第一章 行業(yè)概況
虛擬電廠（Virtual Power Plant, VPP）是一種先進的能源解決方案，它通過云數(shù)據(jù)中心將分散在各地的小型電力生產(chǎn)設(shè)施（例如風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、燃料電池）和電力需求端（例如工廠、商業(yè)建筑、居民區(qū)）統(tǒng)一起來，形成一個高效、靈活且可控的電力系統(tǒng)。這些小型電力設(shè)施并不直接提供大規(guī)模的電力，但當它們聯(lián)合起來并通過高級軟件進行智能調(diào)度時，就可以提供與傳統(tǒng)電廠相當?shù)碾娏?yīng)。
虛擬電廠不僅可以優(yōu)化能源的使用，減少碳排放，還可以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。在電力需求高峰期或電網(wǎng)故障時，虛擬電廠可以快速調(diào)整電力供應(yīng)，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。此外，虛擬電廠還可以通過售電市場售出多余的電力，幫助電力生產(chǎn)者獲得更高的收益。
【資料圖】
圖：虛擬電廠運作模式示意圖
資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 36氪研究院
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年最大負荷則將分別達到15.7、18.2億千瓦。根據(jù)中國《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出在2025年電力需求側(cè)響應(yīng)能力達到最大用電負荷的 3%-5%的目標，預(yù)計2025年、2030年可調(diào)負荷資源庫分別占最大用電負荷的5%、6%，對應(yīng)資源庫容量分別為7850、10,920萬千瓦；參與平抑的用電量分別為745.8、1026.5億千瓦時。
根據(jù)中國目前的補貼政策，削峰補貼5元/度、填谷補貼2元/度，按平均3.5計算得出2025年和2030年預(yù)計市場規(guī)模分別為：1305.2、1796.4億元。
1.1 行業(yè)分類
全球虛擬電廠市場按技術(shù)分為分布式發(fā)電、需求響應(yīng)、混合資產(chǎn)；按源分為可再生能源、熱電聯(lián)產(chǎn)、能源存儲；按終端用戶分為工業(yè)、商業(yè)、居民。
中國虛擬電廠主要分為三大類：
負荷型：虛擬電廠運營商聚合其綁定的具備負荷調(diào)節(jié)能力的市場化電力用戶（包括電動車、可調(diào)節(jié)負荷、可中斷負荷等）作為一個整體（呈現(xiàn)為負荷狀態(tài)）組建成虛擬電廠，對外提供負荷側(cè)靈活響應(yīng)。
電源側(cè)虛擬電廠：顧名思義，在分布式電源發(fā)電側(cè)建立虛擬電廠。
源網(wǎng)荷儲一體化虛擬電廠：集合發(fā)電電源和負荷用電用戶，作為集中式電廠，作為獨立市場主體參與電力市場，原則上不占用系統(tǒng)調(diào)峰能力。當前我國虛擬電廠試點的多為負荷型虛擬電廠，冀北試點的虛擬電廠為國內(nèi)鮮有的源網(wǎng)荷儲一體化虛擬電廠試點。
圖 虛擬電廠交易機制
資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 東吳證券
1.2 全球及中國行業(yè)發(fā)展
全球虛擬電廠（VPP）市場正在以一種顯著的趨勢不斷增長。據(jù)商業(yè)研究公司的研究，由于對可再生能源的需求不斷增加，虛擬電廠市場的發(fā)展也得到了推動。預(yù)計虛擬電廠市場規(guī)模將從2022年的19億美元增長到2023年的23億美元，復(fù)合年增長率（CAGR）超過22%，到2027年，預(yù)計市場規(guī)模將達到50億美元，CAGR超過20%。
值得注意的是，虛擬電廠市場正在積極采用高級技術(shù)。為了保持市場地位，行業(yè)內(nèi)的主要參與者正在專注于采用高級技術(shù)。例如，2022年10月，總部位于美國的虛擬電廠提供商AutoGrid系統(tǒng)公司與加拿大的恒溫器制造初創(chuàng)公司Mysa合作，利用AI驅(qū)動的VPP平臺和Mysa的智能恒溫器技術(shù)，開發(fā)出公用規(guī)模的虛擬電廠。這些虛擬電廠可以利用其獨特的特性，如需求響應(yīng)資源、分布式發(fā)電、客戶所有的靈活存儲等，使不同的能源市場盈利并用于產(chǎn)生收入。公用公司和聚合器可以通過優(yōu)化資產(chǎn)和預(yù)測來增加靈活的容量。
在地區(qū)分布上，2022年，北美是虛擬電廠市場的最大區(qū)域，預(yù)計中東將是預(yù)測期間增長最快的地區(qū)。虛擬電廠市場覆蓋的地區(qū)包括亞太、西歐、東歐、北美、南美、中東和非洲。
圖：全球虛擬電廠發(fā)展歷程
資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 東北證券
在中國虛擬電廠的發(fā)展正在加速，作為支持可持續(xù)能源混合的一種關(guān)鍵手段，其在中國的影響力日益增強，尤其是在可再生能源系統(tǒng)中，因此虛擬電廠變得越來越重要。這種類型的電廠使用先進的技術(shù)和軟件系統(tǒng)收集來自分布式源（如屋頂太陽能設(shè)施、電源存儲系統(tǒng)和電動汽車）產(chǎn)生的電力數(shù)據(jù)，它們不生成電力，而是管理能源流動并優(yōu)化電力供應(yīng)。
在山西省，已經(jīng)完成了15座虛擬電廠的建設(shè)，他們的日電力產(chǎn)量可以在高峰期間為大約224,000戶家庭提供電力。這些電廠的建設(shè)是為了優(yōu)化能源系統(tǒng)，并確保對干凈、可靠和負擔得起的電力的日益增長的需求得到滿足。
近期，中國的首個虛擬電廠工業(yè)標準研究項目獲得了政府的批準，該項目將為虛擬電廠的資源配置和評估提供技術(shù)標準。去年，深圳建立了中國首個虛擬電廠調(diào)控中心，目前，江蘇省、浙江省、上海等地也已實施了虛擬電廠的實踐。
圖：虛擬電廠發(fā)展階段對比
資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 東北證券
虛擬電廠已經(jīng)成為傳統(tǒng)電廠的重要補充，以確保能源供應(yīng)的可靠性和穩(wěn)定性。他們收集用戶端可用的能源，如屋頂太陽能設(shè)施，并將其供應(yīng)給其他需要的用戶，這使他們在推動低碳和能源效率發(fā)展方面起著重要作用。
過去，煤炭等化石燃料往往是唯一的電力來源。電力供應(yīng)管理是通過電網(wǎng)運營商的調(diào)度中心來滿足需求。然而，隨著電力生成的焦點逐漸轉(zhuǎn)向如太陽能和風能等可再生能源資源，這些方式的間歇性和不總是在需要的時候可用，使得電力供應(yīng)管理變得極其困難。在這種情況下，虛擬電廠作為傳統(tǒng)電廠的補充，在需求超過供應(yīng)的情況下分配由分布式源產(chǎn)生的電力。
根據(jù)華西證券的估計，到2025年，投資和建設(shè)虛擬電廠的市場規(guī)模將超過300億元人民幣（約合43.8億美元）。
