虚拟电厂：数字化技术助力虚拟电厂构建，电网信息化风口已至-国元证券.pdf-solarbe文库

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请务必阅读正文之后的免责条款部分 1 / 24 [Table_Main] 行业研究 |电信服务证券研究报告电信服务行业研究报告 2022 年 07 月 14 日 [Table_Title] 数字化技术助力虚拟电厂构建，电网信息化风口已至虚拟电厂行业研究报告 [Table_Summary] 报告要点  虚拟电厂是电网的 “智能管家” 虚拟电厂 Virtual Power Plant， VPP是通过信息通信技术和软件系统管理分布式能源，作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的没有实体存在的电厂形式，相当于一个电力“智能管家”。从某种意义上讲，虚拟发电厂可以看作是一种先进的区域性电能集中管理模式，为配电网和输电网提供管理和辅助服务。  全球虚拟电厂市场规模快速增长全球虚拟电厂市场规模快速增长。根据咨询机构 PS 预计，全球虚拟电厂市场将从 2017 年的 19.75 亿美元增长至 2023 年的 55.10 亿美元。据 GIR Global Info Research调研，按收入计， 2021 年全球虚拟电厂收入大约 621.1 百万美元，预计 2028 年达到 2296.3 百万美元， 2022 至 2028 期间，年复合增长率 CAGR 为 20.5。从全球看，供需潜力释放将促进虚拟电厂市场规模持续高速增长。  虚拟电厂利好政策频出，电力市场逐渐放开放开电力市场交易是国家政策大趋势， 2018 年 10 月国家发展改革委、国家能源局联合发布关于积极推进电力市场化交易，进一步完善交易机制的通知，以促进清洁能源消纳，支持电力用户与水电、风电、太阳能发电、核电等清洁能源发电企业开展市场化交易。  我国虚拟电厂建设处于向市场型转型阶段，能源聚合商有望优先受益虚拟电厂市场扮演能源聚合商、能源投资商、能源运营商，处于产业链核心位置。能源聚合商具备了打通电网公司、负荷侧用户、电源供应商之间的数据信息的通道及能源互济能力，并且以新型电商的商业模式和能源交易产品的开发和多能互补生态的建设聚合平台，通过持续的营销聚合形成综合能源的供给能力和调节能力，形成价值的最大化。  推荐标的恒实科技、东方电子  建议关注标的特斯拉、国能日新、远光软件  风险提示虚拟电厂推进不及预期，电力市场交易进展不及预期，技术研发突破不及预期，疫情影响供应链运作 [Table_Invest] 推荐 |首次 [Table_PicQuote] 过去一年市场行情资料来源 Wind [Table_DocReport] 相关研究报告通信行业每日动态 20220712 2022.07.12 通信行业每日动态 20220711 2022.07.11 [Table_Author] 报告作者分析师杨为敩执业证书编号 S0020521060001 电话 021-51097188 邮箱 yangweixuegyzq.com.cn 附表重点公司盈利预测（国能日新和远光软件采用 Wind 一致预期） [Table_Forecast] 公司代码公司名称投资评级今收盘（元）总市值（亿元） EPS PE 2022E 2023E 2024E 2022E 2023E 2024E 300513 恒实科技增持 13.39 42.00 0.45 0.55 0.67 23.82 19.41 15.97 000682 东方电子增持 8.01 107.39 0.33 0.44 0.57 24.37 18.16 14.12 301162 国能日新 / 79.51 56.37 1.11 1.47 1.94 71.8 54.19 41.01 002603 远光软件 / 7.00 111.13 0.24 0.29 0.33 29.78 24.43 21.05 数据来源 Wind，国元证券研究所，（收盘价日期为 2022/07/14，国能日新和远光软件采用 Wind 一致预期预测） -27 -18 -10 -2 6 7/15 10/14 1/13 4/14 7/14 电信服务沪深 300 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 / 24 目录 1. 虚拟电厂是电网的“智能管家”，市场应用前景广阔 4 1.1 虚拟电厂是电网的“智能管家” 4 1.2 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 . 6 1.3 二十年技术迭代，我国进入向市场化转型阶段 7 1.4 虚拟电厂规模增长，我国市场前景广阔 . 9 2. 政策利好虚拟电厂建设，技术赋能迎变革 10 2.1 利好政策频出，电力市场逐渐放开 10 2.2 数字技术赋能虚拟电厂发展 11 3. 特斯拉掀起虚拟电厂浪潮，我国企业紧跟发展时机 . 12 3.1 特斯拉打造全方位能源供应，引领虚拟电厂浪潮 . 12 3.2 恒实科技虚拟电厂龙头，产业链核心地位 14 3.3 国能日新深耕新能源产业，开展虚拟电厂业务 . 17 3.4 东方电子能源管理系统解决方案供应商，布局智能电网全产业链 19 3.5 远光软件综合能源服务的优质企业，构建综合能源服务平台 . 21 4. 风险提示 . 23 图表目录图 1虚拟电厂是电网的“智能管家” . 4 图 2虚拟电厂分为电源型虚拟电厂、负荷型虚拟电厂、储能型虚拟电厂、混合型虚拟电厂 . 5 图 3虚拟电厂三大关键为智能计量技术、协调控制技术和信息通信技术 6 图 4虚拟电厂由上游基础资源、中游系统平台、下游电力需求方构成 7 图 5中国分布式光伏累计装机容量持续增长 10 图 6国家电网分布式风电累计装机容量快速上升 . 10 图 7中国全国跨省及跨区输出电量不断增加 10 图 8电力交易中心累计市场交易电量增速明显上升 . 10 图 9 Powerwall家用储能电池 13 图 10 Solar Roof 太阳能屋顶 . 13 图 11公司业绩增长明显， 2017-2021CAGR 为 46.27 13 图 12公司四费波动较大， 2022Q1 四费占总营收 15.79 13 图 13汽车业务保持高增长， 2017-2021CAGR 为 48.77 14 图 14各项毛利率波动较大 . 14 图 15冀北虚拟电厂示范工程架构图 15 图 16 2021 公司同比由盈转亏 15 图 17 2022Q1 四费率占营收的比重上升较为显著。 15 图 18通信行业业务收入占比不断提升 . 16 图 19电力行业毛利率明显增加 16 图 20 公司已经开展虚拟电厂参与辅助服务市场相关业务 18 图 21 2022Q1 归母净利润增长迅速，同比 199.36 . 18 图 22销售费用和研发费用显著上升 18 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 / 24 图 23单站功率预测产品为主要收入 19 图 24其他产品与服务毛利率长期保持 90左右 . 19 图 25 2022 年起受疫情等因素影响，业绩增速放缓 . 20 图 26公司三费总体稳定 20 图 27多种业务总体呈上升趋势 20 图 28信息管理系统业务毛利率上升 20 图 29远光软件的智慧能源管理平台 22 图 30营收持续增长， 2017-2021 实现 CAGR12.89 . 22 图 31费用比例依然较高 , 研发费用达到 31.08 . 22 图 32 2022Q1 智慧能源产业同比增速 31.08，同期最快 23 图 33整体业务毛利率呈下降趋势 23 表 1虚拟电厂在欧美发达国家发展趋于成熟 8 表 2虚拟电厂技术已经历多次演变 8 表 3利好政策频出 . 11 表 4恒实科技盈利预测 16 表 5相对可比公司，恒实科技存在估值优势 17 表 6东方电子盈利预测 21 表 7相对可比公司，东方电子存在估值优势 21 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 / 24 1. 虚拟电厂是电网的 “智能管家” ，市场应用前景广阔 1.1 虚拟电厂是电网的 “智能管家” 虚拟电厂 Virtual Power Plant， VPP是通过信息通信技术和软件系统管理分布式能源，作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的没有实体存在的电厂形式，相当于一个电力“智能管家”。从某种意义上讲，虚拟发电厂可以看作是一种先进的区域性电能集中管理模式，为配电网和输电网提供管理和辅助服务。对内，它将相对分散的电源、电网、荷载和储能等进行聚合协调和优化控制，在局部实现“源网荷储一体化”；对外，它则等效为一个可控的电源，既能作为“正电厂”向系统供电，也能作为“负电厂”消纳系统的电力，灵活实现削峰填谷。虚拟电厂可以最大程度地调整新能源电力的强随机波动性，提高新能源的利用率，打破了传统电力系统中发电厂之间、发电侧和用电侧之间的物理界限。根据山西省能源局虚拟电厂建设与运营管理实施方案，虚拟电厂分为负荷类虚拟电厂和一体化虚拟电厂 1）“负荷类”虚拟电厂指虚拟电厂运营商聚合其绑定的具备负荷调节能力的市场化电力用户（包括电动汽车、可调节负荷、可中断负荷等），作为一个整体（呈现为负荷状态）组建成虚拟电厂，对外提供负荷侧灵活响应调节服务； 2）“源网荷储一体化”虚拟电厂指列入“源网荷储一体化”试点项目，建成后新能源、用户及配套储能项目通过虚拟电厂一体化聚合，作为独立市场主体参与电力市场，原则上不占用系统调峰能力，具备自主调峰、调节能力，并可以为公共电网提供调节服务。图 1 虚拟电厂是电网的“智能管家” 资料来源国网上海经研院， 36 氪研究院，国元证券研究所请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 / 24 根据虚拟电厂对外特征，不同类型特征的虚拟电厂具有不同的服务能力，可将虚拟电厂分为电源型虚拟电厂、负荷型虚拟电厂、储能型虚拟电厂、混合型虚拟电厂。 1）电源型虚拟电厂具有能量出售的能力，可以参与能量市场，并视实际情形参与辅助服务市场。 2）负荷型虚拟电厂具有功率调节能力，可以参与辅助服务市场，能量出售属性不足。 3）储能型虚拟电厂可参与辅助服务市场，也可以部分时段通过放电来出售电能。 4）混合型虚拟电厂全能型角色。虚拟电厂需要拥有三类核心能力接入能力、控制能力、交易能力。接入能力，是最基础的能力，需要尽可能地接入优质的底层资产，包括分布式能源、储能等优质可调设备以及有调节能力的优质负荷，在接入的基础上，还需要有能力基于这些设备的机理、业主的用能需求进行可调性分析。控制能力，是虚拟电厂的核心能力，虚拟电厂需要有相应的控制能力能够保证各类策略和指令可以被执行，这不仅仅需要技术上的保障，也和商业能力紧密相关。交易能力，是虚拟电厂的关键商业能力，因为市场交易是虚拟电厂初期的主要收入来源，虚拟电厂可以参与到电量交易、辅助服务、需求响应等等市场中获得经济收益。目前电力市场的改革还在推进的过程中，虚拟电厂需要基于对自己接入资源的理解和对市场的判断，寻找最优策略，获得最大的交易回报。建设虚拟电厂需要三大关键信息化技术智能计量技术、协调控制技术和信息通信技术。 1）智能计量技术精确地计量用户侧电、热、气、水等耗量，建立精准的能源网络供需平衡，为虚拟电厂的调度、生产提供依据。 2）协调控制技术收集、处理、聚合多样化的信息，根据收集的信息建立完善的数学模型及优化算法，实现对系统高要求的输出。图 2 虚拟电厂分为电源型虚拟电厂、负荷型虚拟电厂、储能型虚拟电厂、混合型虚拟电厂资料来源虚拟电厂基础特征内涵与发展现状概述，国元证券研究所请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 / 24 3）信息通信技术通过互联网、虚拟专用网、电力线路载波、无线通信等，接收各子系统的状态信息、电力市场信息、用户侧信息等，并根据这些信息进行决策、调度、优化。 1.2 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产业链结构由上游基础资源、中游系统平台、下游电力需求方构成。 1）上游基础资源主要包括可调负荷、分布式电源和储能设备。可调负荷的重点应用领域主要包括工业、建筑和居民等，不同应用场景负荷可调潜力差异较大。分布式电源指用户现场及附近配置较小的发电机组，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。储能设备可分为机械储能、化学储能、电磁储能和相变储能。 2）中游资源聚合商主要依靠互联网、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，是虚拟电厂产业链的关键环节。 3）产业链下游为电力需求方，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，各省从用电量、电压等级、产业类别等方面设计各自的大用户标准。图 3 虚拟电厂三大关键为智能计量技术、协调控制技术和信息通信技术资料来源 36 氪研究院，国元证券研究所请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 / 24 资源聚合商有望成为虚拟电厂主角。一方面，资源聚合商通过算法优化和业务模式创新有望促进电力系统效率提升。另一方面，资源聚合商规模将进一步扩大。随着分布式能源种类和数量越来越多，分布空间越来越广，部分聚合商最终将成为一种跨种类、广域的源网荷储集成商，在电力行业发挥举足轻重的作用。 1.3 二十年技术迭代，我国进入向市场化转型阶段虚拟电厂主要起源于 21 世纪初期，于德国、英国、西班牙、法国、丹麦等欧洲国家兴起，同期美国也推行与虚拟电厂意义类似的“电力需求响应（ DR， Demand Response）”。全球首个虚拟电厂项目诞生于 2000 年，德国、荷兰、西班牙等 5 国 11 家公司共同启动虚拟电厂项目 VFCPP，搭建了由 31 个分散且独立的居民燃料电池热电联产 CHP系统构成的虚拟电厂。发展至今，虚拟电厂概念及实践在发达国家已经成熟，我国虚拟电厂建设也步入战略发展阶段。虚拟电厂在欧美发达国家发展趋于成熟。在欧美各国已有一些可供借鉴的小规模示范项目。自 2001 年起，欧洲各国就开始开展以集成中小型分布式发电单元为主要目标的虚拟发电厂研究项目，现已实施的虚拟电厂项目有德国卡塞尔大学太阳能供应技术研究所的试点项目、欧盟虚拟燃料电池电厂项目、欧盟 FENIX 项目等。美国虚拟电厂是在需求响应（ DR）的基础上建立的， 2016 年 Con Edison 公司启动的 CEVPP 计划是美国首个虚拟电厂计划，斥资 1500 万美元，参与输配电延迟、调峰、频率调节、容量市场和批发市场等应用，探索了通过虚拟电厂平台支持能量存储聚合的盈利能力。图 4 虚拟电厂由上游基础资源、中游系统平台、下游电力需求方构成资料来源闪迅边缘云，华经产业研究院，国元证券研究所请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 / 24 表 1 虚拟电厂在欧美发达国家发展趋于成熟工程名称时间参与国家用途 PMVPP 2007 荷兰提高电网调峰调频能力 FENIX 2009 英国、西班牙、法国等欧盟 8 国提高电网系统稳定性、安全性和可持续性 EDISON 2012 丹麦平抑分布式能源接入后电力系统的大幅波动 WEB2ENERGY 2015 德国、波兰等验证和实施智能配电三大技术关西 VPP 2016 日本提高能源的利用率和综合能源效益 ConEdition 2016 美国提高电网实时应用、调峰、调频能力光储 VPP 2018 南澳大利亚州降低用户电费、提高多能源系统稳定性资料来源冀北电力交易中心，华经产业研究院，国元证券研究所我国虚拟电厂起步“十三五”，目前已有多个试点项目。 “十三五”期间，我国江苏、上海、河北等地开展了电力需求响应和虚拟电厂的试点工作。其中，江苏省率先出台江苏省电力需求响应的实施细则指导电力需求的调控。 2019 年，建成国内首个虚拟电厂 “国网冀北虚拟电厂”，实现了发电和用电的自我调节。 2022 年 6 月，北京市“十四五” 时期电力发展规划首次将虚拟电厂的建设纳入电力发展规划中，虚拟电厂也随基础资源的快速发展而受到重视。虚拟电厂技术已经历多次演变。虚拟电厂的技术演变可以从内部资源类型变化的角度进行总结归纳。 1）虚拟电厂 1.0最早出现的虚拟电厂主要为负荷侧虚拟电厂，主要针对闲散的用户电器开展聚合管理。负荷侧虚拟电厂可以通过智能楼宇群控、工业负荷用电管理等手段实现，主要实现调峰、深度调峰、填谷等业务。 2）虚拟电厂 2.0最为典型的是冀北虚拟电厂，实现了电采暖、智能家居、储能、电动汽车充电站、分布式光伏等资源的智能调控。相比于虚拟电厂 1.0，由于资源的互补性、多样性，虚拟电厂 2.0 在参与规模、资源种类、供电范围、供电可靠性上有明显的提高，初步参与了电力市场的调峰辅助服务市场，商业价值得到一定的展现。 3）虚拟电厂 3.0随着市场机制的建立和完善，海量的可调资源和综合能源进入虚拟电厂的运行管理中，同时在市场的激励下，虚拟电厂的服务目标更加多样化，有调频、调峰、电能量虚拟电厂，也有中长期虚拟电厂、实时虚拟电厂，还有支撑系统电压、惯性的虚拟电厂。相较于上一代，资源侧面临着参与何种虚拟电厂的问题，资源池更加动态化。表 2虚拟电厂技术已经历多次演变虚拟电厂类型虚拟电厂 1.0 虚拟电厂 2.0 虚拟电厂 3.0 资源类型负荷侧虚拟电厂源网荷储一体化自主灵活聚合虚拟电厂设备类型居民、工业负荷新能源、负荷、储能新能源、负荷、储能、气、冷、热建设架构电价激励固定聚合动态资源池管理市场应用智能楼宇群控、深度调峰、填谷能源聚合商、共享电源市场型虚拟电厂交互过程用户相应用户响应、智能调控、电能交易用户响应、资源共享、智能调控、电能交易、合作竞争、市场博弈资料来源虚拟电厂参与电力市场与调度控制技术研究综述，国元证券研究所请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 / 24 依据外围条件的不同和市场发展规律，虚拟电厂的发展阶段通常可分为邀约型阶段、市场化阶段、自主调度型阶段。 1）邀约型阶段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，通过政府部门或电力调度机构发出邀约信号，各个聚合商、虚拟电厂参与组织资源以可控负荷为主进行响应，共同完成邀约、响应和激励流程。 2）市场化阶段在电能量现货市场、辅助服务市场和容量市场建成后或已建设成熟，虚拟电厂聚合商以类似于实体电厂的模式，基于自身商业模式分别参与这些市场获得收益。在第 2 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。 3）自主调度型阶段随着可聚合的资源种类越来越多、数量越来越大、空间越来越广，实际上可称之为“虚拟综合电力系统”，既包含分散各地的分布式能源、储能系统、可控负荷等基础资源，也囊括由这些基础资源进一步组合而成的微网、主动配电网、多能互补多能源系统、局域能源互联网等，实现发用电方案的持续优化。我国虚拟电厂建设目前正处于向市场型转型阶段，资源聚合商有望优先受益。我国目前主要属于在邀约型阶段中，市场参与度较低，进入市场型阶段后，资源聚合商将成为主体，以类似于实体电厂的模式，分别参与这些市场获得收益，增强虚拟电厂的统一协调控制能力。随着我国逐步向市场型转型过程逐步深化，资源聚合商重要性进一步加深。 1.4 虚拟电厂规模增长，我国市场前景广阔全球虚拟电厂市场规模快速增长。根据咨询机构 PS 预计，全球虚拟电厂市场将从 2017 年的 19.75 亿美元增长至 2023 年的 55.10 亿美元。据 GIR Global Info Research调研，按收入计， 2021 年全球虚拟电厂收入大约 621.1 百万美元，预计 2028 年达到 2296.3 百万美元， 2022 至 2028 期间，年复合增长率 CAGR 为 20.5。从全球看，供需潜力释放将促进虚拟电厂市场规模持续高速增长。我国分布式发电装机量大，虚拟电厂前景广阔。虚拟电厂可以降本增效，为电力行业未来主要发展方向，战略意义重大。根据国家能源局公布数据显示，从光伏发电领域来看，我国分布式光伏发电并网装机容量逐年增长，增速加快。据中国光伏行业协会统计， 2021 年我国分布式光伏发电并网装机容量为 107.5GW，同比增长 37.56。据国家电网数据， 2030 年国家电网经营区下的分布式电源装机将达到 290GW，占总装机量 10左右，其中分布式光伏装机达到 260GW、分散式风电装机量达到 30GW。从区域电力输送来看，据中电联数据，我国跨省及跨区输送电量持续提升。 2021 年我国跨省输送电量为 1600GWH，跨区输送电量为 690GWH。从电力交易市场来看， 2022 年我国电力交易市场飞速发展。据中电联数据， 2021 年我国电力市场交易电量累计为 3778.7GWH，同比增长 19.34。 2022 年 1 月电力市场交易电量累计为 497.08GWH，同比增长 97.80，实现飞速增长。请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 / 24 图 5 中国分布式光伏累计装机容量持续增长图 6 国家电网分布式风电累计装机容量快速上升数据来源中国光伏行业协会，华经产业研究院，国元证券研究所数据来源国家电网，华经产业研究院，国元证券研究所图 7 中国全国跨省及跨区输出电量不断增加图 8 电力交易中心累计市场交易电量增速明显上升数据来源中电联，华经产业研究院 , 国元证券研究所数据来源中电联，华经产业研究院，国元证券研究所 2. 政策利好虚拟电厂建设，技术赋能迎变革 2.1 利好政策频出，电力市场逐渐放开电力市场持续开放。放开电力市场交易是国家政策大趋势， 2018 年 10 月国家发展改革委、国家能源局联合发布关于积极推进电力市场化交易，进一步完善交易机制的通知，以促进清洁能源消纳，支持电力用户与水电、风电、太阳能发电、核电等清洁能源发电企业开展市场化交易。 2022 年关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见，明确了到 2030 年，全国统一电力市场体系基本建成，新能源全面参与市场交易。 2022 年 6 月 23 日，山西省能源局发布虚拟电厂建设与运营管理实施方案，指出虚拟电厂的类型、技术要求、参与市场、建设及入市流程，并明确并网运营技术和管理运营规范。虚拟电厂利好政策频出。 “十四五”现代能源体系规划（发改能源〔 2022〕 210 号）等多个政策文件均提出，我国将完善新型电力系统建设和运行机制，完善适应可再生能源局域深度利用和广域输送的电网体系，健全适应新型电力系统的市场机制，完善灵活性电源建设和运行机制，并开展各类资源聚合的虚拟电厂示范。同时，浙江、上海、广东等地也持续探索通过虚拟电厂项目积极响应削峰填谷需求，提高电力系统运营效率。国家 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 20 40 60 80 100 120 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 累计装机容量（ GW）增速 1.2 15 30 0 5 10 15 20 25 30 35 2020 2025E 2030E 累计装机容量（ GW） 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2017 2018 2019 2020 2021 跨省输电量（ GWH）跨区输电量（ GWH） 0 20 40 60 80 100 120 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 2017 2018 2019 2020 2021 2022.1 市场交易电量（ GWH）增速（）请务必阅读正文之后的免责条款部分 11 / 24 与地方政策的陆续出台落地，为虚拟电厂建设与发展提供了良好的政策环境。表 3 利好政策频出时间颁布主体政策文件名称 2022.01 国家发改委国家能源局 “十四五”现代能源体系规划（发改能源 [2022]210 号） 2022.01 国家发改委国家能源局关于完善能源绿色低碳转型体质机制和政策措施意见（发改能源 [2022]206 号） 2022.01 国家发改委国家能源局关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见（发改体改 [2022]118 号） 2021.07 国家发改委国家能源局关于加快推动新型储能发展的指导意见（发改能源规 [2021]1051 号） 2021.03 国家发改委国家能源局关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见（发改能源 [2021]280 号） 2015.07 国家发改委国家能源局关于促进智能电网发展的指导意见（发改运行 [2015]1518 号）资料来源政府文件，国元证券研究所碳中和碳达峰推动综合能源服务方式变革。 2020 年经济工作会上指出“做好碳达峰、碳中和工作；我国二氧化碳排放力争 2030 年前达到峰值，力争 2060 年前实现碳中和；要抓紧制定 2030 年前碳排放达峰行动方案，支持有条件的地方率先达峰；要加快调整优化产业结构、能源结构，推动煤炭消费尽早达峰，大力发展新能源，加快建设全国用能权、碳排放权交易市场，完善能源消费双控制度；要继续打好污染防治攻坚战，实现减污降碳协同效应；要开展大规模国土绿化行动，提升生态系统碳汇能力。” 2021 年是“十四五”开局之年，以虚拟电厂为首的综合能源服务有望实现跨越式发展。 2.2 数字技术赋能虚拟电厂发展数字化是提升电网消纳能力的重要基础。现阶段新能源并网的关键是电网消纳能力，其中核心在于调度调节能力以及大规模超远距离输电能力，这两点均离不开数字化手段的辅助。通过数字化技术，可以实现电网整体的协调优化控制。通过使用数字化技术，虚拟电厂有望和储能一起成为电力体系智能协调、效率提升的重要方式。储能云网平台可实现储能及新能源电站的多方参与、联合生产以及统一调度，达到资源最优调配。储能云网平台实现储能及新能源电站的多方参与、联合生产以及统一调度，达到资源最优调配。通过储能云网平台将分布式储能资源或零散分布、不可控的负荷资源转化为随需应变的“虚拟电厂”资源，利用虚拟电厂的聚合功能，形成规模化“削峰填谷”响应，实现储能资源的最大化利用。区块链技术助力虚拟电厂建设。从虚拟电厂的构建和运营来看 1）源端，区块链可对设备进行唯一性认证并进行出力核查。 2）网端，可构建去中心化云平台，实现各类数据信息“可信、可管、可控、可知”的传输，结合用户侧需求响应与发电侧出力信息进行智能调度，提升供需两端匹配效率。同时可利用账本技术，采用可信交易积分等手段完善信用体系，提高交易效率。 3）荷端，可对负荷进行唯一性认证，鼓励负荷端节能减排或参请务必阅读正文之后的免责条款部分 12 / 24 与电力市场交易。储能技术日臻完善，成本下降。储能技术逐渐朝多样化发展，压缩空气储能、储氢技术、固碳制氨技术不断问世；而组件及控制技术日渐成熟，使得成本快速下降，根据 BloombergNEF 数据显示， 2021 年全球锂离子电池组均价约为 132 美元 /kWh，至 2024 年，这一价格或会降至 100 美元 /kWh，等于自 2010 年以来下降了 89，从地区看，中国的锂离子电池组均价最低，为 111 美元 /kWh。储能技术的成本下降为虚拟电厂的发展奠定了经济基础。全球能源数字化技术发展态势显著。目前，世界各国纷纷采取措施，推动数字化进程，将大数据分析及机器学习、区块链、分布式能源管理和云计算等数字技术，应用到能源生产、输送、交易、消费及监管等各个环节。能源和资源数字化后，将得以智能化分配，大幅提高利用效率，使碳捕获和储存等特定的清洁能源技术受益。 3. 特斯拉掀起虚拟电厂浪潮，我国企业紧跟发展时机 3.1 特斯拉打造全方位能源供应，引领虚拟电厂浪潮特斯拉是美国最大的电动汽车及太阳能公司。公司 2003 年成立于美国硅谷， 2004 年 2 月，埃隆·马斯克（ Elon Musk）向特斯拉投资 630 万美元后，正式成为特斯拉的联合创始人。成立以来，特斯拉透过收购不同领域的公司提高自身生产能力及核心技术积累，业务范围涉及模具冲压、机器工程、自动化设备制造及电池包组装等。目前，公司秉承着“加速世界向可持续能源的转变”的使命，构建光伏发电 -电动车 -清洁能源储能产业链，能源业务与汽车业务并驾齐驱，目标是逐步培养出一个清洁能源的生态系统。公司主打全方位的能源供应。在家庭能源方面，公司推出“太阳能发电储能”产品体系。 2015 年 5 月，公司首先推出 Powerwall，一款家用储能电池，能够将电能存储下来，用以应对傍晚用电高峰或电网断电。 2016 年 6 月特斯拉提议以 25 亿到 30 亿美元价格收购 SolarCity， 10 月推出第一代 Solar Roof 产品，正式进入光伏屋顶市场， Solar Roof 利用全集成太阳能系统为家庭供电，可通过长期能源生产，抵消前期资金投入。以太阳能满足家庭供电需求，有效控制每月电费支出。 Powerpack 和 Megapack 则是商用能源产品，分别于 2017 年和 2019 年推出，力求通过大规模存储和利用清洁能源，改变为世界提供能源的方式。公司着手布局虚拟电厂建设。公司依靠 Powerwall，使储能系统得到分布化应用，与 2018 年、 2017 年和 2022 年分别与 Energy Locals， Green Mountain Power， PGE 等公共事业公司和电力零售商先后开展了虚拟电厂项目，实现虚拟电厂的商业化扩张，加速新能源经济转型。 2022 年 7 月 8 日， PGE 公司与电力公司与特斯拉正式推出虚拟电厂试点项目，特斯拉邀请 Powerwall 的家庭用户参与其位于加州虚拟电厂项目的消息放出，自此 A 股市场虚拟电厂景气度上升，预计虚拟电厂建设将进一步得到市场重视。请务必阅读正文之后的免责条款部分 13 / 24 图 9 Powerwall 家用储能电池图 10 Solar Roof 太阳能屋顶资料来源公司官网 , 国元证券研究所资料来源公司官网 , 国元证券研究所公司近年营收快速增长。公司 2017 年营业收入 117.59 亿美元，于 2021 年增长到了 538.23 亿美元，年均复合增长近 46.27，增长迅速。得益于产品结构调整，公司归母净利润近年增长更为迅速，已经从 2017 年亏损 19.61 亿美元净利润增长到了 2021 年的 55.19 亿美元净利润， 2021Q1 归母净利润同比增长 657.53。公司 2021 年四费总体占总营收的 33.13，到了 2022Q1 四费总体只占总营收的 15.79，波动较大。图 11公司业绩增长明显， 2017-2021CAGR 为 46.27 图 12公司四费波动较大， 2022Q1 四费占总营收 15.79 数据来源同花顺 Ifind, 国元证券研究所数据来源同花顺 Ifind, 国元证券研究所公司主营业务分别为电动汽车销售及租赁业务、能源及储能业务、服务及其他业务。 2017- 2021年公司汽车业务从 96.41亿美元增长到了 168.61 亿美元，年均复合增长约 48.77。同期蓄能发电业务营收从 11.16亿美元增长到了 27.89 亿美元，年均复合增长约 25.72。同期服务和其他业务营收从 10.01 亿美元增长到了 38.02 亿美元，年均复合增长约 39.60。业务均保持较快的增长速度。公司的汽车业务毛利率较高， 2022Q1 约为 32.85，蓄能发电业务受上游元器件材料价格上升影响，毛利率明显下降， 2021Q1 为 -11.69。 -400 -200 0 200 400 600 800 -100 0 100 200 300 400 500 600 2017 2018 2019 2020 2021 2022Q1 营收（亿美元）归母净利润（亿美元）营收 yoy 归母净利润 yoy 0 5 10 15 20 25 2017 2018 2019 2020 2021 2022Q1 市场、销售和管理费用率研发费用率请务必阅读正文之后的免责条款部分 14 / 24 图 13 汽车业务保持高增长， 2017-2021CAGR 为 48.77 图 14 各项毛利率波动较大数据来源同花顺 Ifind, 国元证券研究所数据来源同花顺 Ifind, 国元证券研究所 3.2 恒实科技虚拟电厂龙头，产业链核心地位北京恒泰实达科技股份有限公司是国内领先的智能大数据综合解决方案提供商和运营商。恒实科技成立于 2000 年 6 月 27 日，于 2016 年 5 月 30 日在深圳证券交易所挂牌上市，是国内领先的智慧能源及智能物联应用解决方案供应商，民营通信规划设计院龙头企业。公司依托在电力、通信的雄厚积累，全面投身综合能源服务、智慧物联应用和通信规划设计三大业务方向，为电网、运营商、交通、金融等行业客户提供智能化综合解决方案。冀北虚拟电厂市场化交易具备示范作用。 2019 年，被业界公认为标杆事件的国内首个虚拟电厂国网冀北泛在电力物联网虚拟电厂示范工程投入运行，恒实科技全程参与了国网冀北电力公司虚拟电厂建设，在市场规则制定、用户协议签订、 VPP 智能终端安装与调试和市场化运营等方面积累了丰富的经验。市场化交易的主要流程如下 1） T-N聚合能源，安装采集设备接入管控平台，试运行 360h，取得入网资质签订并网协议。 2） T-2 进行交易申报，申报 T1 日 96 点发电 /负荷曲线价格。 3） T-1完成交易出清，市场成员撮合交易边际价格出清，进行安全校核，发布中标 96 点曲线。 4） T执行发电计划。 5） TN按实际发电量和合同约定结算电费。冀北虚拟电厂市场化交易是华北电网现货辅助服务市场的子市场，其通过 “1 个平台 2 张网络多方应用 ”模式进行架构 1 个平台冀北虚拟电厂智能管控平台，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。 2 张网络包括以