计算机行业新能源IT系列（十）：从虚拟电厂商业模式看千亿空间

华西证券股份有限公司 仅供机构投资者使用 11 证券研究报告行业深研究报告 HUAXISECURITIESCO.,LTD 从虚拟电厂商业模式看干亿空间 新能源IT系列（+） 华西计算机团队 2022年8月24日 分析师：刘泽晶 SACNO:S1120520020002 邮箱：1iuzj1@hx168.com.cn 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 核心逻辑 华西证券 H1 HUAXISECURITIES +技术角度看虚拟电厂：定义&发展背景&发展趋势&竞争力 发展背景：新型电力系统下的能源保供工作要求大力提升电力负荷的弹性，虚拟电厂能够充分挖掘负调节能力，兼具灵活性与经济性 发展趋势：（1）自前我国虚拟电厂聚合的资源集中在负荷侧，下一阶段虚拟电厂将大力推进分布式光伏等资源的接入聚合：同时，储能将成 构中主要包含4层架构&5类角色。 商业角度看虚拟电厂：业务场景&盈利型催化因素&空间测算 虚拟电厂的主要业务场景包含辅助服务、需求响应、市场化交易、能效管理 我们认为虚拟电厂的盈利性主要受以下三方面的催化：（1）完善虚拟电广专项政策，完需求响应、辅助服务市场政策，进一步明确虚拟电厂商业模式：（2）电力现货市场建设加速，推动价格发现，统一电力市场加速推进，电力市场参与主体将急速扩容：（3）电价是决定虚拟电厂盈利能力的核心指标，电价机制改革不断深入，能为虚拟电厂进一步打开盈利空间， 虚拟电厂空间测算：（1）投资建设市场空间：根据我们的估算，到2025年，虚拟电厂的投资建设市场规模将超过300亿元，平均每年投资建 算，预计2025年虚拟电厂的运营市场规模将达到968亿元，2030年将超过4500亿元， →投资建议：核心推荐国能日新，东方电子，朗新科技，受益标的还包括南网科技、恒实科技、远光软件、国电南瑞、国网信通等 ◆风险提示：1）政策落地不及预期：2）虚拟电广技术发展不及预期：3）电力市场改革不及预期；4）市场系统性风险等 目录 01技术角度看虚拟电厂 02商业角度看虚拟电厂 03投资建议与风险提示 2 01技术角度看虚拟电厂 3 1 华西证券 1.1虚拟电厂定义：核心是聚合和协调控制HUAXISECURITIES 参与电力系统运行和电力市场交易 虚拟电厂的核心功能是调节分布式电源、储能和可控负荷。 1）调节分布式电源：分布式电源规模小、分布广、种类多，虚拟电厂通过储能把分布式电源组织起来，平抑出力波动并进行统一调控 2）调节柔性负荷、储能、电动汽车等：比如在冬夏两季用电高峰期，虚拟电厂控制系统通过A和远程控制，在不影响人体舒适度的情况下 调节空气温度：在不影响楼宇安全的情况下，调节电梯运行方式：调节楼宇中的储能设备：将周边楼宇充电桩的充电模式由快充变成慢充等。 虚叔电广示意图盗拟电广核心及功能 分散式风电智慧社区核心及功能内容 虚拟电厂(VPP)的核心为“通信”和“聚合”。座拟电厂通过边缘智 核心能和物联网技术，将分布式电源(DG)可控负荷、储能、电动汽车等分散在电网的分布式供能(DER)聚合和协调优化，作为一个特殊电广参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。 分布式电源规模小、分布广、种类多，在分布式能源有间歇性时调节分布式电源号虚拟电厂通过储能把它们组织起来，提高新能源的利用率。另外， 虚拟电厂最大程度地平抑新能源自力的强随机波动性，为电网提供调频、调 峰等辅助服务。 在冬夏两季用电高峰期，虚拟电厂控制系统通过AI和远程控制，在 调节可控负荷、不影响人体舒造度的情况下，调节空气温度：在不影响楼宇安全的储能、电动汽车情况下，调节电梯运行方式；调节楼宇中的储能设备：将周边楼宇 等“产销者”充电柱的充电模式由快充变成慢充等等，通过虚拟电厂将闲散电集 分布式光伏工商业负荷储能电动汽车 中起未，达成与常规发电厂类似的效果，从而缓解部分地区的用电 紧张。而这些提供电能的楼字，以出售电价的形式获得补偿。 1.2虚拟电厂发展背景：用电尖峰负荷持续提升 华西证券 1 HUAXISECURITIES 电能在能源消费中所占的比例不断增大，将由2020年的26%提升至2060年的70% 电能替代是实现碳中和的主要手段之一，2022年3月，国家发改委等十部门联合发布《关于进一步推进电能替代的指导意见》，明确提出到2025年，电能占终端能源消费的比重达到30%左右。根据全球能源互联网发展合作组织，预计到2060年电力占终端能源消费比重将提升至 70% 全社会用电量持续提升，用电尖峰负荷水涨船高 2021年，全社会用电量达到8.3万亿度，同比增长11%：全国主要电网最高用电负荷合计达到11.9亿千瓦，随之同比增长11%。 碳中和阶投电力占终滨能源消费比重将提升至70%2014-2021年全社会用电量情况2014-2021年全国主要电网最高用电负荷情况 6M12%12% 我国电能占终端能源消费比重 80%178 70% 7.3 7.5 8.3 11.9 10%10% 10.510.8 60% 2020-2060 2.5X 7 6.3 6.88%11 8% 9.9 40% 26% 10.7 35%5.55.5 6%65 9.3 4%98.645 8.08.0 20%15%2%2% *全社会用电量：万亿度0%05 0%201420152016201720182019202020220142015201620172018201920202021 2000年2020年2030年2060年 全社会用电量（万亿度）全国主要电网录高用电负荷（亿千瓦）YoY 5 1.2虚拟电厂发展背景：能源电力保供形势复杂严峻 华西证券 H1 HUAXISECURITIES 今年入暑以来，多个省份用电负荷创历史新高，能源电力 2022年部分者市有序用电相关政策 保供形势复杂严峻。各地纷纷强化电力需求侧管理，制定省份发布单位时间政策文件 有序用电方案，部分地区陆续开始实质限电。江苏、浙江 四川、安徽等省份均不同程度上发布了限电通知。 重庆国网重庆电力公司等 8月16日月 关于扩大工业企业让电于民实施范围的紧急通知 四川国网四川省电力公司等8月14日关于扩大工业企业让电于民实施 8月14日，四川省发布（关于扩大工业企业让电于民实施范围的紧意通知 范围的紧急通知》，对四小电网有序用电方案中所有工业安徽安徽省人民政府办公厅88月11日关于深入开展全民节电行动的通知 浙江 浙江省发改委 8月6日 关于同意启动C级有序用电的函 辽宁 辽宁省工信厅 6月24日 2022年辽宁省有序用电方 上海 上海市经济信息化委 6月21日 2022年上海市迎峰度夏有序用电方案 电力用户（含白名单重点保障企业）实施生产全停（保安 负荷除外），放高温假，让电于民，时间从8月15日至20日，共持续6天。8月15日，四川召开电力保供调度会 会议指出，预计全省最大用电负荷将比去年同期增加25%， 四川的电力供需形势已由7月份的高峰时期电力“紧缺”内蒙古内蒙古自治区能源局6月2日 转变为全天电力电量“双缺”局面。 蒙西电网有序用电方案（2022年版） 蒙东电网有序用电方案（2022年版 8月16日晚，重庆市经济和信息化委员会、国网重庆电力 公司联合发布《关于扩大工业企业让电于民实施范围的紧黑龙江 安达市人民政府6月28日安达市2022年有序用电工作方案 大兴安岭发改委5月25日大兴安岭地区2022年有序用电方案 牡丹江市发改委5月16日壮丹江供电区2022年有序用电方案 急通知》，启动有序用电一级方案，纳入有序用电方案的 黑河市人民政府 5月16日黑河市2022年“迎峰度夏”有序用电方案 所有电力用户必须全部参与热执行（保安负荷除外），时间及双鸡山市发改委5月13日双鸡山市2022年有序用电方案 8月17日至24日，持续8天，加之重庆币北培区此前发布哈尔滨市工信局5月11日哈尔滨市2022年有序用电工作方案 的限电令，重庆部分地区的限电时间长达11天。山东山东省能源局6月7日2022年全省迎峰度夏有序用电方案 1.2虚拟电厂发展背景：新型电力系统要求大力提升需求侧负荷弹性 1华西证券 HUAXISECURITIES 新型电力系统下的能源保供工作要求大力提升电力负荷的弹性 充分发掘需求侧可控负荷、可中断负荷、电动汽车充电网络、储能等资源的灵活调节潜力，加强电力需求侧与电力生产和供应侧的协同互动，鼓励以负荷聚合商、虚拟电厂等方式聚合需求侧资源参与需求响应，追踪可再生能源出力，为系统提供调峰调频等辅助服务， 在保障系统安全稳定运行的同时，电力需求响应还可通过引导需求侧电力负荷与供给侧新能源出力曲线的趋同，促进可再生能源电力的规模 化消纳。 需系倒构应及虚数电厂相关政策 时间政策内容 开展工业可调节负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、新能源汽车与电网(V2G)能量互 2022年1月“十四五”现代能源体系规划》 动等各类资源聚台的虚拟电厂示范。 拓宽电力需求响应实施范国，通过多种方式挖掘各类需求侧资源并组织其参与需求响应，支持用户侧储 关于完善能源绿色低碳转型体 2022年1月制机制和政策措施范的意见能、电动汽车充电设施、分布式发电等用户侧可调节资源，以及负荷聚合商、虚拟电厂运营商、综合能 源服务商等参与电力市场交易和系统运行调节。 关于加快建设全国统一电力市引导各地区根据实际情况，建立市场化的发电容量成本回收机制，探索容量补偿机制、容董市场、稀缺 2022年1月场体系的指导意见》电价等多种方式，保障电源固定成本回收和长期电力供应安全。鼓励抽水蓄能、储能、虚拟电厂等调节 电源的投资建设 关于加快推动新型储能发展的鼓励聚合利用不间断电源、电动车、用户侧鳍能等分教式储能设施。依托大数据、云计算、人工智能、 2021年7月 指导意见意区块链等技术，结合体制机制综合创新，探素智意能源、虚拟电厂等多科种商业模式： 2021年3月多能互补发展的指导意见》电厂等一体化聚合模式，参与电力中长期、辅助服务、现货等市场交易，为系统提供调节支撑能力 H 华西证券 1.3虚拟电厂：挖掘负荷调节能力，兼具灵活性与经济性HUAXISECURITIES 需求侧：尖峰负荷规模持续增加，但单次持续时间短、出现频次低、累计持续时间短，每年95%以上峰值负荷不超过50小时 供给侧：若一味通过扩建电厂来满足尖峰时段的用电需求，便会在用电低谷期产生巨大浪费，新型电力系统驱需挖掘负荷侧调节能力来应对 发、用电实时平衡：虚拟电厂聚沙成塔的技术逐渐成熟， 虚拟电广能够调动负荷侧资源，兼具灵活性与经济性 经济性：据国家电网测算，若通过建设煤电机组满足其经营区5%的峰值负荷需求，需要电厂及配套电网投资约4000亿元；若建设虚拟电厂 建设、运维和激励的资金规模仅为400-570亿元，成本仅为1至1/10。 突峰真荷特点满足5%降值资荷不同投资方案对比 2016年07月 1每个月出现5000 尖峰负荷的天4000 数很少4000 2一天内尖峰 000E 日站车自造2016年7月20日负荷持续的时2000 间极短 1000400-570 0 火电厂虚拟电厂 ■投资金额（亿元） 1华西证券 1.3虚拟电厂：挖掘负荷调节能力，兼具灵活性与经济性HUAXISECURITIES 虚拟电广能够调动负荷侧资源，兼具灵活性与经济性 灵活性：建设虚拟电厂前，分布式能源、储能、可控负荷、充电桩等一股体量较小，不具备准入市场化交易的资格；分布式能源容量小、数量大，分布不均、管理困难，直可能对电网稳定运行带来冲击：建设虚拟电厂后，多种负荷通过多能互补等方式提升能源输出稳定性，通过能效管理等方式提升综合能效水平，还可以通过参与需求响应、辅助服务获取获取补贴或参与市场化交易直接获取利润。 建权电广建设前后效益分析 无市场准入资格多能互补稳定 分布式能源、储能、可控负荷、电 动汽车一般体量较小，不具备准入 多能互补 通过多能互补等方式，提高能源 输出稳定性。 虚市场化交易资格。需求响应虚需求响应补贴 拟管理困难 辅助服务拟