虚拟电厂知识系列山雨欲来风满楼

虚拟电厂知识系列:山雨欲来风满楼虚拟电厂正迎来历史性发展机遇。政策密集发布、上游资源池就绪、市场机制完善、电价改革深化——四条主线索交织,预示着虚拟电厂产业即将进入爆发期。本报告将深入解析这场能源革命的底层逻辑与投资机遇。核心逻辑:四条线索线索1:政策密集加码多地区、多主体持续推动虚拟电厂发展,政策支持力度空前线索2:资源池就绪储能、分布式光伏、柔性负荷快速起量,为虚拟电厂提供坚实基础线索3:市场完善电力市场机制逐步健全,电价改革为盈利能力提供保障线索4:专项文件国家级专项政策有望出台,成为重要催化剂线索1:政策推动负荷侧调控新型电力系统的关键突破口新型电力系统在推行"源网荷储"协同互动中,首先要最大化调动负荷侧调节响应能力。在源-网-荷三段中,源侧因清洁能源接入灵活可控性下降,而负荷侧随着柔性负荷接入,其灵活可调性潜力最大。政策明确要求:根据国务院《2030年前碳达峰行动方案》,到2030年,省级电网基本具备5%以上的尖峰负荷响应能力。根据《"十四五"现代能源体系规划》,力争到2025年,电力需求侧响应能力达到最大负荷的3%~5%。提升负荷侧弹性的政策演进12021年3月源网荷储一体化指导意见:充分发挥负荷侧调节能力,通过虚拟电厂等聚合模式参与电力市场交易22021年5月南方电网行动方案:到2030年实现全网削减5%以上尖峰负荷32022年1月全国统一电力市场体系:引导用户侧可调负荷资源等新型市场主体参与市场交易42022年2月能源绿色低碳转型:支持负荷聚合商、虚拟电厂运营商参与电力市场交易和系统运行调节虚拟电厂:挖掘负荷调节潜力虚拟电厂能够充分发掘需求侧可控负荷、可中断负荷、电动汽车充电网络、储能等资源的灵活调节潜力,受到政策大力支持。各地加紧推出虚拟电厂运行细则,规范虚拟电厂运营。山西省2022年6月发布《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》,国内首份省级虚拟电厂运营管理文件深圳市2022年6月发布落地工作方案,目标到2025年建成具备100万千瓦级可调能力的虚拟电厂山东省2022年7月起虚拟电厂可作为独立市场主体参与交易2022年虚拟电厂热点事件6月13日-深圳发布《深圳市虚拟电厂落地工作方案(2022-2025年)》,明确到2025年建成100万千瓦级可调能力6月21日-山西省发布《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》,国内首份省级虚拟电厂运营管理文件7月4日-山东省虚拟电厂可作为独立市场主体参与交易8月17日-特斯拉与合作伙伴启动四次虚拟电厂紧急响应活动,容量超过50MW8月26日-深圳虚拟电厂管理中心成立,是国内首家虚拟电厂管理中心9月15日-广东能源集团首个用户侧虚拟电厂正式投运,预计每年可节约600多万元电费10月13日-湖南省发布电力支撑能力提升行动方案,探索建设虚拟电厂10月25日-特来电发布虚拟电厂平台,已完成与国内16家电网调度中心对接,参与调峰充电场站达1885座11月2日-国家能源集团国内首家集中式储能电站虚拟电厂落户,首个以虚拟电厂参与辅助服务全要素的商业运营示范工程线索2:上游资源池就绪虚拟电厂的三大核心资源虚拟电厂的核心功能是调节分布式电源、储能和可控负荷。从产业链来看,虚拟电厂的上游为分布式电源、储能资源和可控负荷。储能:既是重要的灵活性资源,又能帮助虚拟电厂更好参与峰谷电价差套利分布式电源:使虚拟电厂具备真正的发电能力,增强灵活性和可调性可控负荷:负荷特性由刚性、纯消费型向柔性、生产与消费兼具型转变储能:虚拟电厂的基础设施储能是虚拟电厂的"基础设施",能够有效调节虚拟电厂在参与市场时产生的偏差。虚拟电厂帮助储能项目提升收益;储能扩建有望对虚拟电厂产业发展发挥带动作用。平滑出力曲线通过充放电调节,平滑虚拟电厂的实际出力与计划曲线的偏差峰谷套利利用峰谷电价差进行充放电,增强虚拟电厂盈利能力辅助服务参与电网调频、调峰等辅助服务,获取额外收益储能产业驶入快车道政策密集发布,行业进入规模化发展阶段2022年3月发布的《"十四五"新型储能发展实施方案》明确指出,到2025年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段,具备大规模商业化应用条件。市场快速增长:2021年中国新型储能新增装机量达到2.4GW,同比增长54%。2022年上半年新增装机量达到12.7GW,较2021年有大幅增长。招中标活跃:2022年7/8/9月项目数量分别为44/119/189个,EPC总承包采购类型的储能规模达到0.5/3.9/4.9GW。分布式光伏:优势显现,快速扩容分布式光伏优势逐渐显现,政策驱动行业扩容。在我国大力推广光伏发电的过程中,集中式电站逐渐显现区域供需不平衡、部分地区弃光率高等缺点,因此装机规模小但离用户侧更近的分布式光伏作为集中式电站的良好补充,近年来逐渐受到政策鼓励。53%2021年占比分布式光伏新增装机29.27GW,在新增光伏装机中占比53%,同比增长140%64%2022H1占比新增分布式光伏装机量19.65GW,在新增光伏装机中占比64%,同比增长157%50GW2025年目标根据住建部规划,到2025年新增50GW建筑光伏分布式储能:大势所趋已有15省市区发布分布式光伏配储政策。在确保安全前提下,鼓励有条件的分布式光伏项目配备储能设施。山东胶州按照不低于装机容量15%、时长不低于2小时配置或租赁储能设施江苏昆山不低于装机容量8%的比例配建储能系统,储能系统作为分布式光伏发电项目组成部分一并办理备案浙江诸暨市按不低于光伏装机容量10%的要求总体配套建设光伏储能设施容量浙江柯桥区按照发电装机容量的10%建设储能设施,存储时长需在2小时及以上用户侧储能应用场景储能+分布式新能源解决发电/用电峰谷错配问题,促进消纳,保障电网安全,同时提升用电侧经济效益储能+充电站光储充一体化缓解充电高峰时充电桩大电流充电对区域电网的冲击,通过峰谷差价增加充电站收益储能+工业园区工商业园区用电量大且具有明显电价差,配储有利于平抑尖峰负荷,降低园区用电基本容量,节省电费储能+5G基站智能错峰并参与电网调峰调频辅助服务,提升基站供电可靠性储能+数据中心增强数据中心供电可靠性,防止偶然断电导致数据丢失;削峰填谷、容量调配储能+微电网储能系统作为微电网中的能量缓冲系统,缓解电力对电网的超负荷,维持电网稳定运行工商业储能经济性测算浙江地区2MWH工商业储能电站收益总放电量1.021亿kWh总充电量8980万kWh尖峰电价1.20元/kWh谷值电价0.31元/kWh一年累计收益83.7万元10年累计收益761万元电站规模2MWH总投资360万元运营后残值50万元回本年限4年10年纯收益450万元关键假设:综合成本按照1.8元/Wh核算(含设计、材料、集成及电建成本)电站均以2充2放模式核算收益测算依峰谷电价+放电量×90%×电池衰减×330天测算电站残值参照15%核算柔性负荷:负荷整体可调性增强用户负荷多样化,电能替代战略陆续落实,新能源充电桩、电采暖等电能替代产品在负荷端接入;分布式光伏、分布式储能接入。负荷特性由传统的刚性、纯消费型,向柔性、生产与消费兼具型转变。23.5%新能源汽车市场占有率2022年1-9月,新能源汽车销量达到456.7万辆,同比增长1.1倍1149万新能源汽车保有量截至2022年9月,我国新能源汽车保有量已达1149万辆448.6万充电桩总保有量截至2022年第三季度,公共充电桩163.6万台,私人充电桩285万台充电桩:最优质的可调负荷资源充电桩的独特优势1)标准化程度高:充电基础设施数量大、标准化程度较高、启停较为方便2)价格敏感度高:车主在充电时度电价格可观测,因此对价格较为敏感,充电平台可通过较小的价格变动撬动数量可观的新能源车主进行错峰充电充电运营商积极入局充电运营服务商借助充电桩聚合优势,积极入局虚拟电厂。广州虚拟电厂负荷聚合商名单中,有6家充换电运营商参与,占31家负荷聚合商的19%。深圳虚拟电厂管理中心已接入充电站、换电站等类型负荷聚合商超过20家,其中包含7家充电运营商。公共充电桩(万台)私人充电桩(万台)线索3:虚拟电厂加速向市场型过渡虚拟电厂正由邀约型向市场型过渡。随着电力市场机制的逐步完善,虚拟电厂运营未来将主要通过参与电力市场化交易获取收益。01需求响应&辅助服务电网通过价格激励机制引导用户负荷进行调峰、调频,以维护电力系统的安全稳定运行02市场化交易虚拟电厂通过管理平台参与市场化交易,获得代理服务费或收益分成03能效管理通过内部优化调度为签约的高耗能用户节省电费,拿取分成电力现货市场建设明显加速建设明显加速,电力现货市场会成为各省标配。今年以来,能够明显感受到电力市场化改革的进程加速。2017年8月8地区开展第一批电力现货试点2021年5月在6省市开展第二批电力现货试点2022年1月发布《加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》,明确到2025年初步建成,到2030年基本建成2022年7月南方区域率先启动全国统一电力市场体系试运行,并达成南方区域首次跨省现货交易2022年11月国家能源局发布《电力现货市场基本规则(征求意见稿)》,吹响全面现货的号角需求响应与辅助服务政策完善国家及各省份积极推动政策完善需求响应方面:上海、江苏、广东、浙江、山东、河南等14个省区出台了需求响应新政策。辅助服务方面:2021年12月,国家能源局印发新版《电力辅助服务管理办法》,进一步扩大电力辅助服务新主体、丰富电力辅助服务新品种、完善用户分担共享及市场形成价格新机制。扩大新主体由发电厂扩大到储能、自备电厂、工商业负荷、聚合商、虚拟电厂等丰富新品种新增转动惯量、爬坡、稳定切机、稳定切负荷等辅助服务品种完善新机制按照"谁提供、谁获利;谁受益、谁承担"的原则,确定补偿方式和分摊机制虚拟电厂参与市场身份逐步开放虚拟电厂参与各类电力市场的身份正在逐步开放。辅助服务市场新版《电力辅助服务管理办法》将提供辅助服务主体范围扩大到包括虚拟电厂等主体。华北、华中、浙江、江苏等地开放了虚拟电厂等第三方主体和用户资源参与调峰辅助服务身份。现货市场根据国家能源局最新发布的《电力现货市场基本规则(征求意见稿)》,电力现货市场近期建设的主要任务包括:推动虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与交易。电改步入深水区,电价浮动信号明确中电联建议调高煤电基准价2022年11月8日,中电联发布《适应新型电力系统的电价机制研究报告》,建议:煤电基准价调整到0.4335元/千瓦时(相较目前煤炭基准电价水平涨幅可能高达17%)选择试点,将煤电中长期交易价格上下浮动20%的限制予以放宽牵一发而动全身:煤电基准电价不仅是煤电中长期交易定价锚点,也是风光平价上网、外送水电及核电的定价基础。2022年前三季度部分公司上网电价涨幅情况多地拉大峰谷电价差自2021年下半年以来,全国已有河南、江西、浙江、河北、山西、广东、山东等超过20个省市调整分时电价政策,要求适度拉大峰谷电价差水平。河南(2022年10月)将峰平谷电价比调整为1.64:1:0.41,峰谷电价以平段电价为基础上浮64%,谷段电价下浮59%江西(2022年10月)高峰时段电价上浮50%,低谷电价时段下浮50%,比现行上下浮动幅度扩大20%。尖峰时段电价在高峰时段电价基础上上浮20%山东(2022年11月)取消电网代理购电分时电价,执行与直接交易用户相同的电价政策,拉大用户峰谷价差;新增容量补偿尖峰深谷机制广东(2021年9月)拉大峰谷电价差,峰平谷比价从现行的1.65:1:0.5调整为1.7:1:0.38。尖峰电价在峰谷分时电价的峰段电价基础上上浮25%电价是虚拟电厂盈利能力的核心要素虚拟电厂盈利能力的核心要素是电价。峰谷电价差拉大一方面激励更多负荷侧用户加入虚拟电厂;另一方面峰谷套利空间加大,增强虚拟电厂盈利能力尖峰电价增长虚拟电厂商业模式的本质是参与平抑95%以上峰值负荷并进行价值再分配,随着电价增长,每年尖峰负荷的价值有望超万亿元现货市场完善电力现货市场是价格形成的关键,电价机制改革的深入将为虚拟电厂进一步打开盈利空间虚拟电厂运营市场空间测算2025年市场空间预测最大负荷16.3亿kW可调负荷需求5%虚拟电厂参与平抑的用电峰值负荷时长50小时虚拟电厂参与平抑的用电量774亿kWh尖峰负荷的平均电价2.5元/kWh虚拟电厂平抑的负荷价值1936亿元分成比例50%虚拟电厂运营市场规模968亿元2030年市场空间预测最大负荷18.9亿kW可调负荷需求8%虚拟电厂参与平抑的用电峰值负荷时长150小时虚拟电厂参与平抑的用电量2608亿kWh尖峰负荷的平均电价3.5元/kWh虚拟电厂平抑的负荷价值9127亿元分成比例50%虚拟电厂运营市场规模4563亿元线索4:虚拟电厂带动产业链协同发展从能源产业的角度,虚拟电厂的意义不仅限于用较低成本解决用电尖峰问题,更在于负荷侧商业模式向"能源运营"的转变:用户侧的售电公司或其他机构逐渐转化为虚拟电厂,从售电赚差价模式,转变为为客户提供"能源资产运营+服务"赚取服务费用。虚拟电厂的繁荣将促进负荷侧商业模式向"能源运营"转变,能够同时带动产业链上下游多个环节,促进能源产业协同发展。虚拟电厂产业链全景图分布式资源聚合下游分布式光伏、储能、充电桩等资源投建。受益主体:南网能源、芯能科技、中节能太阳能、朗新科技等虚拟电厂平台运营平台技术服务收SaaS费;代理参与市场收利润分成。受益主体:东方电子、国能日新、朗新科技、安科瑞、恒实科技、国网信通等聚合平台开发搭建聚合接入平台开发建设,收取IT服务费用。受益主体:东方电子、国能日新、南网科技、国电南瑞、恒实科技、国网信通等增值服务业务以虚拟电厂运营为切入点触达客户,再发展其他能源运营的增值服务,如绿电、代维、碳交易等并网检测、功率预测聚合资源与各项终端装置的并网检验、分布式能源的发电功率预测等。受益主体:南网科技、国能日新等智能终端业务智能采集计量电表、负荷调控设备装置、快速功率调控、车桩互动装置等。受益主体:东方电子、国电南瑞、南网科技等专项文件有望出台催化虚拟电厂建设进程目前我国的虚拟电厂还处在商业模式的探索阶段,我们认为专项细则文件的出台将规范并催化虚拟电厂的建设进程。虚拟电厂政策还有待完善,亟待出台国家和网级/省级层面专项政策,或将成为中短期重要催化剂。现状:目前,虚拟电厂专项政策在省级层面有上海、广东、山西分别出台,国家及两网层面还没有出台专项的虚拟电厂政策。山西省率先发布:2022年6月,山西省发布《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》,是国内首份省级虚拟电厂运营管理文件。试点项目启动:2022年11月,山西省能源局公布第一批虚拟电厂建设试点项目名单,共4个方案相对成熟的项目作为第一批试点。投资建议:核心推荐标的东方电子核心竞争力:调度成功实施"粤能投"虚拟电厂管理平台,南网首个基于市场交易规则设计的虚拟电厂。在调度领域国网份额第二,仅次于南瑞;南网份额与南瑞并驾齐驱。预计将在南网五省复用。国能日新核心竞争力:预测/交易发电功率预测龙头,2020年开始经营虚拟电厂业务。虚拟电厂聚合分布式光伏离不开精准的发电功率预测能力。交易产品有望打开负荷侧广阔空间。朗新科技核心竞争力:聚合用户侧能源数字化领先龙头。"新电途"平台已聚合近70万公共充电桩,覆盖超过40%的公共充电桩。"新耀光伏云"已累计接入各类光伏电站超过18000座,装机容量近10GW。重点公司详细分析南网科