本文來自格隆匯專欄：天風研究 作者：孫瀟雅團隊
核心觀點
基於天風證券前文對虛擬電廠的市場參與主體、關鍵技術判斷，天風證券認為國內虛擬電廠的加速發展，有望帶動的增量機會包括：虛擬電廠站控層——平台運營商、過程層——智能終端供應商。
正文
隨着近年穩定的火電等優質發電資源的發電佔比下降、發電功率及電能質量具有波動性的新能源發電佔比提升，我國電網出現調控能力下降的問題，亟需調峯調頻等靈活資源以保證電力系統的安全穩定運行。對分佈式能源、各類可中斷（如充換電站）、可調負荷資源（如樓宇空調系統）等可調節的資源的調控需求，催生了具備分佈式資源聚合調控能力的虛擬電廠。
虛擬電廠收益模式：可參與多品類全週期的電能交易，我國現行機制下主要是電網輔助服務、需求響應市場。
電網調峯輔助服務市場：目前我國華北、華中、上海、山東、浙江、甘肅等地區已有相關政策文件，對虛擬電廠參與調峯市場的准入條件（可調容量、信息採集能力、持續響應時間等）、報價與出清（包括日前、日內市場，部分地區涵蓋中長期、實時市場）、結算方式（華北、浙江市場考核偏差電量）等做出了規定。
電網調頻輔助服務市場：目前浙江、江蘇兩個地區明確虛擬電廠可分別作為第三方獨立主體、綜合能源服務商的身份參與電網調頻輔助服務市場，並獲得收益。浙江地區可參與一次調頻&二次調頻；江蘇地區可參與一次調頻。
需求響應市場：從用户的需求側引導調節電力負荷、促進新能源消納。根據2023年5月國家發改委發佈《電力需求側管理辦法（徵求意見稿）》，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峯谷差率超過40%的省份達到5%或以上。據國家電網測算，通過虛擬電廠滿足5%的峯值負荷，在建設、運營、激勵等環節的投資需求約500-600億元。
橫向對比海外虛擬電廠，目前國內虛擬電廠的交易規則相對缺乏多樣性，且針對性不足，未來可期待電力市場交易機制進一步多樣化、市場化，帶動國內虛擬電廠收益能力的進一步提升。德國、美國等地的虛擬電廠可參與電能量、輔助服務、容量等多個市場，更健全的市場交易機制構建了海外更為完備的虛擬電廠商業模式和市場生態鏈。其中：
德國虛擬電廠交易機制更多為促進新能源機組（尤其是100KW以上的分佈式機組）的消納。《可再生能源法》明確規定所有100KW+可再生能源發電項目必須參與電力市場交易銷售，分佈式可再生能源項目傾向於選擇交由虛擬電廠運營。美國鼓勵虛擬電廠等靈活性資源參與電網調度，從而提高綜合能源利用效率。美國虛擬電廠商業模式主要是作為需求相應資源，通過社區、工商業區等形式實現用户側光伏、儲能設施、電動汽車等能源彙集，為電網提供服務。
市場參與主體：國內以電網、發電集團為主導，海外市場已湧現出形成規模的獨立第三方運營商。
在政策法規、市場機制、技術手段等方面普遍相對更完善的背景下，海外虛擬電廠運營主體更加多元化、市場化。當前海外虛擬電廠的市場參與主體主要包括：1）虛擬電廠平台建設方：獨立第三方運營商、電網公司、大型電力公司等；2）虛擬電廠參與方：包括大型電力公司（具備發電、負荷資源）、裝備製造商（具備分佈式能源資源）、社區用户等。目前海外虛擬電廠已湧現成規模的獨立第三方運營商，最具代表性的分別是德國的NextKraftwerke、美國特斯拉的Autobidder。
德國-NextKraftwerke：公司併網發電裝機容量從2018年的4600MW增加至2022年4月的萬兆瓦，目前在德國、比利時、奧地利、法國、波蘭、荷蘭、瑞士、意大利運營13000多個分佈式能源單元，運用的電力設備涵蓋生物質、風電、太陽能、電池儲能、電動汽車等。
美國-特斯拉智慧能源平台Autobidder：2017年推出的智慧能源管理平台，旨在實現“車+樁+光+儲+荷+智”生態系統整合，當前涵蓋功能包括電力交易的數字化軟件、分佈式能源交易管理系統、虛擬電廠交易和控制平台，開源複雜算法庫等。
相較之下，現階段國內虛擬電廠市場建設仍處初期探索階段，形成區域級規模的市場參與主體主要為電網公司主導的示範項目。目前國網、南網均有電網公司主導的虛擬電廠示範工程，形成了一定規模的的區域性虛擬電廠交易平台：
南網區域：2023年7月，南方電網公司分佈式源荷聚合服務平台在廣東廣州、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，在多省區同步實現了調頻、直控等快速響應。目前該平台已聚合廣東、廣西區域內新型儲能、電動汽車充換電設施、分佈式光伏、非生產性空調、風光儲充微電網等各類分佈式資源，聚合分佈式資源規模10751MW，其中可調節能力1532MW。
國網區域：當前國網體系下多個市場主體均已開啟虛擬電廠應用（包括省級電網公司、國網子公司等），如華北電網開展了虛擬電廠參與輔助服務市場交易、國家電網浙江綜合能源公司智慧虛擬電廠平台、國網冀北公司建設的泛在電力物聯網虛擬電廠示範工程等。如23年8月，國網信通產業集團信通研究院聯合高郵市政府、國網揚州供電公司、國電投中能合縱公司共同策劃和參與的江蘇“綠心”高郵縣域城市虛擬電廠正式投運，截至23年8月，高郵市一期“綠心”虛擬電廠已初步接入11家工商業用户，負荷總計356MW，其中樓宇負荷41MW、工業負荷280MW、電動汽車充電樁3.3MW。關鍵技術：完成各類資源的“聚合”和“解聚”，作為統調併網對象參與電力市場交易。
虛擬電廠系統主要分為三層邏輯結構：站控層、過程層和資源層，由下往上看：1）資源層：可調節資源；2）過程層：各類智能終端（包括協議轉換接口、微型縱向加密及通信模塊）；3）站控層：即虛擬電廠系統管理平台。虛擬電廠參與需求側響應、輔助服務市場等電力市場交易，應用功能的實現需要各個邏輯層級縱向協調配合。
上行-聚合分佈式資源、對用户資源的功率及可調節能力進行預測並上報至電力調控中心，考驗虛擬電廠對個用户資源的功率預測能力。涉及技術包括機器學習和改進算法等，對電廠運行情況、天氣數據、市場價格信號、電網數據等進行預測，從而實現更準確的電力市場預測，幫助發電機組和工業用户更靈活、更快地響應價格變化。
下行-解聚分佈式資源，分配調節功率需求並完成對用户資源設備的控制，考驗虛擬電廠儘可能減少通信延時的能力，進而提高系統負荷控制和響應能力。虛擬電廠系統站控層接收電力調控中心下發計劃及需求後，若能縮短從站控層指令下發到數據返回測試時間，更快速地執行優化計算及指令分解，可實現更快速的負荷控制、提高虛擬電廠的調頻性能。
投資機會：
對比已發展多年的德國、美國市場，我國虛擬電廠當前收益模式相對更少、尚未能形成具有區域級規模的第三方獨立運營商。但天風證券認為，中國虛擬電廠的發展前景廣闊，有望在電力市場化改革背景下加速完成商業模式探索、實現更大規模的應用：
發電端：中國分佈式新能源電站數量呈快速增長趨勢，虛擬電廠可以聚合分佈式電站、統一調度管理，有效促進消納、提高電網穩定性；
負荷端：從用户的需求側引導調節電力負荷，發揮需求側資源削峯填谷、促進電力供需平衡。
技術層面：雲計算、大數據、物聯網、移動互聯、人工智能、區塊鏈技術的加速發展，將有望為虛擬電廠系統平台更高效地完成“聚合”和“解聚”功能提供更高的技術可行性。
投資機會：增量機會包括平台運營商、智能終端供應商。
基於天風證券前文對虛擬電廠的市場參與主體、關鍵技術判斷，天風證券認為國內虛擬電廠的加速發展，有望帶動的增量機會包括：虛擬電廠站控層——平台運營商、過程層——智能終端供應商。建議關注：
1、虛擬電廠站控層（平台運營商）：
與電網公司、發電集團等合作：【國能日新】（計算機、公用環保團隊聯合覆蓋）、【東方電子】、【國網信通】（電力設備與新能源、計算機團隊聯合覆蓋）、【恒實科技】；
第三方獨立運營商：【安科瑞】、【蘇文電能】（建築團隊覆蓋）、【朗新科技】。
2、虛擬電廠過程層（智能終端供應商）：
除了在用電信息採集終端已有相關產品佈局外，公司亦佈局開發了虛擬電廠站控層解決方案的【威勝信息】（通信、機械軍工團隊聯合覆蓋）；
主要向國網和南網及相關下屬成員企業提供用電信息採集系統的【新聯電子】。
風險提示：電力市場交易推進不及預期 分佈式可再生能源電站、充換電站等可調節資源投資不及預期 虛擬電廠相關技術發展不及預期。
注：本文來自天風證券於2023年9月11日發佈的《天風·電新 | 虛擬電廠：電力交易多樣化，促進消納的新模式》，分析師：孫瀟雅 S1110520080009
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