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本报告的风险等级为中高风险。本报告的信息均来自已公开信息，关于信息的准确性与完整性，建议投资者谨慎判断，据此入市，风险自担。请务必阅读末页声明。电力设备及新能源行业超配（维持）电力设备及新能源行业之虚拟电厂专题报告聚沙成塔，电尽其用2024 年 2月 29日投资要点分析师刘兴文SAC执业证书编号 S0340522050001电话 0769-22119416 邮箱 liuxingwendgzq.com.cn研究助理苏治彬SAC执业证书编号 S0340121070105电话 0769-22110925邮箱 suzhibindgzq.com.cn行业指数走势资料来源东莞证券研究所， iFinD相关报告  虚拟电厂作为新型智能电网技术，有望向市场化交易的发展阶段迈进。 2023年 9月，国家发改委和国家能源局印发电力现货市场基本规则（试行），其中提到，要 “ 推动分布式发电、负荷聚合商、储能和虚拟电厂等新型经营主体参与交易。 ” 我国虚拟电厂处于早期发展阶段，目前以邀约型模式为主，未来虚拟电厂等新兴市场主体参与电力市场交易将增大其参与电力市场交易的盈利空间，虚拟电厂行业有望向市场化交易的发展阶段迈进。 虚拟电厂参与市场机制，推进 “ 源网荷储一体化 ” 发展。新能源发电具有间歇性、波动性和随机性等特点，对电网安全性和稳定性带来挑战。随着大规模新能源装机并网发电，新能源电力消纳问题不可避免。虚拟电厂具备规模化调节能力，可应对短时电力供需紧张和新能源消纳困难问题，通过虚拟电厂 “ 削峰填谷 ” 较传统火电具备明显经济性。在政策的支持保障下，市场机制进一步强化及电力现货市场加快建设，将推动各类调节资源积极参与电力市场，支持调节资源通过市场化方式获取收益，有利于充分挖掘负荷聚合商、虚拟电厂等主体的需求侧资源调峰潜力，促进 “ 源网荷储一体化 ”发展。 虚拟电厂行业市场空间广阔，未来有望迎来快速发展期。 2022年，全球虚拟电厂新增投资规模 9.9GW，累计装机规模达 21.2GW。至 2030年，全球虚拟电厂累计规模将达 58GW， 2022至 2025年年均复合增速约 39.9。 2022年全球电力需求为 26,779TWh，虚拟电厂参与交易电量约 32.6TWh，仅占全球电力需求量的 1.2‰ ，虚拟电厂未来仍有巨大的市场潜力。国内方面，至 2025年，中国的虚拟电厂累计装机规模预计将从 2022年的 3.7GW增长至 39GW， 2022-2025年年均复合增速达 108.1，装机量全球占比将从 2022年的 17.5提升至 2025年的67.2，中国虚拟电厂行业有望迎来规模化发展机遇。 投资建议。 2024年 1月 22日，国家能源局 2024年能源监管工作要点，将虚拟电厂、负荷聚合商等新型主体引入电力市场，引导虚拟电厂等新型主体参与系统调节作为今年重点工作。 2024年 2月 27日，国家发展改革委、国家能源局联合印发关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见，其中，明确源网荷各侧调节资源和风光储联合单元、负荷聚合商、虚拟电厂等主体的独立市场地位。国家部委接连出台相关文件，释放出今年要加大发展虚拟电厂力度的信号，可关注相关具备资源和技术优势的虚拟电厂聚合商、技术提供商、电力信息化软硬件供应商等。 风险提示市场竞争加剧风险；新型电力系统建设不及预期风险；技术和产品创新风险。深度研究行业研究证券研究报告电力设备及新能源行业之虚拟电厂专题报告 2请务必阅读末页声明。目录1.虚拟电厂作为新型智能电网技术，正迎来新的发展机遇期 . 41.1 海外虚拟电厂起步较早且技术较为成熟 41.2 国内陆续出台政策推动虚拟电厂行业发展 . 82.3 目前我国虚拟电厂以邀约型为主，有望向市场化发展阶段迈进 .102. 虚拟电厂参与市场机制，推进 “ 源网荷储一体化 ” 发展 . 122.1 虚拟电厂 “ 削峰填谷 ” 具备经济性，可提升电网安全保障水平 .122.2 新型储能将成为电力系统调节的重要资源 . 162.3 换电站和充电桩持续快速增长，新能源汽车成电网 “ 移动充电宝 ” .213. 虚拟电厂行业市场空间广阔，未来有望迎来快速发展期 . 233.1 虚拟电厂行业参与的市场主体众多 233.2 虚拟电厂聚合商和技术服务商是核心环节 . 24 3.3 虚拟电厂行业有望迎来规模化发展机遇 274.投资策略和重点公司 285.风险提示 31插图目录图 1 虚拟电厂运作模式示意图 4图 2 虚拟电厂的聚合模式 6图 3 虚拟电厂的内部结构 6图 4 虚拟电厂业务模式示意图 11图 5 光伏年度累计新增装机量 13图 6 光伏月度新增装机量 13 图 7 风电年度累计新增装机量 13图 8 风电月度新增装机量 13图 9 2013-2023年中国集中式、分布式光伏新增装机量占比情况 14图 10 2021-2023 年各季度地面电站光伏新增装机（ GW） 14图 11 2021-2023 年各季度分布式光伏新增装机（ GW） 14图 12 2021-2023 年各季度工商业光伏新增装机（ GW） 15图 13 2021-2023 年各季度户用光伏新增装机（ GW） 15图 14 我国各类型发电装机容量占总装机容量比重 . 15图 15 新型电力系统建设 “ 三步走 ” 发展路径 . 16图 16 中国新型储能新增装机规模 17图 17 2022年全球储能市场累计装机规模分布 17图 18 2022年全球新型储能装机规模分布 .17图 19 分布式智能电网 18 图 20 新型电力系统图景展望 18图 21 系统友好型新能源电站示意图 19图 22 2022年中国新增投运新型储能项目接入位置及应用场景分布 20图 23 中国新型储能累计装机规模 21图 24 新能源汽车年度累计销量 22图 25 新能源汽车保有量 22 电力设备及新能源行业之虚拟电厂专题报告 3请务必阅读末页声明。图 26 全国换电站数量 22图 27 全国公共充电桩数量 22图 28 虚拟电厂示意图 24图 29 国网信通需求响应系统 25图 30 国网信通智能楼宇系统 25图 31 光伏发电的发电量曲线与用电量曲线 . 26图 32 微电网生态架构图 26图 33 虚拟电厂装机规模测算 27图 34 虚拟电厂累计投资规模测算 28表格目录表 1 国际上第三代虚拟电厂发展情况 .7表 2 2022年以来虚拟电厂相关国家政策文件 8表 3 2022年以来虚拟电厂相关地方政策文件 9表 4 虚拟电厂收入来源 11表 5 虚拟电厂参与市场的交易品种 12表 6 虚拟电厂相关市场主体及市场活动 23表 7 公司盈利预测及投资评级（截至 2024年 2月 28日） 30 电力设备及新能源行业之虚拟电厂专题报告 4请务必阅读末页声明。 1.虚拟电厂作为新型智能电网技术，正迎来新的发展机遇期1.1 海外虚拟电厂起步较早且技术较为成熟虚拟电厂是一种的能源协调管理系统，可通过利用调控、通信技术将分散的源、网、荷、储等资源进行整合成一个整体，以参与电力系统运行和电力市场管理。虚拟电厂可聚合海量的分布式能源参与电力市场，并能够辅助电网平抑波动、稳定电力供需。根据山西省能源局印发的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，可将虚拟电厂分为 “ 负荷类 ” 和 “ 源网荷储一体化 ” 两类。 “ 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。 “ 源网荷储一体化 ” 虚拟电厂（下称 “ 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。虚拟电厂并不是一个真实的实体电厂，其本身并不发电，而是通过协调发电资源、调整部分用电需求来实现电网的平衡，减少高峰期用电和增加 “ 电力弹性 ” 起到和电厂发电一致的效果，是电力的 “ 搬运工 ” 。虚拟电厂的电力来源可以分为两类，一类是其聚合的分布式电源、储能、电动车等向电网提供的富余电力 ;另一类是虚拟电厂通过控制其聚合的可调节负荷，削减用电高峰时的电力需求，所节省的部分等效于向电网提供了电力。图 1 虚拟电厂运作模式示意图资料来源虚拟电厂公众号，东莞证券研究所电力设备及新能源行业之虚拟电厂专题报告 5请务必阅读末页声明。海外发达国家的虚拟电厂起步较早，先是在欧洲萌芽发展，在 2010 年左右进入到探索商业化运营阶段。目前海外发达国家的虚拟电厂相关配套机制较为健全，基于具体应用场景的差异，各国对虚拟电厂的研究侧重点也不尽相同。整体而言，全球的虚拟电厂经历了三个阶段的发展。第一代虚拟电厂为邀约型虚拟电厂，国内具有代表性的主要有江苏模式和上海模式。江苏方面，由于江苏省电网负荷峰谷差不断增大，为避免资源浪费，引入需求侧响应能源战略管理模式，运用市场化方式激励和引导用户主动削减尖峰负荷，强化需求侧管理， 2015年在全国率先出台了季节性尖峰电价政策，明确所有尖峰申价增收资金用于需求响应激励，构建了需求响应激励资金池，为江苏地区需求响应快速发展奠定基础。上海方面，由于上海市用电负荷波动性强，且随着市外可再生能源大规模馈入，上海电网调峰压力持续增加，外来电规模日益增大和可再生能源优先消纳趋势带来本地电网调度运行和管理压力。 2014年，上海市正式上线了需求响应管理平台，后来随着需求侧管理市场化水平提升和市场主体多元化完成多次改版升级，建设了虚拟电厂运营管理与监控平台试点。上海虚拟电厂运营体系的基本成员由电力公司交易中心、调度中心、运管平台以及虚拟电厂四方构成。海外方面，芬兰自 1964 年开始实施的分时电价机制对于降低日负荷的峰值起到了积极作用，缓解了电力供应的压力。芬兰已经立法规定电力公司必须采用分时电价，并设计了专用计量系统。电力市场开放竞争后，类似直接负荷控制的削减电力峰值的措施很快停止，负荷曲线逐渐平滑，电力供应压力显著减小。 2014年后，开始芬兰几乎所有实现电力需求响应的用户电价都采用了分时电价。在需求响应方面，法国主要采用分时电价方案。法国有超过 1000 万消费者参加一个名为 Tempo的需求响应项目，此项目将全年分成蓝色日、白色日和红色日三种电价，每天又分峰荷与非峰荷两种电价。第二代虚拟电厂为市场型虚拟电厂，重点在于提升系统的灵活调节能力，实现连续闭环调控和市场运营，并面向源荷储各类可调节资源。随着分布式电源、储能装置、电动汽车、可调负荷等各类分布式能源逐步规模化接入电网，各类分布式能源自身的波动性与不确定性对电力系统的安全稳定运行构成了挑战。虚拟电厂则能够为高比例分布式能源大规模接入电网提供解决方案，即通过区域性多能源聚合的方式，来实现对大量分布式能源的灵活控制，从而保障电网安全稳定运行。虚拟电厂实际上并未对系统中分布式能源并网的方式进行改变，而是通过先进的控制、计量、通信手段对各类分布式电源进行聚合，和第一代相比，第二代虚拟电厂可以通过参与各类电力市场交易，以更灵活开放的方式来调控配置各类分布式能源资源，为电力系统提供高质量的管理及辅助服务，还能发掘更大的收益潜力。电力设备及新能源行业之虚拟电厂专题报告 6请务必阅读末页声明。图 2 虚拟电厂的聚合模式资料来源走进虚拟电厂，东莞证券研究所第二代虚拟电厂是一种以电力市场配置电力资源运行为驱动，通过协调、优化和控制由分布式电源、储能、智慧社区、可控工商业负荷等柔性负荷聚合而成的分布式能源集群，作为一个整体参与各类电力市场交易，并为电力系统运行安全提供调峰、调频、紧急控制等辅助服务的分布式能源聚合商。图 3 虚拟电厂的内部结构资料来源走进虚拟电厂，东莞证券研究所第三代虚拟电厂为自主调度型虚拟电厂，具有很强的自主性，可以在成熟电力市场环境下长期商业化运营。随着虚拟电厂的不断发展，未来配电网中分布式能源和有源负荷将保持高速增长，更多电力用户将由单一的消费者转变为混合型的产消者。传统电力场的消费者地理位置较分散、波动性大、随机性强、控制难度大，对电网安全可靠运行有着巨大的挑战。当产消者的角色出现时，依托互联网、区块链、数据、人工智能等现代信息通信技术，把分布式能源、储能、负荷等分散在电网的各类资源相聚合，进而协同优化运行控制和市场交易，对电网提供辅助用务。美国弗吉尼亚理工大学的教授赛义夫，拉赫曼 Saifur Rahman认为着屋顶太阳能、蓄电池、电动汽车等行业的常态化，电力设备及新能源行业之虚拟电厂专题报告 7请务必阅读末页声明。包括中国在内的居民，都将从消费者转变为产消者既是生产者也是消费者，楼宇也从被动电力使用者转变为可再生能源的管理者与电网供电的主动提供者，向电网出售多余电能来获取收入。当虚拟电厂发展的前两阶段已完备后，可实现跨空间自主调度，这时用户、分布式能源可自由选择调度主体，并实现跨空间地理交易和估算。表 1 国际上第三代虚拟电厂发展情况企业名称所属国家简介 Next Kraftwerke 德国 Next Kraftwerke是德国一家大型的虚拟电厂运营商，创立于 2009年，是欧洲电力交易市场 EPEX 认证的能源交易商，在 EPEX SPOT 和 EEX 等欧洲交易所可以参与能源的现货市场交易。公司 NEMOCS虚拟电厂平台融合了其 IT专家和能源交易商开发的理念和功能。平台中虚拟发电厂包括 8500多家使用不同能源的联网能源生产商以及工业能源用户，装机容量超过 8179MW。 NEMOCS是一个模块化设计的软件，使虚拟电厂能够连接、监控和控制分布式发电商、用户和存储系统。它为工厂运营商、电力供应商、电网运营商和电力交易商提供了广泛的业务领域。Energy2Market 德国 Energy2Market e2m是一家独立的电力贸易公司， e2m的捆绑发电容量超过 3700MW，是德国最大的直销商之一，凭借虚拟发电厂和 7x24交易团队， e2m 能够将分散发电与消费系的电力和弹性捆绑在一起，并全天候实时营销这些系统。 e2m是德国功能最齐全的直销商之一，其业务广泛，可以满足市场参与者的多种要求，提供进入短期交易和储备能源市场的权限，同时还可以节省成本和其他收益。 e2m的虚拟电厂自 2015年以来获得认证，将超过 3500个分散式发电厂与四个核电厂的发电量相结合，技术 100为内部研发，具有高可用性、故障安全且不间断的特点。 Tesla 美国 Tesla特斯拉是一家美国电动汽车及能源公司，产销电动汽车、太阳能板及储能设备。2019 年，特斯拉与南澳大利亚州政府合作，在 1000个低收入家庭中安装了屋顶太阳能系统以及 Powerwall 住宅蓄电池，这些 Powerwall 连接在一起，是虚拟电厂的重要组成部分。如今已在全州范围内建立了 50000多个家庭的太阳能和 Powerwall电池统社区、 250MW机组容量。 Tesla虚拟电厂在电网负荷峰值时给 Powerwall电池放电，而在其他时候，房主将使用这种电池作为清洁的备用电源。AGL 澳大利亚 AGL是澳大利亚领先的可再生能源公司，也是澳大利亚最大的可再生源发电资产私营业主、经营者和开发者， AGL 于 2016年开始在阿德莱德建造 5 MW/12 MWh 虚拟电厂 ,并在 ARENA的 500万美元的资助下于 2017年投入使用。虚拟电厂使用 TeslaPowerwall2电池和 LG Chem RESU 10h-SolarEdge 组合。在南澳大利亚州功进行试验后， AGL 将其虚拟电厂扩展到其他州。 Con Edison 美国纽约联合燃气爱迪生公司 Con Edison 的清洁虚拟电厂 REV示范项目是能源愿景改革 REV项目的一部分，按照采用监管政策命令的要求框架和实施计划，由纽约州公共服务委员会于 2015年 2月 26日发布。该项目旨在展示数百栋住宅中太阳能和储能的聚合资产如何共同为电网提供网络效益、为客户提供弹性服务、为 ConEdison带来货币化价值，这些结果将有助于指导未来的费率设计和分销级市场的发展。Holy CrossEnergy 美国 HolyCross EnergyHCE成立于 1939年，是一家非盈利性、成员所有的电力合作公司，为科罗拉多州西部的 Eaele、 Pitkin、 Garfield、 Mesa和 Gunnison的 55000 多个成员提供电力、能源产品和服务。公司提供可持续的能源和服务，致力于改善成员和社区的生活质量。计划到 2030年实现 70的清洁能源，目前正在试验一种家庭规模的虚拟电厂技术，该技术将有助于整合更多的屋顶太阳能和储能。每个家庭中的设备可以优化向电网的供电及电网服务。Sunrun 美国 Sunrun公司成立于 2007年，是美国领先的家用太阳能、电池存储和能源服务公司。在马萨诸塞州， Sunrun成功地与决策者和该州最大的投资者拥有的公用事业公司国家电力设备及新能源行业之虚拟电厂专题报告 8请务必阅读末页声明。 1.2 国内陆续出台政策推动虚拟电厂行业发展自 2022 年以来，与虚拟电厂相关的国家和地方政策密集落地，涉及应用场景、盈利机制、运行要求等多个方面，并在多省区展开实践，为虚拟电厂发展提供了市场空间和发展机遇。2024 年 2 月 27 日，国家发展改革委、国家能源局联合印发关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见，其中提到，要挖掘需求侧资源调峰潜力，全面推进需求侧资源常态化参与电力系统调峰，深入挖掘可调节负荷、分布式电源等资源潜力，支持通过负荷聚合商、虚拟电厂等主体聚合形成规模化调节能力，推动实施分钟级、小时级需求响应，应对短时电力供需紧张和新能源消纳困难问题。要积极推动各类调节资源参与电力市场，明确源网荷各侧调节资源和风光储联合单元、负荷聚合商、虚拟电厂等主体的独立市场地位。并建立虚拟电厂等主体涉网及运行调度技术标准。电网合作，建立了一个名为 “ 互联解决方案 ” 的 Bring-Your-Own-DeviceBYOD计划，在该地区能源需求旺盛时，纳税者可减轻电网的压力。这是通过利用家庭能源资产（如清洁太阳能电池的集体能源来实现的。然后， Sunrun以虚拟电厂的形式向公用事业公司提供电力。在能源价格昂贵且需求量大的时候，从太阳能电池中获取能量，从而减少了化石燃料供电的需求。资料来源走进虚拟电厂，东莞证券研究所表 2 2022 年以来虚拟电厂相关国家政策文件发布时间部门和相关文件虚拟电厂相关重点内容2022年 3月国家发展改革委、国家能源局 -- “ 十四五 ” 现代能源体系规划提出要推动储能设施、虚拟电厂、用户可中断负荷等灵活性资源参与辅助服务；要大力提升电力负荷弹性，开展工业可调节负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、新能源汽车与电网（ V2G）能量互动等各类资源聚合的虚拟电厂示范。2022年 11月国家能源局 -- 电力现货市场基本规则（征求意见稿）提出，推动储能、分布式发电、负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与交易。2023年 3月国家能源局 -- 关于加快推进能源数字化智能化发展的若干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。 2023年 6月国家能源局、电力规划设计总院、中国能源传媒集团有限公司 -- 新型电力系统发展蓝皮书积极培育电力源网荷储一体化、负荷聚合服务、综合能源服务、虚拟电厂等贴近终端用户的新业态新模式，整合分散需求响应资源，打造具备实时可观、可测、可控能力的需求响应系统平台与控制终端参与电网调度运行，提升用户侧灵活调节能力。2023年 9月国家发展改革委、国家能源局联合印发电力现货市场基本规则（试行）稳妥有序推动新能源参与电力市场，设计适应新能源特性的市场机制，与新能源保障性政策做好衔接；推动分布式发电、负荷聚合商、储能和虚拟电厂等新型经营主体参与交易。2024年 2月国家发展改革委、国家能源局联合印发关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见挖掘需求侧资源调峰潜力。全面推进需求侧资源常态化参与电力系统调峰。深入挖掘可调节负荷、分布式电源等资源潜