计算机行业深度报告：虚拟电厂风起，蓝海市场开启

计算机 2022年08月21日 虚拟电厂风起，蓝海市场开启 ——行业深度报告 投资评级：看好（维持） 行业走势图 计算机沪深300 19% 10% 0% -10% -19% -29% -38% 2021-082021-122022-04 数据来源：聚源 相关研究报告 《周观点：底部布局信创板块—行业周报》-2022.8.14 《周观点：继续推荐信创和EDA板块 —行业周报》-2022.8.7 《关注信创板块的投资机会—行业周报》-2022.7.31 陈宝健（分析师） chenbaojian@kysec.cn 证书编号：S0790520080001 虚拟电厂，乘风而起 虚拟电厂是通过先进信息技术聚合分布式能源，参与电力市场的电源管理系统。“双碳”背景下，新能源装机比例及用户侧间歇性负荷的进一步增长，对电力系统灵活调节能力提出了越来越高的要求。根据36氪引自国家电网数据，通过火电厂实现电力系统削峰填谷，满足5%的峰值负荷需要投资4000亿；而通过虚拟电厂，在建设、运营、激励等环节投资仅需500-600亿元。我们认为虚拟电厂显示出较强的经济性，有望成为提高新型电力系统灵活性的重要手段。按照发展阶段，虚拟电厂可分别合约型、市场型和自主型三类。目前欧美已进入市场型阶段，并积极探索自主型模式，国内尚处于合约型阶段，向市场型迈进是必由之路。 他山之石：欧美龙头积极探索市场型和自主型虚拟电厂 NextKraftwerke是欧洲最大的虚拟电厂运营商之一。欧洲虚拟电厂发展起步较 早，其中以德国厂商NextKraftwerke最为典型。NextKraftwerke提供涵盖数据采集、电力交易、电力销售、用户结算等全链条的解决方案，并提供虚拟电厂运营服务，盈利模式包括电网辅助服务和电力市场交易，凭借高超资源聚合能力和多元商业模式，营业收入实现较快增长，2019年营业收入为6.81亿欧元,2012-2019年营业收入CAGR高达52%。 Autobidder：特斯拉新能源产业生态的枢纽。特斯拉已初步构建起“车+桩+光+ 储+荷+智”的新能源闭环生态，其中虚拟电厂智能平台Autobidder是核心枢纽，负责新能源交易和控制管理。根据《智慧能源管理平台支撑需求侧变革》统计，Autobidder管理着数百兆瓦的电力资产，在澳大利亚等多地落地成熟的市场型虚拟电厂项目，并在美国德州积极探索自主型虚拟电厂模式。 国内实践：政策加速落地，看好合约型向市场型迈进 国内虚拟电厂仍处于概念验证和试点示范阶段，以合约型为主。《2030年前碳达峰行动方案》、《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》等顶层规划不断落地，政策催化有望加速国内虚拟电厂向市场型迈进。2022年5月20日，国电投深圳能源虚拟电厂平台试点，成为国内首个虚拟电厂调度用户负荷参与电力现货市场盈利的案例。长期来看，根据封红丽在《虚拟电厂市场发展前景及实践思考》一文中的测算，以投资成本按1000元/千瓦计算，预计2025年、2030年，虚拟电厂投资规模分别至少约为785亿元、1062亿元。 投资建议 高度重视虚拟电厂投资机遇，重点推荐朗新科技、远光软件、东方电子等在虚拟电厂领域具有产品技术储备和项目落地的电力信息化核心厂商，其他受益标的包括国能日新、国网信通、恒实科技等。 风险提示：疫情反复风险；“双碳”落地不及预期风险；市场竞争加剧风险。 行业研 究 行业深度 报告 开源证券证券研究 报告 目录 1、虚拟电厂，乘风而起4 1.1、概念：发挥“电厂”作用的电源协调管理系统4 1.2、功能：提高新型电力系统灵活性的重要支撑4 1.3、结构：虚拟电厂的核心在于“聚合”和“通信”6 1.4、发展阶段：“合约型-市场型-自主型”演进7 2、他山之石：欧美龙头积极探索市场型和自主型虚拟电厂8 2.1、NextKraftwerke：欧洲最大的虚拟电厂运营商之一8 2.2、Autobidder：特斯拉新能源产业生态的枢纽10 3、国内实践：政策加速落地，看好合约型向市场型迈进13 4、投资建议16 4.1、朗新科技：深耕廿载的能源数字化龙头16 4.2、远光软件：电力集团管理软件龙头，携手国网数科扬帆起航17 4.3、东方电子：智能电网“小巨人”19 4.4、国能日新：新能源发电功率预测龙头，类SaaS模式成长可期20 4.5、国网信通：国网旗下电力数字化龙头，“虚拟电厂+储能”先驱21 4.6、恒实科技：综合能源服务领军，乘虚拟电厂东风而起22 4.7、受益标的盈利预测和估值23 5、风险提示24 图表目录 图1：虚拟电厂是一种发挥“电厂”作用的电源协调管理系统4 图2：发电侧：新能源发电比例提升（%）5 图3：用电侧：三产居民成为新增负荷主体5 图4：相较传统电力系统，“虚拟电厂”更能满足新能源消纳需求6 图5：较火电方案，虚拟电厂经济性突出6 图6：虚拟电厂的核心是“聚合”和“通信”7 图7：NextKraftwerke提供虚拟电厂全套解决方案9 图8：NextKraftwerke公司2012年来营业收入保持较快增长10 图9：特斯拉形成“车+桩+光+储+荷+智”的新能源产业生态闭环10 图10：Autobidder是系统+平台+算法库11 图11：Autobidder是虚拟电厂实时交易和控制平台12 图12：特斯拉联合PG&E推出虚拟电厂13 图13：Tesla等头部虚拟电厂涌入澳大利亚电力市场13 图14：深圳能源虚拟电厂实现盈利14 图15：朗新科技聚焦“能源数字化+能源互联网”双轮驱动发展战略16 图16：朗新科技2021年收入增速提振16 图17：朗新科技2021年净利润平稳增长16 图18：东方电子开发的粤能投负荷聚合虚拟电厂项目聚合众多分布式能源20 图19：国能日新形成以新能源发电功率预测产品为核心的产品体系20 图20：国能日新功率预测类SaaS模式具有高复购、高留存、高毛利率的优点21 图21：国网信通虚拟电厂在国网山西电科院晋中-榆次试验中心完成部署试运行22 图22：恒实科技提供综合能源服务解决方案22 图23：恒实科技在综合能源服务领域具有丰富技术积淀23 表1：虚拟电厂主要包括分布式资源聚合和集控平台7 表2：虚拟电厂：“合约型-市场型-自主型”演进8 表3：NextKraftwerke是欧洲最大的虚拟电厂运营商之一8 表4：NextKraftwerke公司探索多元商业模式9 表5：特斯拉形成“车+桩+光+储+荷+智”的新能源产业生态闭环11 表6：特斯拉虚拟电厂项目落地美国、澳大利亚等多个地区12 表7：虚拟电厂在国内多点开花13 表8：广州市补贴支持“虚拟电厂”发展13 表9：虚拟电厂政策催化加速14 表10：虚拟电厂2030年投资规模有望达到千亿级15 表11：国能日新等积极布局虚拟电厂领域15 表12：远光软件经历三个发展阶段17 表13：国网数科为远光软件控股股东（截至2022Q1）18 表14：远光软件股票期权激励对象广泛18 表15：东方电子在智能电网全产业链各环节均有成熟解决方案19 表16：受益标的盈利预测和估值23 1、虚拟电厂，乘风而起 1.1、概念：发挥“电厂”作用的电源协调管理系统 虚拟电厂是一种通过信息技术聚合分布式能源，参与电力市场的电源管理系统。1997年ShimonAwerbuch博士在其著作《虚拟公共设施：新兴产业的描述、技术及竞争力》中首次提出“虚拟电厂”（VirtualPowerPlant，VPP）这一术语，并将其定义为：独立且以市场为驱动的实体之间的一种灵活合作，这些实体不必拥有相应的资产而能够为消费者提供其所需要的高效电能服务。 根据钟永洁等发表的《虚拟电厂基础特征内涵与发展现状概述》一文，虚拟电厂不是一个真实的物理电厂，但起到了电厂的作用：发出电能，参与能量市场；通过调节功率来参与辅助服务市场调峰、调频等。VPP是一种通过先进信息通信和监测控制技术，聚合优化海量分布式新能源、储能系统、可控负荷、电动汽车，作为一个特殊电厂参与电网运行和电力市场的电源协调管理系统，对外表现为一个可控电源。它既可作为“正电厂”向系统供电，又可作为“负电厂”通过负荷侧响应以配合系统填谷。 图1：虚拟电厂是一种发挥“电厂”作用的电源协调管理系统 资料来源：钟永洁等《虚拟电厂基础特征内涵与发展现状概述》2022 1.2、功能：提高新型电力系统灵活性的重要支撑 “双碳”背景下，新能源装机比例及用户侧间歇性负荷的进一步增长，对电力系统灵活调节能力提出了越来越高的要求。挖掘负荷侧的灵活性资源和调节潜力，成为提升电力系统调节能力和保障电力安全稳定供应的重要手段。 发电侧：新能源发电比例提升，对电力系统灵活调节能力提出更高要求。以光伏和风力为代表的新能源发电，严重依赖于光照强度、风力强度等自然资源特性指标，具有显著的间歇性和强随机波动性，若将单一形式的多台新能源发电机组规模化地接入大电网，将产生较严重的系统稳定性问题，制约新能源电力大规模开发利用。 图2：发电侧：新能源发电比例提升（%） 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 20112012201320142015201620172018201920202021 火电水电核电风电太阳能发电 数据来源：国家统计局、开源证券研究所 用电侧：三产居民成为新增负荷主体，时段性需求模式使得电力负荷特性恶化。根据袁家海等撰写的《中国电力供应安全的经济分析与保障路径研究》报告，中国经济基本完成工业化进程、三产居民用电负荷成为新增负荷主体、叠加极端气象因素，用电负荷特性持续恶化，主要表现为用电峰谷差拉大、尖峰负荷拔高且短暂、平均负荷率降低。如果继续单纯依靠增加电源来满足100%的负荷需求要付出较高代价。 图3：用电侧：三产居民成为新增负荷主体 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 20112012201320142015201620172018201920202021 第一产业第二产业第三产业城乡居民生活用电量 数据来源：国家统计局、开源证券研究所 虚拟电厂是安全高效进行新能源消纳的有效手段。虚拟电厂是满足新型电力系统需求侧互动响应能力提升的重要工具。作为提升电力系统调节能力的重要手段之一，虚拟电厂对缓解电力紧张、促进新能源电力消纳将发挥重要作用。 虚拟电厂提供的新能源电力与传统能源和储能装置集成的模式，助力电力系统由传统的“源随荷动”的运行模式向“源荷互动”转变，从而保障在智能协同调控和决策支持下对大电网呈现出稳定的电力输出特性，成为新型电力系统安全稳定运行的有效抓手。 图4：相较传统电力系统，“虚拟电厂”更能满足新能源消纳需求 资料来源：《虚拟电厂基础特征内涵与发展现状概述》 电力供需趋紧背景下，虚拟电厂经济效益突出，前景可观。根据36氪数据，在需求侧，我国东西部电力供需关系趋紧，电力峰谷差矛盾日益突出，各地年最高负荷95%以上峰值负荷累计不足50小时，亟需可靠的解决方案来应对。在供给侧，技术日渐成熟促使虚拟电厂成本不断下降。根据36氪引自国家电网数据，通过火电厂实现电力系统削峰填谷，满足5%的峰值负荷需要投资4000亿；而通过虚拟电厂，在建设、运营、激励等环节投资仅需500-600亿元。我们认为虚拟电厂显示出较强的经济性，有望成为新型电力系统建设的重要方向。 图5：较火电方案，虚拟电厂经济性突出 资料来源：36氪 1.3、结构：虚拟电厂的核心在于“聚合”和“通信” 虚拟电厂的核心是“聚合”和“通信”，一是为配电网侧屋顶光伏、小型燃气轮机、用户自建储能、柔性负荷、充电汽车等分散式资源进行聚合；二是为用户和电网调度中心提供连接的平台，通过聚合技术服务于电网运行，并从电网和用户中获取相应的利润。 图6：虚拟电厂的核心是“聚合”和“通信” 资料来源：李鹏等《虚拟电厂参与电力市场与调度控制技术研究综述》2022 组成涵义