從而降低用電負(fù)荷或獲取電力用戶(hù)手中的儲(chǔ)能來(lái)保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。2005年，美國(guó)頒發(fā)《能源政策法案》，大力支持對(duì)需求響應(yīng)的建設(shè)，將需求響應(yīng)上升到國(guó)家發(fā)展層面，逐步建立了完善的需求響應(yīng)管理系統(tǒng)。2016年，美國(guó)紐約州ConEdison公司啟動(dòng)CEVPP計(jì)劃，該項(xiàng)目是美國(guó)首個(gè)虛擬電廠計(jì)劃，斥資1500萬(wàn)美元為布魯克林和皇后區(qū)的約300戶(hù)家庭配備租賃的高效太陽(yáng)能電池板和鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)并參與虛擬電廠計(jì)劃，該虛擬電廠參與輸配電延遲、調(diào)峰、頻率調(diào)節(jié)、容量市場(chǎng)和批發(fā)市場(chǎng)等應(yīng)用，探索了通過(guò)虛擬電廠平臺(tái)支持能量存儲(chǔ)聚合的盈利能力。2017年至今，美國(guó)佛蒙特州、紐約州、德克薩斯州及加利福尼亞州的公共事業(yè)公司相繼開(kāi)展虛擬電廠計(jì)劃，邀請(qǐng)業(yè)主參與計(jì)劃并給予補(bǔ)償費(fèi)用。2.2.歐洲虛擬電廠：最早開(kāi)始VPP模式探索，商業(yè)化進(jìn)程領(lǐng)先全球2.2.1.商業(yè)模式：聚焦分布式發(fā)電資源，參與電力交易獲取收益歐洲虛擬電廠通常由獨(dú)立VPP運(yùn)營(yíng)商、發(fā)電企業(yè)或部分輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商（TSO）提供服務(wù)。從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，歐洲的電力系統(tǒng)分為發(fā)電、輸電、配電和售用電環(huán)節(jié)，而電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體可以劃分為輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商（TSO）和配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商（DSO）。其中，輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商（TSO）負(fù)責(zé)控制和運(yùn)行輸電網(wǎng)（歐洲220kV和380kV電壓的輸電網(wǎng)絡(luò)），包括監(jiān)測(cè)和控制電網(wǎng)內(nèi)斷路器、開(kāi)關(guān)以及輸電網(wǎng)的電壓，歐洲各國(guó)根據(jù)區(qū)域劃分輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的管轄范圍，并依靠跨國(guó)電網(wǎng)鏈接，屬于區(qū)域性壟斷業(yè)務(wù)。配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商（DSO）負(fù)責(zé)將能源進(jìn)行分配和管理，并輸送給終端消費(fèi)者，屬于競(jìng)爭(zhēng)性業(yè)務(wù)?；谝陨戏止?，目前商業(yè)化歐洲虛擬電廠主要由獨(dú)立第三方運(yùn)營(yíng)商、發(fā)電公司或TSO提供服務(wù)。歐洲虛擬電廠聚焦發(fā)電側(cè)，聚合資源參與電力交易或輔助服務(wù)實(shí)現(xiàn)降本增效。歐洲在新能源發(fā)電和裝機(jī)上領(lǐng)先全球，20世紀(jì)初，歐洲大力淘汰和限制煤炭發(fā)電，同時(shí)風(fēng)電、太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電成本持續(xù)下降并逐漸實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。根據(jù)歐盟統(tǒng)計(jì)局，截至2020年，歐盟可再生能源發(fā)電量占比達(dá)到38%。由于歐洲發(fā)電資源較為分散，早期虛擬電廠主要聚焦于電力供給側(cè)，聚合發(fā)電資源，幫助可再生能源穩(wěn)定并網(wǎng)，協(xié)調(diào)發(fā)電功率。從收益方式的角度看，一方面，虛擬電廠能夠幫助發(fā)電企業(yè)降低不必要的發(fā)電成本或負(fù)電價(jià)帶來(lái)的損失，并從中獲取服務(wù)費(fèi)分成；另一方面，虛擬電廠可以直接參與電力現(xiàn)貨交易和輔助服務(wù)，優(yōu)化雙邊交易，獲取輔助服務(wù)及電力交易收益的分成。2.2.2.代表企業(yè)：德國(guó)Next-Kraftwerke，歐洲最大的虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商N(yùn)ext-Kraftwerke是歐洲最大的虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商之一。Next-Kraftwerke公司成立于2009年，前身是德國(guó)清潔技術(shù)公司NextKraftwerkeGmbH，主營(yíng)業(yè)務(wù)為應(yīng)急發(fā)電機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)和沼氣發(fā)電廠的聚合工作，從而彌補(bǔ)電網(wǎng)波動(dòng)；2011年，公司研發(fā)的虛擬電廠平臺(tái)首次投入測(cè)試，完成了從可再生能源到輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的儲(chǔ)能運(yùn)輸控制；

2020年，公司和東芝成立合資企業(yè)，拓寬虛擬電廠在日本的業(yè)務(wù)布局；2021年，公司被殼牌公司以現(xiàn)金全資收購(gòu)。目前，Next-Kraftwerke公司在德國(guó)、比利時(shí)、奧地利、法國(guó)、波蘭、荷蘭、瑞士和意大利運(yùn)營(yíng)著13930個(gè)分布式能源單元，接入發(fā)電裝機(jī)容量10613兆瓦，2019年參與電力交易量15.1TWh。公司2020年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入5.95億歐元，是目前德國(guó)最大的虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商。Next-Kraftwerke公司的虛擬電廠業(yè)務(wù)可以分成三種模式：面向發(fā)電側(cè)進(jìn)行能源聚合、面向電網(wǎng)側(cè)進(jìn)行靈活性?xún)?chǔ)能供應(yīng)以及面向需求側(cè)的需求響應(yīng)。虛擬平臺(tái)向可再生能源發(fā)電企業(yè)提供服務(wù)：由于可再生能源發(fā)電的隨機(jī)性和波動(dòng)性，發(fā)電商經(jīng)常無(wú)法準(zhǔn)時(shí)向TSO提供之前承諾的電量；一旦發(fā)生這種情況，發(fā)電商將會(huì)承受所有平衡電量所需的成本，例如從其它發(fā)電商購(gòu)買(mǎi)昂貴的電力。虛擬電廠可以通過(guò)幫助發(fā)電商實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)電情況，避免出現(xiàn)發(fā)電量預(yù)測(cè)不準(zhǔn)的情況，節(jié)省發(fā)電商的成本。此外，虛擬電廠實(shí)時(shí)監(jiān)控可再生能源價(jià)格，協(xié)助發(fā)電商優(yōu)化電力產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，幫助發(fā)電商擴(kuò)大盈利，進(jìn)而為聚合商賺取輔助收益。虛擬平臺(tái)向電網(wǎng)側(cè)提供短期柔性?xún)?chǔ)能服務(wù)：在接收到電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商發(fā)出的提高或降低發(fā)電量的信號(hào)后，虛擬電廠的中央控制系統(tǒng)將該信號(hào)傳遞給各個(gè)可調(diào)度的可再生能源發(fā)電廠，考慮到響應(yīng)時(shí)間、充電站容量、發(fā)電量等方面的限制，對(duì)發(fā)電量進(jìn)行調(diào)整以支持電網(wǎng)頻率，并抵消虛擬電廠中其他單元（光伏太陽(yáng)能和風(fēng)能）造成的波動(dòng)。虛擬電廠通過(guò)向TSO提供來(lái)自發(fā)電側(cè)的調(diào)峰、調(diào)頻服務(wù)來(lái)賺取收益。虛擬平臺(tái)通過(guò)控制需求側(cè)的用電量來(lái)服務(wù)電網(wǎng)側(cè)：由于發(fā)電量的增加和用電量的減小對(duì)于電網(wǎng)產(chǎn)生的調(diào)峰調(diào)頻效果是一致的，因此虛擬平臺(tái)可以通過(guò)對(duì)需求側(cè)的控制來(lái)對(duì)電網(wǎng)側(cè)進(jìn)行輔助服務(wù)，進(jìn)而賺取輔助費(fèi)用。此外，虛擬電廠可以將電網(wǎng)側(cè)的消耗分配到現(xiàn)貨市場(chǎng)上的低價(jià)時(shí)段，從而降低電力的采購(gòu)成本。標(biāo)桿案例1：奧地利南部Lichtenegg公司的可再生能源發(fā)電輔助交易。Lichtenegg公司擁有1.8MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)，Next-Kraftwerke向其提供虛擬電廠的輔助交易功能，輔助其在現(xiàn)貨市場(chǎng)的日常交易中出售20%的電力，而20%的電力占據(jù)了發(fā)電量60%-70%的總收入。公司將從輔助可再生能源發(fā)電廠進(jìn)行現(xiàn)貨交易中獲得的分成收入。標(biāo)桿案例2：德國(guó)西部魯爾地區(qū)OBO公司的短期柔性?xún)?chǔ)能業(yè)務(wù)。Next-Kraftwerke公司幫助OBO公司向電網(wǎng)提供柔性?xún)?chǔ)能服務(wù)，為OBO安裝了兩臺(tái)緊急備用發(fā)電機(jī)，當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生過(guò)度偏移時(shí)，Next-Krafttwerke虛擬電廠的控制系統(tǒng)將激活這兩臺(tái)設(shè)備，向電網(wǎng)輸送提供高達(dá)500KW的電力。公司將從虛擬電廠解決方案和激活中獲得的利潤(rùn)中分成。標(biāo)桿案例3：德國(guó)西部多特蒙德市臨床中心的需求響應(yīng)。Next-Kraftwerke公司幫助臨床中心更高效地利用其備用發(fā)電機(jī)，通過(guò)將可調(diào)度的備用發(fā)電機(jī)聯(lián)網(wǎng)到Nextkrafttwerke虛擬電廠中，該診所可以提供400千瓦功率的電能，并利用TSO輔助服務(wù)來(lái)獲取利潤(rùn)，公司則從診所獲得的利潤(rùn)中分成。2.3.美國(guó)虛擬電廠：脫胎于需求側(cè)響應(yīng)，Tesla或是最大的虛擬電廠供應(yīng)商2.3.1.商業(yè)模式：聚焦用戶(hù)側(cè)資源，獲取輔助服務(wù)補(bǔ)償美國(guó)電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商高度分散，虛擬電廠計(jì)劃通常由公共事業(yè)企業(yè)（Utility）或能源零售商運(yùn)營(yíng)。這主要與美國(guó)電力市場(chǎng)的情況有關(guān)。美國(guó)聯(lián)邦政府對(duì)于電力市場(chǎng)的監(jiān)管相對(duì)缺乏，長(zhǎng)期的私有化、市場(chǎng)化改革造就了如下格局：1）約40%的區(qū)域（中西部為主）由公共事業(yè)企業(yè)壟斷一體化運(yùn)營(yíng)，即發(fā)輸配售垂直管理；2）約60%的區(qū)域由七大獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（ISO）管理，電力產(chǎn)業(yè)鏈分散為發(fā)電主體、輸配電主體和能源零售商三個(gè)環(huán)節(jié)。美國(guó)七大ISO（包括PJM、MISO、ERCOT、SPP、CAISO、NYISO和ISO-NE）負(fù)責(zé)調(diào)度、發(fā)電、輸電規(guī)劃以及系統(tǒng)的運(yùn)行安全和發(fā)電端-輸配電端（批發(fā)市場(chǎng)）、輸配電端-零售端（零售市場(chǎng)）市場(chǎng)運(yùn)行的管轄。ISO的成立打破了公共事業(yè)企業(yè)對(duì)發(fā)電-輸配電環(huán)節(jié)的壟斷，允許各獨(dú)立儲(chǔ)電主體參與到與輸配電網(wǎng)的交易中，進(jìn)而催生了虛擬電廠的需求?，F(xiàn)有美國(guó)虛擬電廠計(jì)劃由公共事業(yè)公司或能源零售商承擔(dān)運(yùn)營(yíng)職能。美國(guó)虛擬電廠脫胎于需求側(cè)響應(yīng)，聚焦負(fù)荷端資源統(tǒng)一調(diào)配。由于美國(guó)電價(jià)過(guò)去20年上漲了59%，且美國(guó)太陽(yáng)能資源豐富，因此在大量政府補(bǔ)貼和激勵(lì)政策下，家用光伏系統(tǒng)逐漸成為消費(fèi)者降低電價(jià)成本的替代選擇，從而實(shí)現(xiàn)電力的自發(fā)自用。根據(jù)Statista，2021年美國(guó)家用光伏裝機(jī)容量達(dá)到22.5GW，同比增長(zhǎng)20.9%，因此美國(guó)存在大量與用電側(cè)直接相連的分布式太陽(yáng)能資源。隨著戶(hù)用光伏等需求量的增長(zhǎng)，美國(guó)逐漸開(kāi)始實(shí)行需求側(cè)響應(yīng)，以應(yīng)對(duì)用電高峰時(shí)期的供應(yīng)緊張情況，并逐漸將需求側(cè)響應(yīng)演化為虛擬電廠計(jì)劃。具體表現(xiàn)為，能源零售商開(kāi)展虛擬電廠計(jì)劃，通過(guò)提供低價(jià)儲(chǔ)能電池或現(xiàn)金，換取家庭一部分電力的控制權(quán)，必要時(shí)給零售商提供電力，零售商的虛擬電廠聚合這些儲(chǔ)能并在用電峰期提供給需要的用戶(hù)，從而獲取輔助服務(wù)收益。2.3.2.代表企業(yè)：美國(guó)Tesla，依靠Powerwall與Utility企業(yè)開(kāi)展虛擬電廠合作特斯拉布局家用儲(chǔ)能Powerwall。Powerwall是特斯拉2015年5月推出的家用儲(chǔ)能電池，使特斯拉與太陽(yáng)能面板安裝商SolarCity合作的第一款產(chǎn)品。Powerwall可搭配特斯拉家用太陽(yáng)能電池SolarRoof，白天利用太陽(yáng)能電池對(duì)Powerwall進(jìn)行充電，內(nèi)置電池容量7-13.5kWh。充電后可隨時(shí)使用儲(chǔ)存的能量為家庭供電，同時(shí)也接入電網(wǎng)，在陰天或無(wú)光時(shí)從配電網(wǎng)處獲取電力。Powerwall實(shí)現(xiàn)了家庭用戶(hù)電能的自發(fā)自用，避免電網(wǎng)停電時(shí)家庭斷電的情況。用戶(hù)可在手機(jī)APP上實(shí)時(shí)了解光伏發(fā)電、家庭的用電、Powerwall的儲(chǔ)存電量以及電網(wǎng)的供電情況，并通過(guò)手機(jī)APP對(duì)Powerwall進(jìn)行自定義設(shè)置，達(dá)到個(gè)性化節(jié)流的目的。Powerwall使儲(chǔ)能系統(tǒng)得到分布化應(yīng)用，與公共事業(yè)公司合作開(kāi)展虛擬電廠計(jì)劃。Powerwall自身管理了家用儲(chǔ)能、光伏以及負(fù)荷的情況，在發(fā)電、儲(chǔ)能、用電資源的聚合上有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)?；谝陨咸匦?，特斯拉與EnergyLocals，GreenMountainPower，PG&E等公共事業(yè)公司和電力零售商先后開(kāi)展了虛擬電廠項(xiàng)目。項(xiàng)目幫助Powerwall擴(kuò)大系統(tǒng)的安裝量，同時(shí)電力零售商通過(guò)與Powerwall使用者簽訂協(xié)議，能夠獲取這些分布式電池電力的部分使用權(quán)，實(shí)現(xiàn)聚合需求側(cè)的資源以及虛擬電廠的商業(yè)化擴(kuò)張。標(biāo)桿案例1：提供Powerwall優(yōu)惠，佛蒙特州能源零售商GMP獲取業(yè)主電力的部分使用權(quán)。2017年，特斯拉與佛蒙特州公用事業(yè)公司GreenMountainPower合作開(kāi)展了虛擬電廠項(xiàng)目，GreenMountainPower作為Powerwall的渠道銷(xiāo)售商，給業(yè)主提供Powerwall折扣價(jià)：業(yè)主可以選擇以每月55美元分期10年或一次性5500美元

（2017年P(guān)owerwall原價(jià)5900美元）的優(yōu)惠價(jià)格獲得Powerwall產(chǎn)品，但需要放棄一部分電池控制權(quán)，允許電力公司使用設(shè)備中儲(chǔ)存的部分能量對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行削峰填谷。GreenMountainPower虛擬電廠聚合家用儲(chǔ)能資源，參與調(diào)頻市場(chǎng)、動(dòng)態(tài)容量供應(yīng)市場(chǎng)和交易電力批發(fā)市場(chǎng)并獲取利益。標(biāo)桿案例2：1度電2美元，加州公共事業(yè)公司PG&E借助Powerwall向用戶(hù)直接購(gòu)買(mǎi)電力。2022年，特斯拉與加州公用事業(yè)公司PG&E合作開(kāi)展了名為“EmergencyLoadReductionProgram”的虛擬電廠項(xiàng)目，擁有Powerwall的PG&E用戶(hù)可以自愿通過(guò)特斯拉應(yīng)用程序注冊(cè)加入該虛擬電廠項(xiàng)目。所有參與計(jì)劃的Powerwall所有者在電網(wǎng)面臨巨大壓力的緊急情況下，每向電網(wǎng)提供一度電即可獲得2美元收益，遠(yuǎn)高于加州平均住宅電價(jià)25美分/度電。加州夏天氣溫極高，各類(lèi)場(chǎng)所對(duì)空調(diào)制冷的需求增加，常對(duì)電網(wǎng)造成過(guò)量負(fù)荷，夏日野火也可能導(dǎo)致斷電，該虛擬電廠計(jì)劃主要目的為解決加州夏季電力供應(yīng)緊張的情況。聚合的廉價(jià)綠色能源可以有效替代原本使用的昂貴燃?xì)饣痣?，進(jìn)而為虛擬電廠賺取差價(jià)收益。標(biāo)桿案例3：南澳政府出資建設(shè)虛擬電廠，加速可再生能源經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。2018年，特斯拉與南澳大利亞電力零售商EnergyLocals合作開(kāi)展了SAVPP虛擬電廠項(xiàng)目。SAVPP旨在為所有南澳大利亞人提供更經(jīng)濟(jì)、可靠和安全的電力，同時(shí)提高用戶(hù)對(duì)清潔能源的接受度，并支持南澳大利亞向可再生能源經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。南澳大利亞政府通過(guò)可再生技術(shù)基金提供了200萬(wàn)美元贈(zèng)款和2000萬(wàn)美元貸款，通過(guò)電網(wǎng)規(guī)模存儲(chǔ)基金提供了1000萬(wàn)美元贈(zèng)款，將為5萬(wàn)家庭免費(fèi)提供太陽(yáng)能板和特斯拉

Powerwall，將民居建設(shè)為相互連接的虛擬電廠，幫助維持電網(wǎng)的穩(wěn)定。3.中國(guó)：新能源高景氣+電力市場(chǎng)化催生八百億虛擬電廠市場(chǎng)空間3.1.發(fā)展現(xiàn)狀：虛擬電廠尚處于起步階段，以需求響應(yīng)為主要激勵(lì)方式我國(guó)虛擬電廠的三大上游基礎(chǔ)資源——分布式電源、儲(chǔ)能、可控負(fù)荷，均處于高速發(fā)展階段，三類(lèi)資源的更新升級(jí)將推動(dòng)虛擬電廠調(diào)控能力的擴(kuò)張。依據(jù)外圍條件的不同，我們認(rèn)為，我國(guó)虛擬電廠的發(fā)展可以分為邀約型、交易型和自治型三個(gè)階段：

1）邀約型：在沒(méi)有成熟的電力市場(chǎng)下，由政府部門(mén)或者電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)牽頭組織，共同完成邀約響應(yīng)和激勵(lì)的流程；邀約型虛擬電廠主要通過(guò)需求響應(yīng)激勵(lì)資金池推動(dòng)市場(chǎng)需求；但我們認(rèn)為，該模式難以長(zhǎng)久，并且存在一定程度的尋租問(wèn)題；

2）交易型：在電能量現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)和容量市場(chǎng)建成后，虛擬電廠聚合商以類(lèi)似于實(shí)體電廠的模式，分別參與這些市場(chǎng)并獲得收益。目前我國(guó)的虛擬電廠正處于從邀約型向市場(chǎng)型轉(zhuǎn)型階段，各省開(kāi)展的虛擬電廠項(xiàng)目以試點(diǎn)為主，尚未形成一套成熟的解決技術(shù)方案；

3）自治型：隨著虛擬電廠聚合的資源種類(lèi)、數(shù)量、空間的進(jìn)一步拓展，虛擬電廠向虛擬電力系統(tǒng)升級(jí)，其中既包含可控負(fù)荷、儲(chǔ)能和分布式能源等基礎(chǔ)資源，也包含了這些基礎(chǔ)資源整合而成的微網(wǎng)、局域能源互聯(lián)網(wǎng)。虛擬電廠通過(guò)聚合資源參與電力交易獲取收益；我們認(rèn)為該模式需要較為徹底的市場(chǎng)化改革。我國(guó)虛擬電廠起步“十三五”，目前已有響應(yīng)細(xì)則出臺(tái)并建成多個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目?！笆濉逼陂g，我國(guó)江蘇、上海、河北等地開(kāi)展了電力需求響應(yīng)和虛擬電廠的試點(diǎn)工作。其中，江蘇省率先于2015年出臺(tái)官方文件《江蘇省電力需求響應(yīng)的實(shí)施細(xì)則》指導(dǎo)電力需求的調(diào)控。此后，中國(guó)虛擬電廠進(jìn)入研發(fā)、探索階段，2019年，國(guó)家電網(wǎng)提出“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”，并建成國(guó)內(nèi)首個(gè)虛擬電廠“國(guó)網(wǎng)冀北虛擬電廠”，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電和用電的自我調(diào)節(jié)。到目前為止，北京、上海、廣東、江蘇、浙江等地先后開(kāi)展虛擬電廠項(xiàng)目試點(diǎn)。2022年6月，《北京市“十四五”時(shí)期電力發(fā)展規(guī)劃》首次將虛擬電廠的建設(shè)納入電力發(fā)展規(guī)劃中。我國(guó)可供參與虛擬電廠運(yùn)營(yíng)的控制資源體量龐大，可調(diào)負(fù)荷資源超過(guò)5000萬(wàn)千瓦，虛擬電廠也隨基礎(chǔ)資源的快速發(fā)展而受到重視。示范工程——國(guó)網(wǎng)冀北虛擬電廠：聚沙成塔，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。國(guó)網(wǎng)冀北虛擬電廠是國(guó)內(nèi)首個(gè)虛擬電廠試點(diǎn)項(xiàng)目，于2019年12月建成投運(yùn)。該工程實(shí)時(shí)接入并控制了蓄熱式電采暖、可調(diào)節(jié)工商業(yè)、智能樓宇、智能家居、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)充電站、分布式光伏等11類(lèi)、19家泛在可調(diào)資源，容量約16萬(wàn)千瓦，涵蓋張家口、秦皇島、廊坊三個(gè)地市。冀北虛擬電廠的核心——智能管控平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)和互動(dòng)信息的計(jì)算、存儲(chǔ)以及集成能源運(yùn)行管理、交易、服務(wù)功能，整合優(yōu)化各類(lèi)可調(diào)資源與電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)交互。在2019年10月的第83屆國(guó)際電工委員會(huì)大會(huì)上，國(guó)網(wǎng)冀北電力公司虛擬電廠示范工程被寫(xiě)入IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)用例，并向國(guó)際首次公開(kāi)展示虛擬電廠測(cè)試床。從虛擬電廠運(yùn)營(yíng)效果上看，2020年，冀北電網(wǎng)夏季空調(diào)負(fù)荷將達(dá)600萬(wàn)千瓦，10%空調(diào)負(fù)荷通過(guò)虛擬電廠進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)，等于少建一座60萬(wàn)千瓦的傳統(tǒng)電廠；“煤改電”最大負(fù)荷將達(dá)200萬(wàn)千瓦，蓄熱式電采暖負(fù)荷通過(guò)虛擬電廠進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)，預(yù)計(jì)可增發(fā)清潔能源7.2億千瓦時(shí)，減排63.65萬(wàn)噸CO2。虛擬電廠有效實(shí)現(xiàn)了清潔能源的高效利用和靈活可調(diào)，可挖掘價(jià)值空間巨大。3.2.中外對(duì)比：發(fā)展背景類(lèi)似歐洲+盈利模式類(lèi)似美國(guó)，有望吸收歐美經(jīng)驗(yàn)蓬勃發(fā)展與歐美國(guó)家對(duì)比，中國(guó)虛擬電廠兼顧發(fā)電側(cè)、儲(chǔ)能、用戶(hù)側(cè)多種資源。上一章節(jié)我們提到，歐洲的虛擬電廠起步于發(fā)電側(cè)，以分布式電源、儲(chǔ)能資源的整合，并形成統(tǒng)一調(diào)配，降低棄風(fēng)棄電、負(fù)電價(jià)損失為主要目標(biāo)；美國(guó)虛擬電廠則脫胎于需求側(cè)響應(yīng)，更注重整合用電需求側(cè)的資源，填補(bǔ)電力供應(yīng)缺口并獲取補(bǔ)償收益。中國(guó)虛擬電廠目前還處于探索初期，而從能源結(jié)構(gòu)和市場(chǎng)機(jī)制的特征來(lái)看，中國(guó)有望結(jié)合歐洲、美國(guó)兩種模式，探索出兼顧分布式電源、可控負(fù)荷以及儲(chǔ)能資源的模式。從能源結(jié)構(gòu)看，我國(guó)風(fēng)電、光伏及電網(wǎng)系統(tǒng)更接近于歐洲模式。第一，中國(guó)新能源

補(bǔ)貼政策與歐洲各國(guó)較為相似，且歐洲國(guó)家在風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)展方面領(lǐng)先中國(guó)，風(fēng)電、光伏裝機(jī)容量占比達(dá)到約34%，中國(guó)則為24%，未來(lái)我國(guó)的發(fā)電結(jié)構(gòu)將向歐洲水平趨近。第二，中國(guó)與歐洲電網(wǎng)的職能、架構(gòu)更為類(lèi)似：a)歐洲各國(guó)之間有成熟的跨境電網(wǎng)，并由專(zhuān)門(mén)的跨境電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行調(diào)度，而中國(guó)的電網(wǎng)一直由國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)，能夠?qū)崿F(xiàn)跨省、遠(yuǎn)距離的電力調(diào)度；b)與美國(guó)相比，中國(guó)與歐洲的需求側(cè)很難直接與分布式發(fā)電相連，即使是發(fā)展較快的整縣光伏項(xiàng)目，也需接入配電網(wǎng)，再輸送至近距離用戶(hù)，因此很難實(shí)現(xiàn)美國(guó)例如家用光伏的發(fā)電與用電“合二為一”。因此我國(guó)虛擬電廠的早期實(shí)踐案例聚合了較多風(fēng)電、光伏資源，與歐洲模式具有較強(qiáng)的相似性。從市場(chǎng)機(jī)制看，我國(guó)電力交易市場(chǎng)尚處于試點(diǎn)起，虛擬電廠的運(yùn)營(yíng)仍以邀約制下的需求側(cè)響應(yīng)為主要模式，因此當(dāng)前情況下更接近于美國(guó)模式。歐洲虛擬電廠利用軟件算法設(shè)定電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的競(jìng)價(jià)策略，實(shí)現(xiàn)交易收益的最大化。但我國(guó)電力市場(chǎng)處于起步階段，目前僅有廣東省對(duì)電力現(xiàn)貨交易實(shí)行了試點(diǎn)，當(dāng)電力供給出現(xiàn)缺口或存在調(diào)峰調(diào)頻需求時(shí)，通常依靠電網(wǎng)公司牽頭邀約，實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)或輔助服務(wù)，因此目前用戶(hù)側(cè)資源以參與需求側(cè)響應(yīng)為主，與美國(guó)模式更為接近。3.3.發(fā)展趨勢(shì)：目前以補(bǔ)貼為盈利來(lái)源，未來(lái)有望從電力交易中獲益虛擬電廠收益空間巨大，每年市場(chǎng)空間或超800億元。我國(guó)虛擬電廠仍處在邀約型階段，以需求側(cè)響應(yīng)、調(diào)峰調(diào)頻為主要的收益來(lái)源。目前廣東省作為缺電大省，每年30%左右電量來(lái)自于外省輸送，是我國(guó)電力市場(chǎng)化需求最為迫切、也是市場(chǎng)化進(jìn)展領(lǐng)先的地區(qū)。因此我們以廣東省的情況為例，測(cè)算了虛擬電廠的市場(chǎng)空間：《廣州市虛擬電廠實(shí)施細(xì)則（征求意見(jiàn)稿）》中提出，通過(guò)開(kāi)展需求響應(yīng)實(shí)現(xiàn)削峰填谷，逐步形成約占廣州市統(tǒng)調(diào)最高負(fù)荷3%左右的需求響應(yīng)能力，對(duì)參與響應(yīng)的用戶(hù)或聚合商給予補(bǔ)貼，削峰補(bǔ)貼最高5元/度，填谷補(bǔ)貼最高2元/度。根據(jù)測(cè)算，補(bǔ)貼環(huán)境下，預(yù)計(jì)每年廣東省虛擬電廠的收益空間有望達(dá)到294億元；若考慮日后退補(bǔ)的情況，參考廣東電力現(xiàn)貨交易試點(diǎn)的價(jià)格，預(yù)計(jì)每年廣東省內(nèi)虛擬電廠的收益空間約為83億元；按照同樣的測(cè)算方法，市場(chǎng)化情況下，預(yù)計(jì)全國(guó)虛擬電廠收益空間約為870億元。發(fā)展趨勢(shì)探討：廣東、浙江、江蘇等地或成為我國(guó)虛擬電廠發(fā)展最快的地區(qū)。虛擬電廠商業(yè)模式與需求側(cè)響應(yīng)和電力現(xiàn)貨交易具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。我們發(fā)現(xiàn)：

1）現(xiàn)存虛擬電廠項(xiàng)目與電力現(xiàn)貨交易試點(diǎn)區(qū)域幾乎重合：除河北冀北虛擬電廠外，目前開(kāi)展虛擬電廠試點(diǎn)項(xiàng)目的省份均在兩批電力交易試點(diǎn)省份名單中。其中廣東開(kāi)展虛擬電廠項(xiàng)目最多，也是電力交易試點(diǎn)進(jìn)展最快的省份。2）廣東、江浙滬等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)由于缺電嚴(yán)重，對(duì)虛擬電廠需求更加旺盛，聚合資源普遍聚焦于需求側(cè)：從2021年各省的外受電量情況來(lái)看，其中廣東、浙江、山東、江蘇是外受電量最多的省份，也是用電人口多且缺電較為嚴(yán)重的地區(qū)。從各省虛擬電廠項(xiàng)目來(lái)看，上海、深圳、廣州等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的虛擬電廠聚合資源以用電端的充電樁、商業(yè)體為主，參與需求側(cè)響應(yīng)較多；其他省份虛擬電廠則多為聚合了發(fā)電、儲(chǔ)能、用電負(fù)荷多種資源的綜合型虛擬電廠。我們認(rèn)為，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和人口密集的地區(qū)，一方面，這些省份具有用電需求大、缺電風(fēng)險(xiǎn)高的特點(diǎn)，發(fā)展虛擬電廠迫切性較高；另一方面，這些地區(qū)可控負(fù)荷較多，具備參與需求側(cè)響應(yīng)的條件。伴隨電力現(xiàn)貨交易試點(diǎn)的推進(jìn)，虛擬電廠的商業(yè)模式將得到持續(xù)優(yōu)化。從試點(diǎn)進(jìn)展來(lái)看，廣東、江蘇、蒙西已率先進(jìn)入現(xiàn)貨交易結(jié)算試運(yùn)行的階段，其余試點(diǎn)省份則已完成模擬試運(yùn)行，預(yù)計(jì)將陸續(xù)進(jìn)行連續(xù)現(xiàn)貨交易結(jié)算試點(diǎn)。結(jié)合外受電量、電力現(xiàn)貨交易試點(diǎn)以及虛擬電廠項(xiàng)目試點(diǎn)情況，我們認(rèn)為目前廣東、浙江、江蘇更具備發(fā)展商業(yè)化虛擬電廠的條件，有望成為引領(lǐng)全國(guó)電力交易和虛擬電廠建設(shè)的地區(qū)。全國(guó)虛擬電廠建設(shè)或?qū)⒁匀彪娛〖半娏ΜF(xiàn)貨交易試點(diǎn)省份為起始點(diǎn)，從需求側(cè)響應(yīng)和可控負(fù)荷的聚合出發(fā)，逐步向供電省和發(fā)電側(cè)擴(kuò)展覆蓋，最終形成更多聚合多種“源-荷-儲(chǔ)”

資源的綜合型虛擬電廠。3.4.代表企業(yè)：商業(yè)化探索伊始，參與企業(yè)包含聚合商和軟件服務(wù)商3.4.1.

恒實(shí)科技：國(guó)資入局，布局虛擬電廠聚合商業(yè)務(wù)恒實(shí)科技以通信業(yè)務(wù)為基本盤(pán)，開(kāi)始向能源數(shù)字化領(lǐng)域拓展業(yè)務(wù)。公司成立于2000年，早年依賴(lài)于國(guó)網(wǎng)清華系資源，主營(yíng)業(yè)務(wù)為向北京電網(wǎng)側(cè)提供信息化技術(shù)服務(wù)；

隨后至2013年，公司聚焦電力和應(yīng)急領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的全國(guó)覆蓋；2018年，公司收購(gòu)國(guó)內(nèi)最大民營(yíng)通信設(shè)計(jì)院遼寧郵電，主營(yíng)業(yè)務(wù)拓展為電力信息化和通信兩大領(lǐng)域。2022年5月，公司引入“深智城”國(guó)資參股，在智慧能源領(lǐng)域進(jìn)行業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，聚焦綜合能源服務(wù)。目前，公司已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的綜合能源服務(wù)商、民營(yíng)通信規(guī)劃設(shè)計(jì)院龍頭企業(yè)。國(guó)資參股入局，恒實(shí)科技廣東市場(chǎng)前景廣闊。2022年5月，公司實(shí)際控制人錢(qián)蘇晉與深圳市智慧城市科技發(fā)展有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“深智城”）簽訂股份轉(zhuǎn)讓協(xié)議，擬將3.09%的質(zhì)押股權(quán)轉(zhuǎn)讓給深圳國(guó)資；同時(shí)，公司將向深智城定向增發(fā)股份，募資6.71億元，國(guó)資合計(jì)出資7.80億元。兩項(xiàng)交易完成后，深智城持股比增至21.99%并變更為公司實(shí)際控制人。深智城是深圳市國(guó)資委全資設(shè)立的以城市科技為主體的投資集團(tuán)，在國(guó)資國(guó)企數(shù)字化、智慧城市、智慧產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域開(kāi)展建設(shè)運(yùn)營(yíng)，對(duì)公司主營(yíng)業(yè)務(wù)發(fā)展可以產(chǎn)生協(xié)同及支撐效應(yīng)。通信業(yè)務(wù)方面，深智城下屬的通信產(chǎn)業(yè)將全資注入公司，公司有望承接深圳政府專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)任務(wù)；能源業(yè)務(wù)方面，公司將成為深智城開(kāi)展智慧能源等物聯(lián)感知業(yè)務(wù)的核心主體，并發(fā)力深圳市綜合能源管理業(yè)務(wù)。我們認(rèn)為，深智城憑借其在產(chǎn)業(yè)、資金、資信、資源等方面的平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，可以充分為公司賦能，加快公司在廣東地區(qū)的產(chǎn)業(yè)布局。公司以通信為基礎(chǔ)支撐業(yè)務(wù)，能源為預(yù)期創(chuàng)收業(yè)務(wù)。公司目前主營(yíng)業(yè)務(wù)分為兩大板塊：通信設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)和能源服務(wù)業(yè)務(wù)。其中，能源服務(wù)業(yè)務(wù)包括綜合能源服務(wù)和智慧物聯(lián)應(yīng)用服務(wù)。通信設(shè)計(jì)：公司通信業(yè)務(wù)以方案設(shè)計(jì)為主，涉及無(wú)線設(shè)計(jì)、傳輸設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和芯片設(shè)計(jì)。依靠子公司遼郵多年的技術(shù)積累，公司在移動(dòng)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)等板塊具有完備的業(yè)務(wù)資質(zhì)、雄厚的技術(shù)能力、專(zhuān)業(yè)優(yōu)質(zhì)的區(qū)域服務(wù)優(yōu)勢(shì)，主要客戶(hù)是中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信及中國(guó)鐵塔等主流通信運(yùn)營(yíng)商。此外，公司以原有的電力業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)，在國(guó)內(nèi)率先取得了送、變電、新能源發(fā)電咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)資質(zhì)，在電力領(lǐng)域通信設(shè)計(jì)市場(chǎng)處于領(lǐng)跑地位。綜合能源服務(wù)：公司綜合能源服務(wù)圍繞電力信息化展開(kāi)，包括電力市場(chǎng)交易、綜合能源改造。其中，電力交易市場(chǎng)以調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)解決方案、虛擬電廠為主要產(chǎn)品，為客戶(hù)實(shí)現(xiàn)電源的有序調(diào)度優(yōu)化、通道的時(shí)空轉(zhuǎn)化、負(fù)荷側(cè)的有序響應(yīng)；綜合能源改造中以分布式光伏系統(tǒng)、分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)為主要產(chǎn)品，解決可再生能源的并網(wǎng)效率問(wèn)題。智慧物聯(lián)應(yīng)用：公司智慧物聯(lián)業(yè)務(wù)在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、智慧交通、政企應(yīng)用等方向開(kāi)展業(yè)務(wù)。公司以國(guó)家電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)為業(yè)務(wù)導(dǎo)向，持續(xù)深入?yún)⑴c電網(wǎng)核心業(yè)務(wù)信息化建設(shè)，在電力數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)治理應(yīng)用和可視化展示等全業(yè)務(wù)鏈發(fā)力。恒實(shí)科技是國(guó)內(nèi)最先布局虛擬電廠的企業(yè)之一，曾參與國(guó)網(wǎng)冀北虛擬電廠示范工程。恒實(shí)科技作為虛擬電廠的聚合商和平臺(tái)提供商，全程參與了國(guó)網(wǎng)冀北虛擬電廠示范工程，在市場(chǎng)規(guī)則制定、用戶(hù)協(xié)議簽訂、VPP智能終端安裝與調(diào)試和市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)等封面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。公司與國(guó)網(wǎng)冀北電力、清華大學(xué)等多家產(chǎn)學(xué)研機(jī)構(gòu)共同參與了“面向能源互聯(lián)網(wǎng)的虛擬電廠調(diào)控與運(yùn)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目，首創(chuàng)虛擬電廠參與調(diào)峰輔助服務(wù)的市場(chǎng)機(jī)制與商業(yè)模式，提出了大規(guī)模多元用戶(hù)標(biāo)準(zhǔn)化接入和虛擬電廠互動(dòng)運(yùn)營(yíng)技術(shù)，構(gòu)建了電力市場(chǎng)環(huán)境下開(kāi)放共享的能源互聯(lián)生態(tài)。我們認(rèn)為，國(guó)網(wǎng)冀北案例證實(shí)了恒實(shí)科技在虛擬電廠業(yè)務(wù)方面的技術(shù)實(shí)力，具有較強(qiáng)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。由于用電端接入虛擬電廠具有較強(qiáng)的排他性，先發(fā)優(yōu)勢(shì)對(duì)于發(fā)展虛擬電廠聚合業(yè)務(wù)至關(guān)重要。隨著深智城的入股，公司有望乘勝追擊，率先打開(kāi)廣東乃至南方地區(qū)的虛擬電廠市場(chǎng)。目前公司作為虛擬電廠聚合商，一方面能夠?yàn)殡娋W(wǎng)公司提供虛擬電廠數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，另一方面能夠聚合長(zhǎng)尾需求側(cè)資源，與長(zhǎng)尾資源簽訂服務(wù)分成合同，在參與電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)或調(diào)峰調(diào)頻后，從電網(wǎng)的補(bǔ)償中獲取分成，或?qū)楣編?lái)穩(wěn)定的現(xiàn)金流。公司營(yíng)收情況保持穩(wěn)定，深智城入股有望推動(dòng)公司業(yè)績(jī)持續(xù)向好。收入方面，公司并購(gòu)遼寧郵電后進(jìn)入發(fā)展快車(chē)道，營(yíng)收從2017年的5.46億元增長(zhǎng)至2020年的14.17億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為37.42%。2021年?duì)I業(yè)收入同比下降13.54%，主要系新冠疫情對(duì)業(yè)務(wù)的影響和行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，預(yù)計(jì)伴隨2022年并購(gòu)的完成和政府投入的增加，公司電力信息化和通信業(yè)務(wù)將逐漸回歸正常。利潤(rùn)方面，公司歸母凈利潤(rùn)從2019年的1.6億元下降至2021年的-1.85億元，主要系商譽(yù)、信用等減值及壞賬計(jì)提較多所致。未來(lái)公司在智慧能源領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)進(jìn)行業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，積極投入研發(fā)包括虛擬電廠在內(nèi)的新型業(yè)務(wù)形態(tài)，預(yù)計(jì)虛擬電廠等新業(yè)務(wù)將開(kāi)啟公司第二增長(zhǎng)曲線。3.4.2.國(guó)能日新：發(fā)電側(cè)信息化領(lǐng)軍企業(yè)，具備虛擬電廠軟件儲(chǔ)備國(guó)能日新深耕發(fā)電側(cè)信息化軟件，目前功率預(yù)測(cè)軟件市占率位居行業(yè)首位。國(guó)能日新是新能源行業(yè)的軟件與信息技術(shù)服務(wù)商，為新能源電站、發(fā)電集團(tuán)和電網(wǎng)公司等新能源電力市場(chǎng)主體提供新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)產(chǎn)品、新能源并網(wǎng)智能控制系統(tǒng)、新能源電站智能運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、電網(wǎng)新能源管理系統(tǒng)等發(fā)電側(cè)信息化軟件。公司核心產(chǎn)品

——發(fā)電功率預(yù)測(cè)軟件，在光伏和風(fēng)電領(lǐng)域市占率分別為22.10%和18.80%，市占率第一，目前服務(wù)新能源市場(chǎng)規(guī)模超100GW。2021年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入3.00億元，同比增長(zhǎng)20.9%。公司圍繞發(fā)電集團(tuán)、電網(wǎng)公司需求布局新業(yè)務(wù)，虛擬電廠方面已具備技術(shù)儲(chǔ)備。公司核心產(chǎn)品的主要客戶(hù)為發(fā)電集團(tuán)和電網(wǎng)公司，因此公司對(duì)于客戶(hù)需求有較為清晰的認(rèn)知，目前公司以客戶(hù)需求痛點(diǎn)為核心，在電力交易、虛擬電廠、儲(chǔ)能EMS、分布式群控群調(diào)軟件等領(lǐng)域進(jìn)行了先發(fā)技術(shù)儲(chǔ)備。其中，公司能夠?yàn)殡娋W(wǎng)公司提供虛擬電廠智慧運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)，能夠聚合“荷”、“儲(chǔ)”資源，參與電力市場(chǎng)，向市場(chǎng)提供多種需求側(cè)響應(yīng)服務(wù)并獲取收益；分布式群控群調(diào)系統(tǒng)則聚焦于“源”，實(shí)現(xiàn)分布式電源的可觀可測(cè)、可控可調(diào)，保障電網(wǎng)安全運(yùn)行。公司虛擬電廠相關(guān)業(yè)務(wù)尚處于推廣起步階段，商業(yè)模式為向電網(wǎng)企業(yè)提供虛擬電廠軟件服務(wù)平臺(tái)，向電網(wǎng)公司收取軟件費(fèi)用。預(yù)計(jì)隨著電網(wǎng)公司虛擬電廠試點(diǎn)規(guī)模擴(kuò)大，公司有望實(shí)現(xiàn)虛擬電廠管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)。3.4.3.

國(guó)電南瑞：橫跨電網(wǎng)生產(chǎn)及管理，有望承接虛擬電廠平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目國(guó)電南瑞是電力自動(dòng)化、信息化及智能化領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，具有行業(yè)內(nèi)最全面的電網(wǎng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等解決方案。公司第一大股東為南瑞集團(tuán)，系國(guó)網(wǎng)電科院全資子公司，持股比例51.79%。公司2021年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入424億元，同比增長(zhǎng)10%。由于電網(wǎng)企業(yè)“十四五”期間投資將向配電網(wǎng)傾斜，國(guó)電南瑞作為重要的信息化、智能化解決方案提供商，也將順應(yīng)電網(wǎng)企業(yè)的投資傾向，增加配電環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)的比例。公司目前有電網(wǎng)自動(dòng)化及工業(yè)控制、繼電保護(hù)及柔性輸電、電力自動(dòng)化信息通信、發(fā)電及水利環(huán)保四大業(yè)務(wù)板塊。國(guó)電南瑞參與電力行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈，在虛擬電廠業(yè)務(wù)方面具有完備的技術(shù)。作為國(guó)網(wǎng)的平臺(tái)型公司，國(guó)電南瑞參與了國(guó)網(wǎng)內(nèi)部多個(gè)信息化項(xiàng)目，具備虛擬電廠運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的技術(shù)能力。公司發(fā)源自國(guó)網(wǎng)直屬科研機(jī)構(gòu)，對(duì)電力生產(chǎn)調(diào)度、信息化、智能化項(xiàng)目有深入的產(chǎn)業(yè)積累和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在電力調(diào)度和信息技術(shù)方面的技術(shù)儲(chǔ)備能夠運(yùn)用至虛擬電廠的管理平臺(tái)中。公司在虛擬電廠方面已經(jīng)形成產(chǎn)品體系，可靈活支撐市場(chǎng)上的多種新商業(yè)模式。3.4.4.

國(guó)網(wǎng)信通：能源數(shù)字化服務(wù)提供商，已參與國(guó)網(wǎng)系虛擬電廠項(xiàng)目國(guó)網(wǎng)信通深度參與國(guó)網(wǎng)新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建，為能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域提供云網(wǎng)融合技術(shù)產(chǎn)品和數(shù)字化底座。公司前身為四川岷江水利集團(tuán)電力股份有限公司，2019年與國(guó)網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團(tuán)資產(chǎn)重組，現(xiàn)為國(guó)家電網(wǎng)孫公司，第一大股東為國(guó)網(wǎng)信產(chǎn)集團(tuán)，持股比例48.85%。公司目前主營(yíng)業(yè)務(wù)分為三大板塊：云網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、企業(yè)數(shù)字化服務(wù)和電力數(shù)字化服務(wù)，其中云網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)主要涉及主網(wǎng)環(huán)節(jié)，2021年該業(yè)務(wù)營(yíng)業(yè)收入38.46億元，占比51.5%。3.4.5.

東方電子：兼具園區(qū)級(jí)和城市級(jí)虛擬電廠管理平臺(tái)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)東方電子服務(wù)于綜合能源服務(wù)管理領(lǐng)域多年，是橫款電網(wǎng)自動(dòng)化+IT+互聯(lián)網(wǎng)+節(jié)能環(huán)保+能源互聯(lián)領(lǐng)域的綜合解決方案供應(yīng)商。公司起步于電力自動(dòng)化行業(yè)，目前在電網(wǎng)輸電調(diào)度、變電、配電等業(yè)務(wù)上，緊跟電網(wǎng)公司戰(zhàn)略，提供服務(wù)多年。公司2021年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入44.86億元，同比增長(zhǎng)19.38%；其中電網(wǎng)自動(dòng)化業(yè)務(wù)主要面向主網(wǎng)環(huán)節(jié)，2021年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入17.88億元，占比39.87%。HYPERLINK"/S/SZ000682?from=status_stock_match