全国统一电力市场建设加速推进，虚拟电厂蓝海市场打开

行业研究|深度报告 看好（维持） 全国统一电力市场建设加速推进，虚拟电厂蓝海市场打开 计算机行业 国家/地区中国 行业计算机行业 报告发布日期2022年12月06日 核心观点 新能源的随机、间歇、波动等特性对电网安全产生威胁，虚拟电厂是新型电力系统发展的必由之路。“双碳”目标驱动下，我国推动建设以新能源为主体的新型电力系统，在发电侧，新能源大规模并网会威胁电力系统安全和稳定性，在用电侧，分 布式能源、储能、可控负荷等各类激增的大功率用电设备（如充电桩）增大电网压力，在新的发用电势态下，虚拟电厂应运而生。虚拟电厂是一套能源协调管理系统，是一种跨空间的、广域的源网荷储集成商，整合闲置资源参与维持电网系统稳定，有效降低发电厂和电网企业运营成本，作为一个特殊电厂参与电网运行和电力市场交易。 虚拟电厂的商业模式：当前以辅助服务赚取补贴为主，未来向电能量交易方向发展。目前，我国的虚拟电厂以邀约型为主，通过政府机构或电力调度机构发出邀约 信号，然后由负荷聚合商和虚拟电厂组织资源进行削峰填谷等需求响应，从电网电价补贴中获取收益，其中，填谷难度比削峰大，削峰主要针对广东、浙江、江苏等长三角和珠三角的用电大省，填谷主要针对中西部发电集中区。未来，随着全国统一电力交易市场的成熟，虚拟电厂商业模式重心将转向参与电力市场交易。 各地虚拟电厂试点项目纷纷落地，电网下属信息化企业是主力。我国自十三五期间已开建多个虚拟电厂试点项目，十四五期间虚拟电厂将逐步走向成熟。十三五期间，广东、江苏、上海、河北等地开展多项虚拟电厂项目试点工作，江苏率先于 2015年出台《江苏省电力需求响应的实施细则》指导电力需求调控。十四五期间，安徽、浙江、上海、广东等地持续深入推进虚拟电厂建设，2022年6月北京首次将虚拟电厂建设纳入电力发展规划，山西能源局印发首份省级虚拟电厂建设运营实施方案，虚拟电厂建设逐步走向规范化。远光软件、国网信通、国能日新、东方电子、电享科技等多领域企业纷纷入场，其中电网下属信息化企业是主力军。 未来大规模需求侧资源成为电力行业的主角，具有资源整合能力的聚合商有望胜出。我们认为，电网公司下属的电力信息化公司有望成为胜出的资源聚合商。虚拟 电厂厂商将走向技术型和运营型两个方向：1）在技术型方向，民营企业更有迭代动力，从而产生技术优势；2）在运营型方向，国网和南网公司下属的电力信息化公司则更有优势，有望成为胜出的资源聚合商。我们认为，随着全国统一电力市场的逐步规范和电力交易机制的成熟，虚拟电厂厂商的重心将倾向于依靠投标策略获益，而虚拟电厂预测用电量和电价的准确性则是重点，电网下属的电力信息化公司依托电网公司的资源和政策倾斜，有望获取更加丰富的用户数据，提高预测精度，逐步成为胜出的资源聚合商。 投资建议与投资标的 电网下属信息化企业：依托电网公司的资源优势，是当前虚拟电厂领域主力军，推荐远光软件(002063，买入)，建议关注国网信通(600131，未评级)； 电力信息化领域企业：在电力领域具有技术储备，具备虚拟电厂系统建设和优化的能力，建议关注朗新科技(300682，未评级)、东方电子(000682，未评级)。 新能源领域企业：在虚拟电厂调节可控资源方面具有独特优势，建议关注国能日新 (301162，未评级)。 风险提示 新型电力系统建设不及预期；电力体制改革不及预期；虚拟电厂项目落地不及预期；假设条件变化影响测算结果。 浦俊懿021-63325888*6106 pujunyi@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860514050004 陈超021-63325888*3144 chenchao3@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860521050002 谢忱xiechen@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860522090004 杜云飞duyunfei@orientsec.com.cn 覃俊宁qinjunning@orientsec.com.cn 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 目录 一、虚拟电厂：不是电厂胜似电厂，握指为拳提质增效4 1.1虚拟电厂是新型电力系统发展的必由之路4 1.2虚拟电厂的商业模式：当前以辅助服务赚取补贴为主，未来向电能量交易方向发展6 二、虚拟电厂发展迎来新机遇，资源聚合商有望胜出9 三、各地虚拟电厂试点项目纷纷落地，打造样板案例15 四、投资建议与投资标的18 4.1电网下属信息化企业19 4.2电力信息化领域企业20 4.3新能源领域企业20 风险提示21 图表目录 图1：传统电力系统和虚拟电厂能源系统示意图4 图2：虚拟电厂结构示意图4 图3：虚拟电厂运作模式示意图4 图4：四种类型虚拟电厂对外呈现的特征5 图5：德国Next-Kraftwerke公司虚拟电厂控制系统信息传递流程5 图6：虚拟电厂参与电力市场流程6 图7：电力市场交易种类6 图8：虚拟电厂参与大电网调频调峰等辅助服务8 图9：虚拟电厂参与电力市场交易方式9 图10：全球虚拟电厂发展历程10 图11：虚拟电厂产业链12 图12：P&S预计虚拟电厂市场规模12 图13：2015-2021年中国分布式光伏累计装机容量及增速13 图14：2017-2021年国家电网分布式风电累计装机容量13 图15：2017-2021年中国全国跨区、跨省输出电量情况13 图16：2017-2021年中国电力市场交易情况13 图17：2015-2021年中国电力系统电化学储能装机情况14 图18：国网冀北虚拟电厂示范工程一期17 图19：深圳网地一体虚拟电厂17 图20：上海黄浦区商业建筑虚拟电厂18 图21：远光软件虚拟电厂参与电力市场模式19 图22：远光软件虚拟电厂运营管理平台19 图23：远光软件虚拟电厂运营管理平台功能19 图24：朗新科技虚拟电厂解决方案架构图20 图25：国能日新虚拟电厂智慧运营管理系统21 表1：我国虚拟电厂相关政策6 表2：辅助服务类型和补偿标准公式7 表3：虚拟电厂发展阶段10 表4：国外主要虚拟电厂一览11 表5：国内部分企业在虚拟电厂布局情况11 表6：2009-2022年我国虚拟电厂项目案例15 一、虚拟电厂：不是电厂胜似电厂，握指为拳提质增效 1.1虚拟电厂是新型电力系统发展的必由之路 “双碳”政策下的新型电力系统以新能源为主体，新能源的随机、间歇、波动等特性对电网安全产生威胁。在“双碳”目标驱动下，我国推动建设以新能源为主体的新型电力系统，以坚强智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动与多能互补为支撑，集中式与分布式电力结构并举，在新的发用电势态下，虚拟电厂应运而生。 1）在发电侧：电网对运行安全有着严格要求，首要目标是保证发用电的实时平衡，发电侧必须不断调节来拟合负荷曲线。但是，新能源发电严重依赖于自然资源（如光照强度、风力强度等），具有随机性、间歇性和波动性等特点，对负荷的支撑能力不足。新能源发电规模化并网将会对电网造成巨大冲击，威胁电力系统安全和供电稳定性。 2）在用电侧：由于小型分布式新能源发电设施、储能设施、可控制用电设备、电动汽车等分布式能源资源的持续发展普及，部分电力用户也从单一的消费者转变为混合形态的产销者，各类大功率用电设备（如充电桩）激增，增大电网压力。 图1：传统电力系统和虚拟电厂能源系统示意图 数据来源：《虚拟电厂基础特征内涵与发展现状概述[J]》，东方证券研究所 虚拟电厂（VirtualPowerPlant，VPP）是一套能源协调管理系统，作为一个特殊电厂参与电网运行和电力市场交易。虚拟电厂是能源与信息技术深度融合的智慧能源系统，通过IoT、AI、云 服务等信息技术和软件系统，聚合和控制一种或多种处于不同空间的分布式电源、可控负荷、储能系统等分布式能源资源，实现自主协调优化控制，对外等效成一个可控电源参与电力系统运行，也可作为市场主体参与电力市场交易获取经济收益，是一种跨空间的、广域的源网荷储集成商。 图2：虚拟电厂结构示意图图3：虚拟电厂运作模式示意图 数据来源：《虚拟电厂基础特征内涵与发展现状概述[J]》，东方证券研究所数据来源：国网上海经研院，36氪研究院，东方证券研究所 虚拟电厂分为负荷类VPP和源网荷储一体化VPP。按照虚拟电厂聚合优化的资源类别不同、对外呈现出不同特征，虚拟电厂可分为四种类型：负荷型、电源型、储能型和混合型。日本和德国 以储能和分布式电源作为虚拟电厂主体，美国以可控负荷为主。从能源结构和市场机制的特征来看，中国具有后发优势，有望结合欧洲、美国两种模式，探索出兼顾分布式电源、可控负荷以及储能资源的模式。 1）负荷型VPP：指虚拟电厂运营商聚合其绑定的具备负荷调节能力的市场化电力用户（电动汽车、可调节负荷、可中断负荷等），作为一个对外呈现为负荷状态的整体组建成虚拟电厂，提供负荷侧灵活响应调节服务，具有功率调节能力，可以参与辅助服务市场，但是能量出售属性不足； 2）电源型VPP：具有能量出售能力，可以参与能量市场和辅助服务市场； 3）储能型VPP：可参与辅助服务市场，也可以通过放电出售电能； 4）混合型VPP：具备负荷型、电源型和储能型VPP的能力。 图4：四种类型虚拟电厂对外呈现的特征 数据来源：《虚拟电厂基础特征内涵与发展现状概述[J]》，东方证券研究所 虚拟电厂整合闲置资源参与维持电网系统稳定，有效降低发电厂和电网企业运营成本。 1)我国不缺电量，缺的是电力。供电用电出现缺口时，虚拟电厂起到灵活地削峰填谷作用：当用电大于供电时，虚拟电厂作为“正电厂”向系统供电，起到助推电力爬坡的作用；当供电大于用电时，作为“负电厂”消纳系统电力，起到刹车的作用。 图5：德国Next-Kraftwerke公司虚拟电厂控制系统信息传递流程 数据来源：Next-Kraftwerke官网，东方证券研究所 2)我国电力峰谷差矛盾日益突出，通过建设虚拟电厂调节可降低投资成本。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，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400亿-570亿元。因此，相对于供应侧的电源建设成本，需求侧资源要廉价得多，虚拟电厂帮助发电厂和电网企业降低投资成本。 1.2虚拟电厂的商业模式：当前以辅助服务赚取补贴为主，未来向电能量交易方向发展 虚拟电厂通过参与辅助服务获取补贴和电能量交易赚取峰谷价差。2015年，国家发改委和国家能源局印发《电力中长期交易基本规则（暂行）》，从市场成员及其权责边界、交易品种和方式、价格机制、发用电计划及交易时序安排等角度给出制度框架，厘清了电改的发展方向，曾明确具 备条件的地区逐步建立以中长期交易为主、现货交易为补充的市场化电力、电量平衡机制。2022年6月份以来，虚拟电厂在盈利模式方面取得突破性进展，盈利模式逐渐成型，解决了虚拟电厂可持续发展的关键问题，虚拟电厂有了合法身份进入电力市场交易，虚拟电厂商用进展加速。 图6：虚拟电厂参与电力市场流程图7：电力市场交易种类 数据来源：国网冀北电力有限公司，北极星分布式能源网，东方证券研究所数据来源：东方证券研究所绘制 表1：我国虚拟电厂相关政策 序号 时间 颁布者 政策名称 主要内容 1 2015年7月 国家发改委国家能源局 《关于促进智能电网发展的 指导意见》 推广区域性自动需求响应系统、虚拟电厂定制化工程方案；探索灵活多样的市场化交易模式，建立健 全需求响应工作机制和交易规则，鼓励用户参与需求响应，实现与电网协调互动。 2 2021年3月 国家发改委国家能源局 《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》 加强源网荷储多向互动，通过虚拟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；落实电源、电力用户、储能、