（报告出品方/分析师：华西证券研究所 刘泽晶）
1.1.虚拟电厂三问
虚拟电厂是什么？
虚拟电厂是一种物联网技术，将分布式电源、储能资源和可控负荷进行统一协调控制，聚合响应电网调度指令或参与电力市场交易；其核心功能是调节分布式电源、储能和可控负荷。
1）调节分布式电源：分布式电源规模小、分布广、种类多，虚拟电厂通过储能把分布式电源组织起来，平抑出力波动并进行统一调控。
2）调节可控负荷、储能、电动汽车等：比如在冬夏两季用电高峰期，虚拟电厂控制系统通过 AI 和远程控制，在不影响人体舒适度的情况下，调节空气温度；在不影响楼宇安全的情况下，调节电梯运行方式；调节楼宇中的储能设备；将周边楼宇充电桩的充电模式由快充变成慢充等。
图表 1 虚拟电厂简单示意图
图表 2 虚拟电厂核心及功能
为什么要发展虚拟电厂？
虚拟电厂聚沙成塔，以更灵活的方式、更低的投入成本调节电力供需平衡，且符合未来新型电力系统的运行方式。
从需求侧看，用电负荷不断增加，城市电网峰谷差扩大，每年 95%以上峰值负荷不超过 50 小时。从供给侧来看，若一味通过扩建电厂来满足尖峰时段的用电需求，便会在用电低谷期产生巨大浪费，新型电力系统亟需挖掘负荷侧调节能力来应对发、用电实时平衡。据国家电网测算,若通过建设煤电机组满足其经营区 5%的峰值负荷需求,需要电厂及配套电网投资约 4000 亿元；若建设虚拟电厂,建设、运维和激励的资金规模仅为 400-570 亿元。
虚拟电厂的商业模式？
虚拟电厂的上游为分布式电源、储能资源和可控负荷，中游是通信、信息化技术、智能化设备等IT资源提供商以及资源聚合商（即虚拟电厂运营方），下游是电网公司及参与电力市场的其他售电公司、用户等。
可以将虚拟电厂的发展分为邀约型、市场型和自由调度性三个阶段，目前我国处于从邀约性向市场型发展的阶段。
第一阶段：邀约型阶段。这是在没有电力市场的情况下，由政府部门或调度机构牵头组织，各个聚合商参与，共同完成邀约、响应和激励流程。
第二阶段：市场型阶段。这是在电能量现货市场、辅助服务市场和容量市场建成后，虚拟电厂聚合商以类似于实体电厂的模式，分别参与这些市场获得收益。在第二阶段，也会同时存在邀约型模式，其邀约发出的主体是系统运行机构。
第三阶段：自由调度型虚拟电厂。也可称之为“虚拟电力系统”，其中既包含可调负荷、储能负荷、储能和分布式能源等基础资源，也包含由这些基础资源整合而成的微电网、局域能源互联网。
图表 5 虚拟电厂参与电力市场流程
图表 6 虚拟电厂参与不同电力市场
邀约型案例：长城汽车通过平湖虚拟电厂参与浙江省电力辅助服务市场交易
2021 年 8 月，长城汽车股份有限公司平湖分公司根据浙江省能监办提出的《浙江省第三方独立主体参与电力辅助服务市场交易规定》，与平湖虚拟电厂签订了《电力辅助服务市场化交易技术服务合同》，约定企业将在未来一段时间内通过虚拟电厂参与到浙江省调峰、调压、旋转备用等辅助服务中，并持续获取辅助服务收益。
本次电力辅助服务是通过“合同约定+市场交易”的机制，引导虚拟电厂签约用户在 8 月 4 日至 6 日的服务期内提供 15.85 兆瓦的日前旋转备用容量。若服务期内发生电网事故，调度机构将根据实际电网运行需求，合理调用旋转备用容量以保障电网运行安全，被调用的用户应在 10 分钟内削减响应的负荷，并保证至少持续 1 小时的备用响应。交易试点完成后，将根据第三方独立主体参与旋转备用的情况进行收益出清结算。嘉兴综合能源服务有限公司以虚拟电厂负荷聚合商形式首次参与了本次辅助服务，代理了长城汽车、红马铸造等多个用户，成功竞得 15.85兆瓦旋转备用容量。
1.2.国内虚拟电厂发展现状跟踪
现阶段，虚拟电厂多作为可控负荷聚合商，通过调度灵活性资源提供调峰、备用、需求响应等电力辅助服务，获得补偿收入。随着电力市场机制的逐步完善及售电市场的建设，以虚拟电厂为核心的售电公司将逐步参与电力市场交易。
图表 7 部分省份虚拟电厂参与电力辅助交易的相关政策
目前山东、广东等省份正加速推动虚拟电厂参与电力现货市场。
（1）山东：7 月起，虚拟电厂可作为独立市场主体参与电力交易。2022 年 6月，山东省发改委、能源局、能监办联合下发《关于进一步做好 2022 年下半年山东省电力现货市场结算试运行工作有关事项的通知》，提出鼓励虚拟电厂等新型市场主体参与市场交易；7 月份起， 虚拟电厂可作为独立市场主体参与市场交易。虚拟电厂可聚合分布式光伏、分散式风电、储能（5 兆瓦以下） 、电动汽车（充电桩）、蓄冷蓄热空调、电热水器、自备电厂及所属企业负荷、居民农业侧可调节负荷等可调节资源，根据市场价格信号主动参与削峰填谷，提升电力系统稳定性和灵活调节能力。
（2）广东：国内首个虚拟电厂参与电力现货市场获得盈利。2022 年 5 月 20日，部署于国电投深圳能源发展有限公司的虚拟电厂平台在广东成功完成参与电力现货市场的功能试验。由虚拟电厂平台发出指令，调度尚呈新能源蛤地智能充电站将 50 千瓦时电量从 0 时转移至 4 时。根据 5 月 26日广东电力现货市场数据，深圳能源通过此次试验获利，平均度电收益 0.274元，成为我国首个虚拟电厂调度用户负荷参与电力现货市场盈利的案例。
山西制定虚拟电厂建设运营方案，引导虚拟电厂规范入市。2022 年 6 月 23日，山西省提出 《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》，按照虚拟电厂聚合优化的资源类别不同，将虚拟电厂分为“负荷类”虚拟电厂和“一体化”虚拟电厂两类。
国内已建成多个大型虚拟电厂试点项目，分布在河北、江苏、浙江、广东、上海等多个省份。
从山西能源局发布独立储能和可控负荷参与调峰试点名单看，目前虚拟电厂聚合的主要是用电规模较大的工商业用电用户，聚合阶段来看还处于初期。
案例：国网冀北电力示范工程
国网冀北泛在电力物联网虚拟电厂，启动于 2019 年 12 月，是业内公认的国内首个虚拟电厂。该示范工程一期实时接入与控制蓄热式电采暖、可调节工商业、智能楼宇、智能家居、储能、电动汽车充电站、分布式光伏等 11类 19家泛在可调资源，容量约 160WM，涵盖张家口、秦皇岛、廊坊三个地市。
冀北虚拟电厂整体分三级架构。下层灵活性资源将自身各类量测信息上报虚拟电厂，交易中心和电网中心向虚拟电厂下发电价激励与控制指令；虚拟电厂进行信息整合与实时校正，并进行优化调度，自上而下控制分布式灵活资源。
冀北虚拟电厂智能管控平台是整个示范项目的“智慧大脑”，可实现设备数据和互动信息的计算、存储，集成能源运行管理、交易、服务功能，整合优化各类可调资源与电力系统实时交互。
信息技术是虚拟电厂的核心技术，电力 IT 企业核心受益。推荐标的包括：东方电子、国能日新、朗新科技。其他受益标的还包括：恒实科技、远光软件、国电南瑞、国网信通等。
东方电子：电力 IT 小巨人，配网、调度、电表行业领先。公司虚拟电厂业务涵盖城市级虚拟电厂运行管理平台、负荷聚合商级负荷聚合管控平台和园区级虚拟电厂等三级虚拟电厂范围，已有诸多项目实施案例，包括广州明珠工业园和广州市虚拟电厂管理平台等。
国能日新：发电功率预测龙头，电力交易市场有望拉动公司第二成长曲线。公司自 2020 起开展虚拟电厂业务，结合发电功率预测产品及电力交易策略产品，能形成发电侧与负荷侧数据的打通与良性互动，为相关业务运营主体提升经济效益等。
朗新科技：用户侧能源数字化领先龙头+能源互联网唯一平台企业。公司深耕用户侧电力 IT 20 年，服务电网等核心客户，运营“生活缴费”、“充电桩” 等场景，并发展电力大数据平台。虚拟电厂是负荷侧核心场景，公司具备相关储备能力，目前正积极考虑和规划虚拟电厂、需求响应等电力辅助服务方面的业务发展。
1、政策落地不及预期。
2、虚拟电厂建设不及预期。
3、电力市场推进不及预期。
4、市场系统性风险等。
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