【深度报告】虚拟电厂行业深度：驱动因素、市场前景、产业链及相关企业深度梳理-慧博智能

行业研究报告慧博智能投研行业研究报告慧博智能投研行业|深度|研究报告 虚拟电厂具有聚集资源、调节流向及提高效率等功能，有助提升风光大规模接入时电力系统稳定性及安全性。在支持政策密集推进、实际需求日益旺盛、电力现货市场日益发展等助推下，虚拟电厂发展空间正在打开且服务价值正日益通过市场化方式实现；预计虚拟电厂2025年市场容量有望达到700余亿元。届时具备资源整合能力及相关技术储备企业有望率先把握机遇迎风而起。以下内容我们就将对虚拟电厂行业展开全面分析，试图以行业概况、国内市场现状、市场必要性、驱动因素为起点，对行业的基础概况进行初步梳理。并以此为基础，对行业产业链、竞争格局及相关企业进行分析，以加深大家对行业及企业现状的认知。同时还将对市场前景进行展望，以让我们明晰行业的进一步发展走向，更好地全面加深对该行业的认知。一、行业概况 1二、市场现状 3三、必要性分析 6四、驱动因素 10五、产业链分析 14六、竞争格局 15七、相关企业 18八、市场前景 22九、参考研报 25虚拟电厂（virtualpowerplant）的定义：虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现分布式电源、储能系统、可控负荷、微网、电动汽车等分布式能源资源的聚合和协调协同优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。虚拟电厂具有与电厂类似的功能，但没有传统意义上的厂房，故称“虚拟电厂”。行业|深度|研究报告 虚拟电厂概念不断发展完善。虚拟电厂概念起源于上世纪90年代，为Shimon博士提出的虚拟公共设施中的一种。2000年后虚拟电厂概念开始在欧洲国家落地，2009年德国的NextKraftwerke公司成立，标志着虚拟电厂开始大规模商业化。近年来我国一些城市也开始VPP试点项目，特别是2022年，由国网冀北电力和中国电科院提出的两项VPP国际标准获国际电工委员会（IEC）批准通过，标志国家电网在VPP标准制定领域处于国际领跑地位。虚拟电厂本质上是一套软件平台系统，可将分布式电源、分布式储能和需求侧柔性负荷进行聚合，加入电网调度。当前虚拟电厂主要分为供给侧资源型、需求侧资源型和混合资源型三类，我国技术目前处于早期阶段，以负荷侧资源调节为主，参与机制为邀约型，主要服务于需求响应，开展需求侧管理。行业|深度|研究报告 传统电力系统中能量与信息以单向流动为主，发、输、配、售、用各环节界限清晰，电源以单体规模较大的火电、水电机组为主；而新型电力系统由交直流混联大电网、微电网、局部直流电网、可调节负荷构成，系统中单体规模较小的DERs占比持续提升，因此具备分布式资源聚合能力与源网荷储信息交互能力的虚拟电厂在新型电力系统中未来有望扮演重要角色，充分发挥其削峰填谷等辅助服务功能。在电力系统由传统化石能源发电向风光为主体的新型电力系统过度的发展过程中，虚拟电厂的价值主要体现在以下方面：聚集资源：虚拟电厂能够解决海量用户侧异构资源地理位置分散、单体容量小、调控难度大的特征，将小型分布式电源整合并网运行，结合储能系统、可控负荷、电动汽车等，通过数字化手段降低新能源间歇性与波动性对电网的冲击。调节流向：虚拟电厂整合的源、荷、储资源功率处于不断变化中，整体出力会出现盈余或缺口。虚拟电厂能够根据系统整体出力变化调整电能量与信息流动方向，当发电功率大于负荷时呈现“电厂”模式在电力市场上参与售电，反之呈现“负荷”模式从电力市场上购电，实现能量和信息的双向流动。提高效率：虚拟电厂在改变分布式电源并网方式的基础上，对厂内源网荷储协调优化，以数据赋能提升电网运行效率与电能利用效率。初期以算法指导发电、用电、储能与电力交易，后续通过持续积累数据进一步优化能源网络协调机制，最大程度平抑新能源间歇性与波动性，提高电能利用率并提高市场化交二、市场现状2021年以来，国家发改委、北京发改委、山西能源局等陆续出台指导意见，加快推进虚拟电厂建设，提高电力需求响应能力，为电力系统提供调节支撑能力。3/25行业|深度|研究报告 我国虚拟电厂仍处于邀约制试点阶段。参考欧美发达国家经验，虚拟电厂发展通常包含三个阶段，初期为政府部门、调度机构牵头组织的邀约型阶段，随着电力现货市场与辅助服务市场逐步完善转向市场化阶段，此后伴随新能源占比提升与电力系统升级迈向自主调度型阶段。当前我国虚拟电厂仍处于邀约制阶段，广东、江苏、上海等虚拟电厂发展较快的区域的试点项目以邀约型为主，在当地的政府部门与电网牵头发出邀约后，虚拟电厂运营商开展进行分布式资源聚合，以参与电力系统日前需求侧响应与现货电能量市场，为电力系统提供灵活调节能力。从发展模式来看，前期我国参与试点建设的虚拟电厂项目要对能效电厂、紧急切负荷、基于经济补贴的需求侧管理、新型虚拟电厂四种模式进行验证，探索未来我国虚拟电厂发展方向。从试点结果来看，虚拟电厂根据市场价格信号参与调节，能够提供连续柔性的调节服务，协助电网实现闭环调度优化，然而激励机制不足等问题逐步暴露限制了虚拟电厂进一步发展，在邀约制模式下虚拟电厂的调节价值难以体4/25行业|深度|研究报告 国内多地已有虚拟电厂试点案例。自“十三五”开始，我国已在广东、浙江、安徽、上海、河北等省份建立多个虚拟电厂试点项目。“十四五”期间，虚拟电厂建设如雨后春笋般不断涌现。5/25行业|深度|研究报告 目前多家上市公司已通过综合能源服务、软件研发等方式切入虚拟电厂赛道。综合能源服务方面，国能日新、晶科科技以负荷聚合商身份开展虚拟电厂项目运营，通过调峰、调频等辅助服务获取收益；恒实科技基于现有综合能源服务业务进行拓展，参与国网冀北虚拟电厂建设；特锐德以在手电动汽车等可调节负荷资源为基础构建虚拟电厂。软件研发方面，国能日新于2020年承接国网综能公司虚拟电厂项目，完成平台开发、平台联调等工作；国网信通子公司中电飞华开展虚拟电厂平台相关软件产品研发业务，目前产品在天津滨海新区、山西电科院晋中-榆次试验中心等项目上均有良好表现；远光软件、东方电子、浙大网新、万里扬等公司也为客户打造了虚拟电厂平台与解决方案。装机容量高速增长，尖峰负荷供应不足。2015年以来，我国发电装机容量逐年保持6%以上的高速增长，从15亿千瓦增长至2022年26亿千瓦，全社会用电功率从2015年6.3亿千瓦增长至2022年9.8亿千瓦，占装机总容量稳定在40%左右，但近年来社会面限电停电现象时有发生，多省市出台限电、有序用电政策，对国民经济和居民生活造成一定影响，表明我国用电尖峰负荷供应不足。行业|深度|研究报告 “双碳”目标下，我国新能源装机不断增加。碳达峰、碳中和政策不断推进我国新能源装机建设，2012年至2022年，全国发电总装机容量从11.6亿千瓦增长至25.6亿千瓦，复合年均增速8.3%，风光发电装机容量从0.6亿千瓦增长至7.6亿千瓦，复合年均增速27.8%，占全国发电总装机比例从2012年的5.6%提升至2022年29.4%，发电量达到1.19万亿千瓦时，占全社会用电量的13.8%。弃风弃光现象频发，风光消纳问题突出。随着风光装机容量增加，弃风弃光问题开始凸显，具体表现为负荷高峰发电量不足，负荷低谷发电量无法消纳。2015年我国弃风率为16.3%，弃光率为14%，2016年弃风弃光率达到历史最高，分别为22%、20%，虽然近年来采取一系列措施解决风光消纳问题，弃风弃光率逐年下降，2022年平均弃风率和弃光率分别约为3%和2%，但个别月份弃风率仍高达5%，弃光率高达4%，风光消纳问题依然突出。保证电力系统稳定和运行效率，“削峰填谷”势在必行。一方面是用电尖峰时段供应不足，一方面是低谷时段风光难以消纳，两者的矛盾表明我国用电主要问题是尖峰时段保供难，低谷时段消纳难，主要原因是随着风光发电装机容量占比越来越高，风光发电不稳定、波动性大问题凸显，其中风电受季节影响较大，光伏受光照时长影响，风光发电出力曲线与负荷曲线不匹配，缺电力而非电量。采取必要措施调节负荷实现“削峰填谷”，对保证电力系统稳定和运行效率、保障国民经济生活尤为重要。用户侧灵活资源海量增加。近年来我国分布式光伏飞速发展，并网容量保持每年20%以上增长，2012年分布式光伏并网容量2.3GW，2022年并网容量达157GW。我国电动汽车保有量也连年递增，从2014年22万辆增长至2022年1310万辆，复合年均增长率67%，相应的充电桩业务也快速增长，根据国家能源局，2022年充电桩数量同比增长接近100%。我国电化学储能装机规模从2016年243兆瓦增长至2022年7000兆瓦，复合年均增长率达75%，其中用户侧储能占比12.9%，约900兆瓦。用户侧灵活资源呈海量增加趋势。7/25行业|深度|研究报告 海量可调节资源聚合问题凸显。随着分布式光伏、用户侧储能、电动汽车充电桩等行业发展，我国用户侧灵活异质资源呈现数量多、体积小、总量大、种类各异等特点，难以直接参与电力系统运行。根据国网冀北电力，2021年我国用户侧可调节资源约为4000万千瓦，占最大负荷比例3.6%，预计2030年将增长至11000万千瓦，占最大负荷8%。唤醒并聚合这些海量用户侧可调节资源参与电力市场，建立低碳、安全和经济的新型能源电力系统，需要一种能够协同优化运行控制和市场交易的途径。3、虚拟电厂是提高新型电力系统灵活性的重要支撑“双碳”背景下，新能源装机比例及用户侧间歇性负荷的进一步增长，对电力系统灵活调节能力提出了越来越高的要求。挖掘负荷侧的灵活性资源和调节潜力，成为提升电力系统调节能力和保障电力安全稳定供应的重要手段。发电侧：新能源发电比例提升，对电力系统灵活调节能力提出更高要求。以光伏和风力为代表的新能源发电，严重依赖于光照强度、风力强度等自然资源特性指标，具有显著的间歇性和强随机波动性，若将单一形式的多台新能源发电机组规模化地接入大电网，将产生较严重的系统稳定性问题，制约新能源电力大规模开发利用。用电侧：三产居民成为新增负荷主体，时段性需求模式使得电力负荷特性恶化。根据袁家海等撰写的《中国电力供应安全的经济分析与保障路径研究》报告，中国经济基本完成工业化进程，三产居民用电负荷成为新增负荷主体，叠加极端气象因素，用电负荷特性持续恶化，主要表现为用电峰谷差拉大、尖峰负荷拔高且短暂、平均负荷率降低。如果继续单纯依靠增加电源来满足100%的负荷需求要付出较高行业|深度|研究报告 虚拟电厂是安全高效进行新能源消纳的有效手段。虚拟电厂是满足新型电力系统需求侧互动响应能力提升的重要工具。作为提升电力系统调节能力的重要手段之一，虚拟电厂对缓解电力紧张、促进新能源电力消纳将发挥重要作用。虚拟电厂提供的新能源电力与传统能源和储能装置集成的模式，助力电力系统由传统的“源随荷动”的运行模式向“源荷互动”转变，从而保障在智能协同调控和决策支持下对大电网呈现出稳定的电力输出特性，成为新型电力系统安全稳定运行的有效抓手。电力供需趋紧背景下，虚拟电厂经济效益突出，前景可观。根据36氪数据，在需求侧，我国东西部电力供需关系趋紧，电力峰谷差矛盾日益突出，各地年最高负荷95%以上峰值负荷累计不足50小时，亟需可靠的解决方案来应对。在供给侧，技术日渐成熟促使虚拟电厂成本不断下降，虚拟电厂显示出较强的经济性，有望成为新型电力系统建设的重要方向。行业|深度|研究报告 虚拟电厂是一种将不同空间的可调负荷、储能、微电网、充电桩、分布式电源等可控资源聚合起来的智慧能源系统，并以此作为一个特殊电厂实现对电力资源的自主协调及优化控制。虚拟电厂的核心是集控平台，集控平台一方面可以对收集的充电桩、居民用电等数据进行分析，做到需求侧的精准响应及管理，当需求侧供电量不足时，可以作为“正电厂”向电力系统供电，当发电侧电量过大，需求侧难以负荷时，又可以作为“负电厂”加大负荷消纳电力系统电力，帮助电力市场削峰填谷，平滑新能源并网给电网带来的一系列影响；另一方面可以与大电网与电力市场互通，不仅有助于优化整个电网系统，还能为内部聚合的企业、用户、充电桩、储能、分布式能源等市场主体提供参与电力市场化交易的途径，让他们都可以成为微型发电机参与电力市场交易，从而获取套利收益。调控与管理是虚拟电厂的核心，正与AI技术的强项匹配。虚拟电厂是依托于信息技术和通信技术发展起来的智能管理系统，协调、控制、管理等是核心技术。具体来看，建设虚拟电厂可分为三大关键信息化技术：即协调控制、能量管理、信息通信技术。其中，协调控制技术要联通源网荷储多个环节的调整，并要做出对于发电量、用电量、电价等多个数据的判断，AI的接入有望极大地提升分析效率和准度；另一方面主要影响B端用电水平的虚拟电厂对于电网整体稳定性影响较小，有望率先接入大模型应用。和自带调节能力的火电及水电等传统电源不同，风光新能源出力具有间歇性、波动性、随机性等典型特征，其大规模接入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。传统电力系统无法满足新能源发展需要，因此我国逐步将传统电力系统升级为新型电力系统。新型电力系统作为贯通新能源供给和需求的桥梁，具备清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动的五大基本特征，能够满足风光大规模接入后实现源、网、荷、储各环节稳定、高效、安全互动的需求，促进新能源消纳，并且为各类主体广泛参与电力市场提供技术基础。10/25行业|深度|研究报告 新型电力系统建设涵盖发电侧、电网侧、用户侧的硬件与软件升级，催生各环节新场景及新模式。发电侧方面，风光装机规模的提升推动抽水蓄能、新型储能等灵活调节电源建设加速，新能源发电功率预测、多能互补调度技术的发展也将有助于消纳问题的解决；电网侧方面，单向逐级输电为主的传统电网无法满足分布式能源大规模接入后的调度要求，电网公司需要通过智能配电网、微电网建设等途径加速电网形态升级，构建符合新能源输送条件的能源互联网；用电侧方面，大工业用户强化需求侧响应能力，各类可调节分布式资源聚合形成虚拟电厂，作为主体参与电力现货市场与辅助服务市场，最终形成源、网、荷、储协同互动的非完全实时平衡运行模式。随着新能源产业链规模持续扩大，新型电力系统中分布式电源、可调节负荷等DERs占比将持续提升。虚拟电厂作为具备整合海量分布式能源资源聚合能力的协调管理系统，在新型电力系统中有望扮演关键角色，发挥调节电能量与信息流向、提高电力系统运行效率的功能，有望充分受益于新型电力系统相关政策落地与建设推进而快速发展。截止目前，已有天津、安徽、北京、河南、广东等14个省市将虚拟电厂建设纳入“十四五”时期电力发展规划或能源发展规划中，政策主要涉及虚拟电厂需求响应、辅助服务等，支持举措包括推动虚拟电厂示范项目建设、探索商业模式、鼓励参与市场交易等，预计未来将有更多专项政策和实施方案发布。同时，在上述国内关于虚拟电厂的政策频频出台，各省份试点不断推进，虚拟电厂商业模式日渐成熟的基础上，23年3月国家能源局出台《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》，意见指出要重点推进虚拟电场景的智能化、数字化试点工作，为虚拟电厂的进一步发展提供方向指导。行业|深度|研究报告 12/25行业|深度|研究报告 电力系统数字新基建浪潮已起。数字新基建支撑经济社会发展的战略性、基础性、先导性，是行业与经济向更高层次发展的关键一步。电力行业的数字新基建，主要是通过5G、大数据、物联网、工业互联网等新兴技术，促进新能源大规模开发利用，从而助力能源系统向清洁化、智能化等方向转型升级。《“十四五”能源领域科技创新规划》在“新型电力系统及其支撑技术”重点任务方向布局共12项关键技术，聚焦适应大规模高比例新能源友好并网的先进电网技术、储能技术两大领域，加快战略性、前瞻性电网核心技术攻关。作为创建新型电力系统的必要一环，电力新基建建设将在十四五期间加速推进。数字新基建覆盖多项新技术，虚拟电厂多方面获益。在数字新基建建设下，能源大数据中心、人工智能、电力物联网等新兴科技陆续运用在电网、负荷等电力环节上，信息的聚合、传输、分析能力将获得爆发式增强，使得电力系统更加智能，数据更加精确，这将高度利于虚拟电厂等新业态的发展。虚拟电厂通13/25行业|深度|研究报告 过新基建的智能化电力系统，能够更加精确地获得分布式能源、区域内能源等多层次的不同种类数据，从而通过大数据等方式回溯数据，预测未来需求变化，同时通过智能监测设备等新型电力设备，虚拟电厂能够对自身削峰填谷的能力的预测更加精准、响应更加迅速、检修更加高效，可以通过多种方式提升自身效益。五、产业链及商业模式虚拟电厂产业链由上游基础资源、中游系统平台、下游电力需求方构成。上游基础资源：主要包括可调负荷、分布式电源和储能设备。可调负荷的重点领域主要包括工业、建筑和居民等。根据36氪研究院，不同应用场景负荷可调潜力差异较大，商业和公共建筑可调负荷主要是空调、照明、动力，约占楼宇负荷的25%。居民可调负荷分布散、单点容量小、聚合难度较大。分布式电源指用户现场及附近配臵较小的发电机组，包括小型燃机、小型光伏和小型风电、水电、生物质、燃料电池等一种或几种组合。储能设备包括机械储能、化学储能、电磁储能等。在实践中各类资源经常混合，特别是可调负荷中掺杂越来越多自用型分布式能源和储能，或组合为微网、局域能源互联网等，嵌套在虚拟电厂当中。根据36氪研究院，我国虚拟电厂可调资源巨大，可调负荷资源超5000万千瓦，分布式电源装机容量超6000万千瓦，用户侧储能能力约100万千瓦，电动汽车储能达3000万千瓦，且以上资源规模仍处快速上升期。中游资源聚合商：依靠互联网、大数据等，整合、优化、调度、决策来自各层面的数据信息，增强虚拟电厂的统一协调控制能力，为产业链关键环节。我国虚拟电厂尚处于起步阶段，但市场需求量巨大，因此资源聚合商综合采取多种路线。向电网侧：获得提供辅助服务并取得补偿的合约，通过调节用户负荷提供削峰填谷等辅助服务，调配可控资源提供发电容量；向用电侧：对电力市场价格波动进行预测，决策可调负荷的用电行为，代理购电业务，为用户提供智能用电方案；向发电侧：引导分布式电源以最佳方式参与市场交易，包括签订交易合约、确定竞价方式等。14/25行业|深度|研究报告 下游电力需求方：由电网公司、售电公司和大用户构成。电网公司：作为电网运营商，是电力市场的重要买方。售电公司：包括独立售电公司、拥有配网运营权的售电公司和电网领域的售电公司。大用户：主要指B端可直接参与电力批发市场交易的工商业电力大用户。我国虚拟电厂目前主要商业模式是获取补贴分成，未来有望通过参与电力交易获益。我国目前虚拟电厂多为邀约型，通过政府机构或电力调度机构发出邀请信号，由负荷聚合商、虚拟电厂组织资源进行削峰填谷等需求响应，并以此获取补贴分成。此外，在具有电力现货市场试点的省份，虚拟电厂可通过参与市场交易获取收益分成。（1）以需求响应、削峰填谷获取补贴分成（当下主流）虚拟电厂相较传统的火电削峰填谷具环保及经济性的优势。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，而通过虚拟电厂，在建设、运营、激励等环节投资仅需500-600亿元，随着虚拟电厂技术发展，虚拟电厂有望成为削峰填谷重要手段。（2）参与电力交易获取盈利分成（未来可行方向）发电侧能源聚合参与现货市场交易，依托调度灵活性获得收益。虚拟电厂参与电力市场交易种类主要包括中长期市场和现货市场两种，虚拟电厂可单独参与单级市场交易，通过市场价格与内部成本之间的价差获得收益。基于虚拟电厂的灵活性特性，可参与联合市场进行交易，结合虚拟电厂内部单元出力特性，通过预测市场价格与负荷量，进行产品组合交易。结合我国目前电力市场改革状况，由于现货市场目前仅在试点中进行试运营，随着电力市场化改革的推进，虚拟电厂参与电力市场交易规模有望进一步加大。六、竞争格局与产业核心驱动力变化适配，虚拟电厂市场参与玩家类型不断拓展。虚拟电厂的产业发展将分别经历以政策、需求、技术为主导的三个时期，目前正处于以需求为主导的2.0阶段，2025年前后有望正式迈行业|深度|研究报告 入以技术为主导的3.0阶段。产业核心驱动力的变化带动市场玩家类型不断丰富，与政策、需求、技术的驱动力变化相匹配，虚拟电厂的市场参与玩家也实现了从传统电网企业到能源IT企业再到科技公司的逐步拓展。虚拟电厂市场玩家以电力企业与能源信息化企业为主。选取Wind虚拟电厂指数中的34家上市公司，以Wind一级行业分类为统计口径得到虚拟电厂企业的行业分布概况，可以看到，目前虚拟电厂参与玩家中工业领域占比最高为67.6%，其次信息技术领域占比较高为23.5%，公用事业领域企业占比最少为8.8%。从主营业务来看，工业领域（23家电网设备公司16家、电源设备公司5家、电气通用设备公司2家；信息技术领域（8家）：能源信息化公司3家、电网/电源设备公司4家、通信设备公司1家；公用事业领域（3家）：全部为新能源发电公司。总结来看，目前的参与厂商多以虚拟电厂的上游源、储、荷资源为切入点开展虚拟电厂业务布局，符合虚拟电厂初期政策主导下的发展需求。虚拟电厂试点项目广泛开启，市场玩家主要包括三类。2019年起，虚拟电厂示范项目在我国广泛启动，主要参与玩家大致可分为三类：电网企业：主要包括国家电网、南方电网两大电力调度主体；发电集团：包括国家电投集团、中国华能集团、中国大唐集团等大型发电集团；能源IT企业：包括国网信通、恒实科技、国能日新等多家企业。电网企业：目前虚拟电厂最重要的商业模式仍是需求响应，电网企业作为电力调度中心，发展虚拟电厂的动力最为充足，对需求响应的业务理解也最为深入，同时电网原有的负荷管理平台有望为虚拟电厂建设提供重要的数据、技术基础，在以政策为主导的建设初期，虚拟电厂智能化需求不高，电网企业的竞争优势最为明显。发电集团：发电集团具有丰富的电源资源，布局虚拟电厂业务可以有效提升企业未来在新能源市场的话语权，同时随着虚拟电厂电力交易商业模式的有效推进，发电集团有望通过新能源发电的电力现货交易实现广泛获益。16/25行业|深度|研究报告 能源IT企业：能源信息化厂商具备深厚的行业Know-How与丰富的电力信息化经验，可以更加快速地拓展以数字技术为依托的虚拟电厂业务，未来随虚拟电厂商业模式更加成熟，建设主体更加广泛，能源IT企业的技术竞争优势将更加明显。虚拟电厂已进入以需求为主导的2.0阶段，能源IT厂商优势有望稳健凸显。虚拟电厂告别以政策为主导的1.0阶段，目前其建设动力更多来自于电网企业、发电集团的业务需求，同时虚拟电厂运营平台相关技术的重要性排序也在不断上升。统计2021年9月到2022年9月的虚拟电厂项目中标情况，可以看到，电网企业、发电集团对于虚拟电厂运营平台的技术要求越来越高，产业高度关注区块链、数字孪生、人工智能等技术与平台的深度融合，更加关注虚拟电厂运营平台的智慧化特性，因此与能源IT厂商的合作趋势愈发明朗。而能源IT厂商基于在能效管理系统、智慧能源系统、新能源发电预测系统等传统信息化业务的深厚积累，能够实现行业Know-How向虚拟电厂运营平台的快速转移，优势有望凸虚拟电厂从需求主导向技术主导迈进，多元主体入局市场。伴随虚拟电厂商业模式更加清晰与试点项目的广泛验证，未来虚拟电厂的运营主体将不再局限于电网公司、发电集团等传统电力企业，掌握灵活侧资源的新能源车企，以及具备新能源优势、大数据优势、通信优势的科技公司都有望成为独立的第三方运营主体，虚拟电厂的市场规模也将进一步扩大。随着虚拟电厂向以技术为主导的3.0时代迈进，市场主体的多元化特征将更加明显，对新能源、新型负荷理解深入且技术优势突出的企业有望占据更大的市17/25行业|深度|研究报告 新能源车企掌握需求侧灵活资源，有望复制特斯拉模式。新能源车企以电动汽车为纽带，通过虚拟电厂模式有望搭建车-充-光-储协同的能源生态，虚拟电厂既可以实现光储充协同以满足电动汽车的充电需求，又可以通过车储充协同，通过充电站与配网的节点连接，实现虚拟电厂的反向供电。以特斯拉为例，其推出的虚拟电厂智能平台AutoBidder，就完成了特斯拉车-充-光-储协同下的电力实时交易、控制，不仅可以提供负荷和发电量预测共享功能，还可将各能源产品所搭载的信息和计算数据互联共享，并依据内部算法库计算的优先级相互发送或接收指令进行统一调动贯通，实现快速调度、智慧响应等重要功能。目前国内比亚迪、蔚来等新能源车企已着手布局虚拟电厂业务。2020年6月，国家能源局发布关于能源领域“科技助力经济2020”重点专项拟立项项目的公示，其中多层级虚拟电厂平台由比亚迪牵头负责，比亚迪计划通过虚拟电厂平台实现负荷调控、多能协同等需求响应功能，同时通过与电力交易中心的信息交互，推进交易功能拓展。2018年起，蔚来启动NIOPower充换电网络建设，首座目的地充电站于2018年8月在成都投入运营，截至2022年7月，蔚来已建成1,079座换电站，充电桩总数超10,000个，全国“电区房”覆盖率超过62%。基于充换电基础设施的广泛布局，蔚来加快“能源云”建设，希望打造“充换电站+电动车+储能”的虚拟电厂，从而实现削峰填谷，促进清洁能源消纳。科技公司有望打通新能源优势、大数据优势、通信优势，打造高性能虚拟电厂。以宁德时代为代表的新能源科技公司，始终坚持“以可再生能源和储能为核心实现固定式化石能源替代、以动力电池为核心实现移动式化石能源替代、以电动化+智能化为核心实现市场应用的集成创新”的发展愿景。2022年9月，宁德时代与中国移动正式签署战略合作框架协议，双方将实现新能源优势、通信优势、数据优势的高度整合，在零碳数据中心建设、分布式储能与电网智能协同、备储一体化智能锂电池及运营管控平台开发、虚拟电厂建设运营等领域开展合作。公司深耕行业20年，能源数字化系统建设和平台运营双轮驱动。公司聚焦“能源数字化+能源互联网”双轮驱动发展战略。一方面，公司深耕能源行业，通过完整的解决方案，助力国家电网、南方电网、燃18/25行业|深度|研究报告 气集团等客户实现数字化升级；另一方面，公司通过构建自有的能源互联网服务平台，深度开展能源需求侧的运营服务，携手战略合作伙伴，通过支付宝、银联、城市超级APP等入口，为终端用户提供多种能源服务新场景，包括家庭能源消费、电动汽车充电、能效管理等服务，促进终端能源消费电气化和能源数字化：电力营销2.0系统带来成长确定性。公司能源数字化业务收入2021年实现34.99%高增长，验证下游能源客户数字化转型需求高景气。展望未来，国网公司电力营销2.0系统升级带来高成长确定性。公司参与国网首个电力营销2.0试点项目，参与的能源互联网营销服务系统（“营销2.0”）率先在国网江苏省电力公司上线试运行，先发优势显著。此外，公司持续加码研发，2021年研发投入同比增长57.48%至5.72亿元。公司项目经验和技术储备充足，有望受益电网行业高景气，业绩持续提升。能源互联网：聚合充电前景可期，成长边界有望持续拓展。能源互联网业务突破亮眼，2021年收入增长43.58%。根据朗新科技2022中报预告，公司“新电途”聚合充电平台充电桩覆盖量约50万，服务新能源车主数约380万，聚合充电量近8.3亿度，公共充电市占率达到10%，平台用户活跃度逐步提高。受益于新能源汽车渗透率提升、充电桩保有量增长，聚合充电业务有望高增长；伴随能量运营服务场景丰富，光储充一体化场站、充电+售电等业务有望进一步打开成长天花板。公司为全产业链布局的智能电网“小巨人”。公司于20世纪80年代初进入电力自动化领域。历经四十年沉淀，公司产品体系覆盖智能电网“发输变配用”全环节，培育出调度自动化、变电站保护及综合自动化、变电站智能辅助监控系统、配电自动化、配电一二次融合、网络安全装置、虚拟电厂、电能表及计量系统等全面解决方案，在电力行业“源-网-荷-储”等环节形成完整的产业链布局，在调度、配电、智能电表领域市占率居于行业前列。公司调度、配电等核心产品市场份额居于行业前列。公司深耕电力自动化领域多年，调度自动化市场占有率居于行业前列，调度自动化系统覆盖国内多个网省级、地区级、县级调度主站，尤其在地调层级优势突出，在南方电网系统处于领先地位。公司是全国最早进入配电领域的厂商，为国家电网七大配电主站供应商之一，配电终端全国集招份额名列前茅。19/25行业|深度|研究报告 公司开发的虚拟电厂系统落地粤能投负荷聚合虚拟电厂项目。根据东方电子公众号，公司开发的粤能投负荷聚合虚拟电厂项目聚合海量的分布式光伏、电池储能、智慧路灯等用户侧分布式可调控资源，现已聚合管控工业可调负荷450MW、储能11MW，实现用户侧资源的全景监测感知、运行优化控制、负荷聚合管理等业务功能，高效助力清洁能源消纳与低碳能源转型。公司深耕电力行业多年，形成了以新能源发电功率预测产品为核心的产品体系。公司的核心管理层均具有较长时间的电力行业从业经验，对新能源行业的痛点和发展趋势有准确的把握，较早清晰地认识到发电功率预测和发电功率控制在新能源发展中的重要作用。得益于公司高管层对电力行业深刻理解，以及持续的研发投入，公司形成了以新能源发电功率预测产品为核心，以新能源并网智能控制系统、新能源电站智能运营系统、电网新能源管理系统为拓展的产品体系，涵盖新能源的发电端和输电端，以满足客户对新能源电力“可看见、可预测、可调控”的管理要求。新能源发电功率预测服务业务商业模式类似SaaS，具有高复购、高留存、高毛利率的优点。高复购：发电功率预测服务为基于新能源发电的不稳定性而产生的必备服务，对新能源电站应对电网的实时考核，保证发电量，提高运营效率具有重要作用，需要客户持续采购。据国能日新招股书，2018-2021H1，公司新能源发电功率预测服务电续签时长总体上不断延长。20/25行业|深度|研究报告 高留存：由于新能源发电功率预测需要对电站当地的地形、气象等情况，电站发电设备的运行状态等情况具有详细、清晰的了解，通常现有的服务提供商能依靠过往的服务经验为客户提供更高精度的预测服务；又由于功率预测服务平均每年的服务金额较低，通常为5-8万元，对于新能源电站来说，从高质量服务中取得的收益远大于服务采购成本，因此在接受服务后，客户通常不会更换服务提供商。根据国能日新招股书，2018-2021H1，公司新能源发电功率预测服务电站留存率保持高位向上。高毛利：公司功率预测服务相关的直接成本主要为外采的气象数据成本，且该成本基本为固定支出，随着公司存量客户规模的扩大可逐渐形成规模效应，故毛利率始终维持在较高水平。根据国能日新招股书，2018-2021H1公司新能源发电功率预测服务毛利率长期处于约95%较高水平。公司为国家电网旗下电力数字化领军企业。背靠国际电网，公司积极把握新型电力系统建设契机，电网数字化业务基本盘稳固。截至2021年，公司电力营销2.0业务完成国网江苏省公司全业务及国家电网总部侧管理应用成功上线，充分凸显公司在电力营销领域的核心地位；天津虚拟电厂业务功能持续完善，拓展辅助服务、需求响应、有序用电功能模块；储能云网平台已累计接入用户侧储能电站5座，合计容量400MWH，覆盖安徽、江苏、山东、湖北等区域。牵手国轩高科，拥抱储能蓝海。公司全资子公司安徽继远软件提供储能站数字化运行、高效运营等一站式定制化平台。2019年10月，储能云网运营服务平台正式上线运行。平台通过站端边缘处理组件采集储能电站电池管理系统、能量管理系统、环境系统、电池电压温度等全方位数据，汇聚至云端平台，基于平台模型算法和业务流程，支撑储能电站运营、运维、调度、监控各项工作。2021年8月，继远软件自主研发的储能云网运营服务平台全面投入生产应用。国轩高科是国内最早进入资本市场的动力电池企业之一。2019年10月，国轩高科与继远软件在安徽合肥签署战略合作协议，双方约定在储能领域开展深入合作。2021年9月，国轩新能源75兆瓦/300兆行业|深度|研究报告 瓦时储能电站顺利接入储能云网运营服务平台，通过平台统一管理，电站储能设备的利用效率达到100%。公司虚拟电厂产品实力持续突破。2022年6月，公司自主研发的“虚拟电厂精准调控仿真与实证平台”通过第三方权威机构测试，并在国网山西电科院晋中-榆次试验中心完成部署试运行，该项目是目前国内园区级聚合资源类型最全的虚拟电厂平台。公司始创于1992年，聚焦于能源转型，为全球电力客户提供智能产品和配用电解决方案，向居民、工商业及公用事业机构提供户用储能、工商业储能、微电网、分布式水处理及售水管理等整体解决方案，助力清洁能源的普及。目前，公司产品已销往全球90多个国家和地区，其中“一带一路“国家46个，是业内海外市场营销及售后服务网络最广、最具竞争力的企业之一。智能配用电：海内外双轮驱动，市场前景广阔。市场空间：海外方面，据marketsandmarkets报告分析，2021年全球智能电网规模约为431亿美元，预计2026年将达到1034亿美元，海外智能电网数字化建设与改造，整体存在较大需求。国内方面，“十四五”期间，国网和南网的计划投资近3万亿元，年均5800亿元。公司布局：海外方面，2022年公司的智能用电产品在巴西市场占有率保持排名第一，在印尼实现首次市场份额排名第一，在欧洲市场中标金额创历史新高，实现海外市场收入18.45亿元，同比增长13.40%，已成为行业内最优秀的数字能源产品和解决方案提供商之一。国内方面，公司新型配网产品在全国30个省市、自治区持续中标，同时公司具备完整的物联网系列产品并已实现物联网表新能源：构建新能源全球渠道，具备整体解决方案能力。公司顺应全球新能源发展趋势，继续加快提升新能源产品系统集成能力和技术服务能力，构建新能源全球渠道，已逐步形成产品-营销-交付三位一体的管控体系。在国内市场，公司以光储充整体解决方案和综合能源管理解决方案为新能源业务的切入点，立足浙江、江苏、广东以及海南四个基地，启动并开拓国内工商业新能源用户侧市场。对标欧美成熟行业现状，虚拟电厂在国内市场释放出巨大的成长空间，产业发展前景可观。以下我们将以此为基础具体展开分析。欧洲以发电资源聚合为主要目标。欧洲虚拟电厂一方面通过帮传统电厂降成本获得服务费分成，另一方面直接参与电力交易和辅助服务获得分成。以德国NextKraftwerke为例，截止2022年已聚合15346个分布式能源单元，包括光伏、电池储能、电转气、电动汽车、参与需求侧响应的工业负荷等，发电装机容量达12300MW，2019年交易电量15.1TWh，2020年营业收入约41亿人民币。美国虚拟电厂主要针对需求侧响应建立。通过控制电力价格、电力政策的动态变化来引导电力用户暂时改变其固有习惯用电模式，从而降低用电负荷或获取用户手中的储能来保证电网系统稳定性。代表是特斯拉公司的PowerWall家用储能设备，该设备可在电价低谷或白天利用太阳能面板充电，在电网负荷过高时向电网输电，特斯拉通过奖励引导用户参加这一模式。在加利福尼亚，用户每向电网输送1度电，22/25行业|深度|研究报告 可以获得2美元（约合13.8元人民币）奖励。截至2022年8月，已经有2500名PowerWall用户加入，可以提供最高16.5兆瓦电力。我国商业示范虚拟电厂以提供调峰服务为主。冀北虚拟电厂是我国首个虚拟电厂商业示范项目，通过聚合多个地区大量分布式可调节负荷，参与华北调峰辅助服务市场。按照《华北电力调峰辅助服务市场运营规则》规定，额定容量的50%-70%每档报价范围为0-300元/MW•h，40%-50%档位报价上限为400元/MW•h，40%以下各档位报价上限为500元/MW•h，调峰服务费用由相应火电企业、新能源企业进行分摊。冀北虚拟电厂试运行期间经济效益良好，为用户和运营商创造了可观收益。顶层设计不断完善。2022年1月18日《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》出台，规划到2025年，全国统一电力市场体系初步建成，虚拟电厂有望参照国外成熟商业模式从中受益，迈向市场化；2022年11月国网冀北电力两项国际标准获IEC批准通过，此标准是虚拟电厂领域全球首套国际标准，标志着我国在虚拟电厂领域实现了从追赶到领先的重大突破；2022年6月山西省出台《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》，给出虚拟电厂参与不同电力交易市场规范；2022年8月深