虛擬電廠：建設步入快車道

蔣佳霖

虛擬電廠（VirtualPowerPlant，簡稱VPP）是一種將不同空間的可調(diào)負荷、儲能、微電網(wǎng)、充電樁、分布式電源等可控資源聚合起來的智慧能源系統(tǒng)，即將各類分散可調(diào)電源和負荷匯聚起來，通過數(shù)字化的手段形成一個虛擬的“電廠”來做統(tǒng)一的管理和調(diào)度。

虛擬電廠不僅可以對收集的電力數(shù)據(jù)進行分析，做到需求側(cè)的精準響應及管理，也同時作為主體參與電力市場交易，優(yōu)化資源利用，提升用電穩(wěn)定與安全。虛擬電廠是電網(wǎng)智能化建設的關鍵，迎發(fā)展新機遇。

當前電網(wǎng)面臨兩方面壓力：

1）新能源供電占比增加為電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性帶來挑戰(zhàn)；

2）季節(jié)性、氣候變化帶來供需匹配壓力，2023年夏季的厄爾尼諾現(xiàn)象或?qū)⒂绊懴募緶囟炔▌蛹觿　Ｌ摂M電廠作為聚合可調(diào)負荷進行調(diào)配的集控臺，可以有效緩解新能源的大波動與尖峰負荷時供給不足問題，是新型電力系統(tǒng)發(fā)展必不可少的環(huán)節(jié)。

根據(jù)國家電網(wǎng)測算，虛擬電廠的單位建設成本僅為儲能的1/8-1/7，經(jīng)濟效益突出。我們測算，單純的需求側(cè)響應虛擬電廠補貼規(guī)模約在40-50億元/年，長期虛擬電廠運營市場空間在2025年有望超過800億元。

圖：2012年至2023年1-4月全國累計發(fā)電裝機容量（萬千瓦）

資料來源：國家能源局，興業(yè)證券經(jīng)濟與金融研究院整理

虛擬電廠兼具“源-荷”特性，既可作為“正電廠”向系統(tǒng)供電調(diào)峰，又可作為“負電廠”加大負荷消納、配合系統(tǒng)填谷，為解決極端天氣、新能源電力和大規(guī)模分布式電源接入給電網(wǎng)帶來的波動性難題提供了新的路徑和方案。從經(jīng)濟性來看，根據(jù)國家電網(wǎng)的測算，如果通過火電廠實現(xiàn)電力系統(tǒng)的削峰填谷，滿足5%的峰值負荷需要投資4000億元，而通過虛擬電廠實現(xiàn)這一目標僅需投資500億～600億元，即火電廠成本的1/8～1/7。

海外項目成熟國內(nèi)建設加速

海外虛擬電廠項目較為成熟，我國建設步入快車道。從海外來看，已有多個成熟虛擬電廠項目（德國NextKraftwerke等）為我國虛擬電廠發(fā)展提供案例參考。

自2001年起，歐洲各國就開始開展以集成中小型分布式發(fā)電單元為主的虛擬發(fā)電廠研究項目。海外各國虛擬電廠的成熟為我國提供了借鑒案例。

1）源網(wǎng)荷儲一體化虛擬電廠：日本虛擬電廠以聚合用戶側(cè)儲能和分布式電源為主；歐洲以聚合分布式電源為主，偏重發(fā)電側(cè)；

2）負荷型虛擬電廠：美國虛擬電廠則以負荷型的靈活性資源為主，偏重需求側(cè)響應，聚焦負荷端資源統(tǒng)一調(diào)配。美國許多州都在嘗試家庭虛擬電廠；澳大利亞以聚合用戶側(cè)儲能為主。

在日本，虛擬電廠重點集中在居民住宅、辦公大樓、工廠、商業(yè)設施、學校、醫(yī)院等公用事業(yè)部門以及電動汽車等七大領域，“光伏+儲能”為主要形式。目前，日本正在開展典型的跨空間自主調(diào)度型虛擬電廠試驗項目。據(jù)日本信息產(chǎn)業(yè)省推算，到2030年日本虛擬電廠可利用的分布式電源裝機容量將達到3770萬千瓦，VPP/DR投資總和預計將達到730億日元。

我國虛擬電廠處于發(fā)展初期，以邀約型為主，短期內(nèi)賺取電網(wǎng)補貼可以有效推動虛擬電廠建設，但長期應以與電力交易市場相結(jié)合的模式為主。在市場型階段，虛擬電廠可以更靈活地參與電力市場運營，并根據(jù)價格信號和系統(tǒng)需求進行實時交互。虛擬電廠參與電力市場的流程包括虛擬電廠聚合、參與市場報價、市場出清、下達市場指令、虛擬電廠跟隨、參與市場結(jié)算等環(huán)節(jié)。

從國內(nèi)來看，虛擬電廠處于發(fā)展初級階段，政策逐步完善，發(fā)展基礎持續(xù)夯實，產(chǎn)業(yè)落地持續(xù)提速。2023年2月，《虛擬電廠管理規(guī)范》和《虛擬電廠資源配置與評估技術規(guī)范》這兩項國家標準獲得立項批準；2023年6月，深圳虛擬電廠管理平臺2.0上線試運行；2023年7月，中央全面深化改革委員會第二次會議，審議通過了《關于深化電力體制改革加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的指導意見》。我國虛擬電廠落地進程不斷加速。

關注投資運營方面的機會

關注我國虛擬電廠前期建設與運營帶來的投資機會。目前，我國虛擬電廠建設正快速追趕，電網(wǎng)的配套建設和需求響應試點逐步推開。

短期來看，在電價的波動加大與新能源發(fā)電占比提升背景下，電網(wǎng)對于負荷側(cè)控制能力的要求日益增加，負荷側(cè)的微電網(wǎng)建設與電網(wǎng)側(cè)的負荷管理平臺建設將是產(chǎn)業(yè)發(fā)展和投資的重要方向。長期來看，電力交易與虛擬電廠的運營蘊含了巨大的市場機遇，其中最核心的能力是功率預測與負荷側(cè)管理/預測。

我國虛擬電廠建設目前處于早期階段，電網(wǎng)的配套建設已經(jīng)需求響應的試點逐步推開。短期來看，隨著電價的波動加大與新能源發(fā)電占比提升背景下，對于負荷側(cè)控制能力要求的提升，負荷側(cè)的微電網(wǎng)建設與電網(wǎng)側(cè)的負荷管理平臺建設將是產(chǎn)業(yè)發(fā)展和投資的重要方向。長期來看，電力交易與虛擬電廠的運營蘊含了巨大的市場空間，這其中最核心的能力是功率預測與負荷側(cè)管理/預測。

建議關注：

1）負荷管理平臺：東方電子、朗新科技、國網(wǎng)信通、南網(wǎng)科技、清大科越；

2）微電網(wǎng)建設：安科瑞、金智科技；

3）虛擬電廠運營：恒實科技、朗新科技、東方電子、國能日新。