电力设备：聚合提效靠虚拟电厂，新型电力系统迎腾飞机遇

证券研究报告 聚合提效靠虚拟电厂，新型电力系统迎腾飞机遇 行业评级：增持 分析师：陈晓(S0010520050001) 联系人：牛义杰（S0010121120038） 2023年7月22日 华安证券研究所 1、新型电力系统关键角色——虚拟电厂 现存问题：碳中和目标下，光伏、风力发电量占比提升，但存在间歇性、波动性、随机性等天然特性，急需建设新型电力系统，解决低谷时段的消纳，尖峰时段的供给以及波动时段的调节问题。 为什么是虚拟电厂？目前大量的分布式能源以及负荷侧可调节资源未纳入电力系统中，这些灵活异质资源虽然体量小，但是数量足够多，总量大，聚沙成塔。建立虚拟电厂来调动这些资源，则可以达到削峰填谷的目的。根据国网测算，假如削峰填谷需要满足5%的峰值负荷，投资虚拟电厂仅为传统火电厂的1/8-1/7，经济优势明显。 2、虚拟电厂核心作用——调控与聚合 管理系统平台：虚拟电厂（VPP）本质上是一种智慧管理系统，它把分布式储能、可控负荷等分散的资源，通过云计算 、大数据、信息通信等关键技术，聚合、协调、优化以成为可调度的控制单元，参与电网调度和电力市场交易，从而优 化电力的资源配置。 智能计量+协调控制+信息通信技术，结合AI提升响应速度，对分布式能源进行聚合、协调，灵活实现需求侧响应。 精细化调控：调控技术是虚拟电厂的核心技术，调控技术越强，则自动化调库能力越强，资源的利用率和精细度就越高 。调控技术依赖云计算、信息通信、物联网等技术的进步。 聚合资源：按照聚合资源的类型，可以把虚拟电厂分为负荷类虚拟电厂和源能荷储一体化虚拟电厂。 盈利模式：通过“削峰填谷”的补贴和参与电力市场交易获得利润。 发展现状：目前我国虚拟电厂处于邀约型向市场型发展的阶段，多地开展试点项目。 3、虚拟电厂2025/2030年投资规模分别805/1110亿，潜在市场空间约为784/1729亿，预计可节省440亿度电 投资规模：2025/2030年最高电力负荷将达到16.1/22.2亿千瓦，按照5%的需求侧响应能力，到2025/2030年可调控负荷能力将达到0.805/1.11亿千瓦，投资成本按1000元/千瓦计算，虚拟电厂的投资规模约为805/1110亿元。 市场空间：参考《广州市虚拟电厂实施细则》，根据测算，在辅助服务与电力市场交易两种模式下我们预测 2025/2030年我国虚拟电厂市场空间为784/1729亿元。 节省电量：根据预测，2025年的光电与风电发电量将达到1.37万亿千瓦时和1.21万亿千瓦时，2025年的弃光率和弃风率将下降到1%和2.5%，从而可节省电量空间达440亿度，相当于2022年上海一个季度的用电量。 4、投资建议：我们建议关注虚拟电厂聚合商以及软硬件服务商：国能日新（计算机组）、恒实科技、四方股份、国电南自、朗新科技（计算机组）、安科瑞、东方电子、科陆电子、威胜信息等。 核心观点 图表：重点公司 股价 归母净利润（亿元） 利润增速 PE 公司 20222023E2024E 2022 2023E 2024E 2022 2023E 2024E 2023/7/20 朗新科技 21.08 5.14 9.59 13.11 -39.28% 86.52% 36.72% 45.35 24.11 17.63 四方股份 15.98 5.43 6.84 8.22 20.21% 25.96% 20.15% 21.86 18.99 15.81 国能日新 76.64 0.67 0.96 1.27 13.36% 43.64% 31.50% 92.81 78.94 60.03 恒实科技 14.26 0.31 0.73 1.11 116.59% 136.76% 52.65% 115.05 61.43 40.24 国电南自 7.71 1.52 / / -41.04% / / 35.52 / / 威胜信息 27.56 4.00 5.27 6.73 17.20% 31.58% 27.79% 28.85 26.17 20.48 安科瑞 34.4 1.71 2.64 3.64 0.32% 54.77% 37.82% 37.43 27.97 20.3 科陆电子 6.54 -1.01 2.42 5.44 84.78% 338.98% 124.87% -129.07 44.88 19.96 东方电子 9.67 4.38 5.81 7.49 26.06% 32.51% 28.92% 24.59 22.32 17.31 资料来源：Wind机构一致预测，华安证券研究所 5、风险提示：政策风险、我国分布式光伏及配电网投资不及预期、虚拟电厂推广进度不及预期、行业竞争加剧、现货市场建设进度不及预期、购售电价价差不及预期、辅助服务需求不及预期。 目录 一、趋势：虚拟电厂是新型电力系统发展关键角色二、核心：虚拟电厂核心功能是精细调度+聚合三、空间：2030年虚拟电厂市场空间达1729亿元四、重点公司 五、风险提示 6 华安证券研究所 一、趋势：虚拟电厂是新型电力系统发展关键角色 风电光伏发电量逐年增长，分布式光伏装机占光伏整体40%以上。为了实现碳达峰和碳中和目标，近年来我国大力支持风电及光伏装机，风电光伏发电量大幅提升，2023年第一季度，风力光伏发电量达3422亿千瓦时，同比增长27.80%，占全社会用电量16.1%。光伏发电累计装机量持续增长，分布式光伏累计装机量同步提高。截至2023年第一季度，我国光伏累计装机量达42522.2万千瓦（425.2GW），其中分布式光伏累计装机量达17632.4万千瓦（176.3GW），占光伏整体装机量的41.47%。 风光新能源发电快速发展带来新的挑战。风光发电具有间歇性、波动性、随机性等特征，大规模接入电网会提高电力系统的调峰调频压力，加大频率稳定、电压稳定等方面的潜在安全隐患。 图表：风电光伏发电量及占用电比例（亿千瓦时）图表：光伏整体及分布式累计装机量（万千瓦） 光伏风电装机占比逐年提升。根据能源局的统计，2022年全国发电装机容量达25.64亿千瓦，2017-2022年的CAGR达到了7.61%。其中，光伏发电的CAGR为24.69%，风力发电的CAGR为17.43%。相比2017年，2022年光伏风电的占比提高了13.02%。2023Q1，风电光伏新装机量为4357亿千瓦，占总新装机量的73.39%。 弃风、弃光现象仍然存在，且区域异质性较大。根据全国新能源消纳监测预警中心的统计，2023年Q1我国的弃风率和弃光率分别为3.40%和2.00%，其中广东的弃风率和弃光率仅有0.01%，而河北的弃风率和弃光率分别达到了7.50%和4.30%。 图表：全国发电装机容量和发电形式（亿千瓦）图表：2023Q1全国各地区弃风率和弃光率 新型电力系统目前在处在加速转型期，逐步实现“三步走”规划。基于我国资源禀赋和区域特点，以2030/2045/2060年为新型电力系统构建战略目标的重要时间节点，制定“三步走”路径，分步骤推进新型电力系统建设： 速转型期（当前至2030年）以支撑实现碳达峰为主——总体形成期（2030年至2045年）——巩固完善期（2045年至2060 年）图表：新型电力系统“三步走”规划 虚拟电厂可调动灵活异质资源，达到削峰填谷目的。目前大量的分布式能源以及负荷侧可调节资源未纳入电力系统中 ，这些灵活异质资源虽然体量小，但是数量足够多，总量大，聚沙成塔。建立虚拟电厂来调动这些资源，则可以达到削峰填谷的目的。 相较传统火电厂，虚拟电厂经济优势明显。根据国家电网测算，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4000亿元；而通过虚拟电厂，在建设、运营、激励等环节投资仅需500亿元至600亿元，虚拟电厂参与调峰成本优势明显。 4500 4000 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 火电厂 虚拟电厂 图表：新型电力系统图景展望 图表：虚拟电厂经济优势明显 550 相关政策助力虚拟电厂发展。国家发改委、能源局在多能互补、新型储能、统一电力市场体系、电力现货市场、电力需求侧管理、电力负荷管理、新型电力系统等政策中，明确提出支持虚拟电厂发展。 主要内容及影响 政策 颁布主体 时间 图表：虚拟电厂政策梳理 2021.02国家发改委、《关于推进电力源网荷储一体化和多能互 充分发挥负荷侧的调节能力，进一步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 能源局 补发展的指导意见》 长期、辅助服务、现货等市场交易，为系统提供调节支撑能力；研究建立源网荷储灵活高效互动的电力运行与市场体系，充分发挥区域电网的调节作用，落实电源、电力用户、储能、虚拟电厂参与市场机制。 2021.07国家发改委、《关于加快推动新型储能发展的指导意见》鼓励聚合利用不间断电源、电动汽车、用户侧储能等分散式储能设施，依托大数据、云计算、人工智能、区 能源局块链等技术，结合体制机制综合创新，探索智慧能源、虚拟电厂等多种商业模式。 2022.01 国家发改委、《关于加快建设全国统一电力市场体系的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、容量市场、稀缺电价 能源局 指导意见》 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。 2022.02国家发改委、《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和 拓宽电力需求响应实施范围，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，支持用户侧储能、 能源局 政策措施的意见》 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。 2022.03国家发改委、《“十四五”现代能源体系规划》 能源局 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）能量互动等各类资源聚合的虚拟电厂示范。以多能互补的清洁能源基地、源网荷储一体化项目、综合能源服务、智能微网、虚拟电厂等新模式新业态为依托，开展智能调度、能效管理、负荷智能调控等智慧能源系统技术示范。 2022.11国家能源局《电力现货市场基本规则（征求意见稿）》推动储能、分布式发电、负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与交易。 2023.05 发改委 《电力需求侧管理办法（征求意见稿）》推动将需求响应资源纳入电力市场，支持、激励各类电力市场参与方开发和利用需求响应资源，提供有偿调峰、调频等服务，逐步形成占年度最大用电负荷3%左右的需求侧机动调峰能力。 2023.05 发改委 《电力负荷管理办法（征求意见稿）》到2025年，各地需求响应能力达到最大用电负荷的3%—5%，其中年度最大用电负荷峰谷差率超过40%的省份达到5%或以上。同时鼓励推广新型储能、分布式电源、电动汽车、空调负荷等主体参与需求响应。 2023.06 国家能源局 积极培育电力源网荷储一体化、负荷聚合服务、综合能源服务、虚拟电厂等贴近终端用户的新业态新模式，整合分散需求响应资源，打造具备实时可观、可测、可控能力的需求响应系统平台与控制终端参与电网调度 《新型电力系统发展蓝皮书》运行，提升用户侧灵活调节能力。新能源跨领域融合、负荷聚合服务、综合能源服务等贴近终端用户的新业 态新模式不断涌现，分散化需求响应资源进一步整合，用户侧灵活调节和响应能力提升至5%以上，促进新能源就近就地开发利用和高效消纳。 12 华安证券研究所 二、核心：虚拟电厂核心功能是精细调度+聚合 虚拟电厂是一个调度电力资源配置、参加电力市场交易的管理系统平台。虚拟电厂本质上是一种智慧管理系统，它把分布式储能、可控负荷等分散的资源，通过云计算、大数据、信息通信等关键技术，聚合、协调、优化以成为可调度的控制单元，参与电网