中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用模式和工業(yè)生態(tài)，在包括新能源行業(yè)在內(nèi)的眾多行業(yè)的信息化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)的進(jìn)程中扮演者不可或缺的角色。虛擬電廠即是依托新能源技術(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提升電網(wǎng)智能調(diào)度與消納能力的典型案例。2022年夏季，全球多地連續(xù)出現(xiàn)高溫天氣，各國電網(wǎng)用電負(fù)荷陡增。如何通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)資源與電網(wǎng)供需互動(dòng)、緩解電網(wǎng)負(fù)荷壓力，成為了社會(huì)各界熱議的問題。在全球推動(dòng)綠色能源轉(zhuǎn)型的大背景下，發(fā)展虛擬電廠對于促進(jìn)電網(wǎng)供需平衡、實(shí)現(xiàn)分布式能源低成本并網(wǎng)、推動(dòng)新能源充分消納、保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行等具有重要意義。本報(bào)告以“七問七答”的形式，致力于回答以下七個(gè)關(guān)于虛擬電廠的核心問題：1）我們?nèi)绾味x虛擬電廠？2）虛擬電廠的興起回應(yīng)了新能源行業(yè)的什么痛點(diǎn)？3）虛擬電廠在各國如何落地？4）我們?nèi)绾问崂硖摂M電廠的產(chǎn)業(yè)鏈？5）我們?nèi)绾螠y算虛擬電廠的盈利能力？6）虛擬電廠的市場空間有多大？7）虛擬電廠的核心標(biāo)的有哪些？
1. 我們怎么定義虛擬電廠？
I. 虛擬電廠（VPP， Virtual Power Plant）是一種新型電源管理系統(tǒng)，通過信息技術(shù)和軟件系統(tǒng)，將多種分布式資源聚合起來，參與電力系統(tǒng)運(yùn)行與電力市場交易。虛擬電廠不是一個(gè)真實(shí)的物理電廠，但通過聚合海量分布式資源，它可以對外表現(xiàn)為一個(gè)可控電源，起到提供電能、調(diào)峰調(diào)頻等電廠所具有的作用
II. 根據(jù)虛擬電廠對外特征，我們可將虛擬電廠分為電源型虛擬電廠、負(fù)荷型虛擬電廠、儲(chǔ)能型虛擬電廠、混合型虛擬電廠等類型。其中電源型虛擬電廠具有能量出售的能力，可參與能量市場，并視實(shí)際情況參與輔助服務(wù)市場；負(fù)荷型虛擬電廠具有功率調(diào)節(jié)能力，可參與輔助服務(wù)市場，但出售能量的能力不足；儲(chǔ)能型虛擬電廠既可參與輔助服務(wù)市場，也可以在部分時(shí)段放電以出售電能；混合型虛擬電廠：全能型虛擬電廠是同時(shí)具有多類虛擬電廠的特征的全能型角色
III. 虛擬電廠的核心競爭力在于技術(shù)和資源的運(yùn)用，本質(zhì)是通過協(xié)調(diào)控制技術(shù)、智能計(jì)量技術(shù)和信息通信技術(shù)將各類分布式發(fā)電設(shè)備與儲(chǔ)能設(shè)施結(jié)合，對電力負(fù)荷進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制。虛擬電廠所聚合的資源越多，調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)，核心競爭力也就越強(qiáng)
2. 虛擬電廠的興起回應(yīng)了新能源行業(yè)的什么痛點(diǎn)？
I. 供給側(cè)：光伏、風(fēng)電等新能源裝機(jī)量迅速提高，但受地理位置和自然條件的影響，各省份裝機(jī)量差異較大，這要求電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分布式能源的聚合；并且新能源具有隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn)，若直接規(guī)模化并網(wǎng)，將對電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性造成巨大沖擊，這要求電力系統(tǒng)提升其靈活調(diào)節(jié)能力。而虛擬電廠能夠聚合分布式資源、提升調(diào)節(jié)能力，從而回應(yīng)能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性變化的需求
II. 需求側(cè)：近年來我國全社會(huì)用電總量與最高負(fù)荷屢創(chuàng)新高，且第三產(chǎn)業(yè)和居民用電占比持續(xù)提升，其需求模式的時(shí)段性特征進(jìn)一步拉大了電力需求的峰谷差。特別是新能源汽車銷量激增，其不均勻的充電時(shí)間分布給電網(wǎng)負(fù)荷帶來極大負(fù)擔(dān)。相較于單純增加電源，虛擬電廠能夠更靈活、更經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)削峰填谷，以滿足新形勢下的能源需求
3. 虛擬電廠在各國如何落地？
I. 德國：虛擬電廠已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，其主要業(yè)務(wù)是優(yōu)化100kW以上中型可再生能源電廠在日前市場的售電，代表案例有Next-Kraftwerke等
II. 美國：較早開展需求側(cè)管理，需求響應(yīng)（DR， Demand Response）項(xiàng)目最多、種類最齊全。美國虛擬電廠通過控制電力價(jià)格、電力政策的動(dòng)態(tài)變化降低用電負(fù)荷，或獲取電力用戶手中的儲(chǔ)能來保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。代表案例有Tesla虛擬電廠智能平臺(tái) Autobidder等
III. 中國：虛擬電廠總體處于試點(diǎn)示范階段，仍在探索商業(yè)模式，更多通過價(jià)格補(bǔ)償或政策引導(dǎo)來參與市場。代表案例有國網(wǎng)冀北泛在電力物聯(lián)網(wǎng)虛擬電廠示范工程、廣東深圳自動(dòng)化虛擬電廠等
4. 我們?nèi)绾问崂硖摂M電廠的產(chǎn)業(yè)鏈？
I. 虛擬電廠的上游為由可控負(fù)荷、分布式能源與儲(chǔ)能構(gòu)成的基礎(chǔ)資源，中游為提供虛擬電廠運(yùn)營服務(wù)與技術(shù)支持的系統(tǒng)平臺(tái)，下游為由電網(wǎng)公司、售電公司、大用戶構(gòu)成的電力需求方
5. 我們?nèi)绾螠y算虛擬電廠的盈利能力？
I. 電價(jià)機(jī)制改革：峰谷電價(jià)差越大，用戶購買輔助服務(wù)和需求側(cè)響應(yīng)的激勵(lì)也就越大；電價(jià)平均水平越高，用戶購買能效優(yōu)化服務(wù)、虛擬電廠進(jìn)行現(xiàn)貨交易的收益也就越大。因此，電價(jià)機(jī)制改革進(jìn)程是虛擬電廠盈利能力的重要影響因素。我們預(yù)計(jì)，隨著新型電力系統(tǒng)的加快構(gòu)建，電價(jià)機(jī)制改革將不斷深化，推動(dòng)電力回歸商品本質(zhì)，并持續(xù)拉大電價(jià)峰谷價(jià)差、推高電價(jià)平均水平
II. 電力市場建設(shè)：電力現(xiàn)貨交易與中長期交易互為補(bǔ)充，其中現(xiàn)貨市場具有重要的價(jià)格發(fā)現(xiàn)功能，中長期市場的店里價(jià)格往往根據(jù)現(xiàn)貨市場價(jià)格而定；對基礎(chǔ)資源的聚合能力是決定虛擬電廠競爭力的重要因素，而統(tǒng)一的電力市場將為虛擬電廠提升跨空間資源聚合的能力打開空間，奠定虛擬電廠商業(yè)模式向跨空間自主調(diào)度型階段發(fā)展的基礎(chǔ)。我們預(yù)計(jì)，隨著全國統(tǒng)一電力市場和電力現(xiàn)貨市場的建設(shè)在未來進(jìn)一步推進(jìn)，電力市場交易總量與市場主體的數(shù)量將進(jìn)一步增加，對電力系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)能力的要求將隨之提升，從而帶動(dòng)對虛擬電廠輔助服務(wù)的需求
III. 商業(yè)模式頂層設(shè)計(jì)是虛擬電廠盈利能力的重要影響因素：我國虛擬電廠多數(shù)試點(diǎn)項(xiàng)目涉及的業(yè)務(wù)場景較為有限，并且省級(jí)層面缺乏統(tǒng)一的虛擬電廠平臺(tái)。因此我們認(rèn)為，虛擬電廠盈利能力的提升，需要國家層面和更多省級(jí)層面的專項(xiàng)政策的出臺(tái)，以及頂層設(shè)計(jì)提供統(tǒng)一的省級(jí)/市級(jí)/區(qū)域及虛擬電廠平臺(tái)，開辟應(yīng)用模式拓展的新空間。我們預(yù)計(jì)，隨著國家層面頂層設(shè)計(jì)的完善與統(tǒng)一的虛擬電廠平臺(tái)的建設(shè)，虛擬電廠涉及的業(yè)務(wù)場景與盈利方式將進(jìn)一步多樣化發(fā)展
6. 虛擬電廠的市場空間有多大？
I. 投資市場規(guī)模：根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織的預(yù)測，2025年、2030年最大負(fù)荷則將分別達(dá)到15.7、18.2億千瓦。我們根據(jù)國家電網(wǎng)的數(shù)據(jù)測算得到，虛擬電廠可調(diào)負(fù)荷資源庫的投資成本約為914元/千瓦，由此預(yù)計(jì)2025年、2030年虛擬電廠投資規(guī)模將分別達(dá)到718、998億元
II. 運(yùn)營市場規(guī)模：我們認(rèn)為虛擬電廠的核心服務(wù)為平抑峰值負(fù)荷，因此通過測算虛擬電廠用可調(diào)負(fù)荷資源庫解決峰值負(fù)荷調(diào)節(jié)問題所帶來的平抑負(fù)荷的價(jià)值，作為虛擬電廠運(yùn)營市場規(guī)模的估計(jì)。我們預(yù)計(jì)2025年、2030年虛擬電廠的運(yùn)營市場規(guī)模將分別達(dá)到932.19億元、1,283.10億元。
7. 虛擬電廠的核心標(biāo)的有哪些？
I. 國能日新、朗新科技、恒實(shí)科技、國電南瑞、國網(wǎng)信通、遠(yuǎn)光軟件、南網(wǎng)科技、東方電子、萬勝智能、南網(wǎng)能源等 。
風(fēng)險(xiǎn)提示： “ 雙碳 ” 政策推進(jìn)不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn) , 虛擬電廠相關(guān)技術(shù)發(fā)展不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn) , 電價(jià)機(jī)制改革推進(jìn)不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn) , 電力市場發(fā)展不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn) , 行業(yè)規(guī)模測算偏差的風(fēng)險(xiǎn) , 研報(bào)使用的信息數(shù)據(jù)更新不及時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)等
