公用事业行业大国碳中和之新型电力系统：灵活性调节需求释放，虚拟电厂大有可为
请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告|2023年08月15日超配大国碳中和之新型电力系统灵活性调节需求释放，虚拟电厂大有可为核心观点行业研究·行业专题公用事业超配·维持评级证券分析师：黄秀杰证券分析师：郑汉林021-617610290755-81982169huangxiujie@guosen.com.cnzhenghanlin@guosen.com.cnS0980521060002S0980522090003市场走势资料来源：Wind、国信证券经济研究所整理相关研究报告《公用环保202308第2期-山西、山东完善辅助服务相关政策，欧洲天然气价格大涨》——2023-08-14《公用环保2023年8月投资策略-绿证全覆盖促进绿电消费，消纳权重稳步提升》——2023-08-06《公用环保202307第5期-23H1光伏发电装机加速，天然气消费量同比增长5.6%》——2023-07-31《绿电行业专题-多重因素边际改善，绿电板块有望迎来修复》——2023-07-24《公用环保202307第4期-公用环保板块基金持仓梳理，全国累计发电装机同比提高10.8%》——2023-07-23新一轮电改启动，聚焦新型电力系统建设，灵活调节需求释放。新一轮电改聚焦于加快构建新型电力系统，而提升电力系统灵活性是重要方向，尤其是在未来高比例新能源接入电网后，由于新能源具有间歇性、随机性特征，将导致电力系统转动惯量减小、频率调节能力降低等问题，快速消耗电力系统灵活调节资源，驱动灵活调节需求加快释放。虚拟电厂聚合多种灵活性资源，经济性、灵活性优势突出。虚拟电厂可聚合分布式光伏、储能、可调负荷等多种用户侧灵活性资源，通过调度灵活性资源实现削峰填谷并提供辅助服务，保障电网安全稳定运行。与灵活性改造后的火电机组、抽水蓄能、燃气发电等灵活性资源相比，虚拟电厂具有爬坡速率快、可自由组合容量、投资成本低等优势。虚拟电厂盈利来源多元，多重因素催化加速市场规模扩张。虚拟电厂可通过提供削峰填谷、辅助服务、能效管理、偏差考核补偿等服务，以及参与电力现货市场、绿电绿证交易、CCER交易、容量市场实现盈利。当前，我国虚拟电厂处于发展初期阶段，主要盈利来源为需求侧响应补贴，未来受电力体制机制改革持续推进、极端天气频发、净负荷峰谷差拉大、用户侧可聚合资源增加以及电价变化等因素催化，虚拟电厂市场规模有望持续扩张。据测算，到2025年虚拟电厂投资端累计市场规模为131-220亿元，2025年虚拟电厂运营端市场规模为129-216亿元。虚拟电厂竞争格局及竞争关键要素：目前国内虚拟电厂项目多以示范性项目为主，未出现规模较大的虚拟电厂运营商，虚拟电厂市场格局较为分散。从虚拟电厂产业链构成、运营和盈利模式来看，虚拟电厂行业竞争的关键要素在于聚合资源、信息预测及交易运营。海外虚拟电厂发展回顾：1）德国虚拟电厂主要整合分布式发电资源，可参与批发市场、日间市场、平衡服务。德国通过平衡基团机制，使所有能源供应商承担平衡义务，激发对灵活性资源的需求。2）美国加州虚拟电厂主要整合需求侧资源，可参与日前和实时的能量市场、旋转/非旋转备用市场。3）澳大利亚虚拟电厂主要整合储能资源，可参与批发市场、批发需求响应市场、6种FCAS调频辅助服务市场、可靠性和应急储备交易、提供配电网支持服务。投资建议：新型电力系统建设背景下，灵活性调节资源需求持续释放，虚拟电厂迎来快速发展机遇期，软硬件设备供应商、运营商均显著受益。推荐灵活性资源丰富、有序推进负荷聚合商转型的南网能源，灵活性资源可开发空间较大的芯能科技，以配售电业务为基础发力综合能源服务业务的三峡水利，建议关注虚拟电厂业务逐步落地的苏文电能。风险提示：政策不及预期；市场竞争加剧；电价波动风险；补贴下降。重点公司盈利预测及投资评级公司公司投资昨收盘总市值EPSPE代码名称评级（元）（百万元）2022A2023E2022A2023E003035.SZ南网能源买入6.12231.820.150.2740.822.7603105.SH芯能科技买入15.0875.400.380.5439.727.9600116.SH三峡水利买入8.44161.380.250.4533.818.8资料来源：Wind、国信证券经济研究所预测 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告2内容目录新一轮电改启动，聚焦新型电力系统建设..........................................6新型电力系统建设推进，虚拟电厂迎发展机遇......................................9新型电力系统建设加快推进，灵活调节性资源需求释放......................................9虚拟电厂：聚合多种灵活性资源，经济性、灵活性优势突出.................................12多重因素催化，虚拟电厂发展提速.......................................................16虚拟电厂产业链、市场竞争格局及市场规模测算...........................................24海外虚拟电厂发展回顾.........................................................32欧洲：聚焦电源侧，平衡责任向下分派，激发灵活性资源需求...............................32美国：聚焦负荷侧，挖潜居民端灵活性资源...............................................38澳大利亚：聚焦储能侧，户用光储规模大，调频服务交易品种多.............................46海外虚拟电厂发展总结：因地制宜聚合资源，多种市场机制推动虚拟电厂发展.................52投资建议.....................................................................54南网能源：负荷聚合商转型有序推进，未来发展潜力较大...................................54苏文电能：发展光伏+储能+充电桩业务，虚拟电厂逐步落地.................................61芯能科技：基于分布式光伏拓展用户侧储能+充电桩业务，灵活性资源可开发空间较大..........63三峡水利：以配售电业务为基础，发力综合能源服务业务，具备发展虚拟电厂的基础...........65风险提示.....................................................................68 tRnOqNpMnRtNtNtMsOqN6MdNaQsQpPoMsRjMqQvNfQpOtO9PqRpOMYnPtMxNsOsO请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告3图表目录图1：新型电力系统四大基本特征............................................................7图2：新型电力系统建设“三步走”发展路径..................................................8图3：新型电力系统图景展望................................................................8图4：国内风电光伏装机容量及占比情况（万千瓦）............................................9图5：国内风光新能源发电量及占全社会用电量比例的情况（亿千瓦时）..........................9图6：高比例新能源接入电网导致系统电力转动惯量减小.......................................10图7：新能源占比越高，调频能力越差（K为常规同步机组占比）................................10图8：电力系统灵活性维持电力系统供需平衡示意图...........................................10图9：电力市场建设释放灵活性示意图.......................................................11图10：虚拟电厂运营示意图................................................................12图11：虚拟电厂发展的三个阶段............................................................13图12：国内冀北虚拟电厂架构示意图........................................................13图13：需求侧资源优化负荷曲线示意图......................................................15图14：虚拟电厂调峰能力示意图............................................................15图15：国内用电量结构变化情况............................................................16图16：2012年至2020年美国加州鸭型曲线示意图.............................................17图17：2021年江苏某县光伏处理及净负荷曲线................................................17图18：2023年H1全国高温日数距平分布图...................................................19图19：1961-2022年中国极端高温事件频次...................................................20图20：1961-2023年H1全国平均高温日数历年变化............................................20图21：国内公共充电桩保有量情况..........................................................20图22：国内新型储能累计装机规模（GW）....................................................20图23：中国新能源汽车销量及增长率情况....................................................21图24：V2G适用于峰谷调节、旋转备用、频率调节等场景.......................................21图25：2023年1-6月部分省份1-10KV工商业用户电网代理购电最大价差（元/kwh）...............22图26：第三监管周期前后1-10（20）KV单一制工商业用户输配电价比较（元/kwh）...............23图27：23年5月1-3日山东现货日前市场电价（元/MWh）......................................23图28：23年5月1-3日山东现货实时市场电价（元/MWh）......................................23图29：8月2日山东电力现货市场电价走
