虚拟电厂星火燎原

-3

-引子近期任务中远期任务按照“统一市场、协同运行”的框架，构建省间、省/推进优先发用电计划全面放开，通过政府授权合约等机区域现货市场，建立健全日前、日内、实时市场；稳妥制实现平稳过渡；进一步完善中长期与现货市场的衔接；有序推动新能源参与电力市场，并与现有新能源保障性探索输电权、电力期货和衍生品等交易；推动省/区域政策做好衔接；推动储能、分布式发电、负荷聚合商、市场逐步融合，扩大省/区域市场范围，向全国统一电虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与交易等力市场体系过渡等推动储能、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。电力市场成员包括电力市场主体、电网企业和市场运营机构。其中，电力市场主体包括各类型发电企业、电力用户（含电网企业代理购电用户）、售电企业和储能、分布式发电、负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等其他市场主体，市场运营机构包括电力交易机构和电力调度机构。我国虚拟电厂处于邀约型向市场型过渡阶段，电力现货市场推进将加速虚拟电厂建设。邀约型阶段，由于没有成熟的电力市场下，主要通过政府机构或电力调度机构发出邀约信号，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；市场化阶段，在电力现货市场、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，分别参与这些市场并获得收益。电力现货市场建设规则公开征求意见，市场化机制的完善有望提速国内虚拟电厂建设。《电力现货市场基本规则》发布。11月25日，国家能源局综合司就

《电力现货市场基本规则（征求意见稿）》、《电力现货市场监管办法（征求意见稿）》公开征求意见，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。表：我国电力现货市场建设目标-4

-目录一、虚拟电厂：What

&Why?虚拟电厂：电网的“智能管家”虚拟电厂将成为解决能源变革问题的重要手段虚拟电厂将极大提升能源电力精细化管理水平虚拟电厂兼具经济性和环保性政策虚拟电厂发展提供有力支持二、发展现状：国内各地试点项目持续落地三、重点关注相关布局企业四、风险提示1.1

虚拟电厂：电网的“智能管家”虚拟电厂是通过数字化手段聚合并协调分布式能源参与电力市场运作的软件平台系统虚拟电厂（Virtual

Power

Plant，简称VPP）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，主要由发电系统、储能设备、通信系统构成。“虚拟”是指其没有实体电厂的存在形式；“电厂”是指其具有电厂的某些特定属性，通过分布式能源管理系统将分散安装的清洁能源、可控负荷和储能聚合作为一个特别的电厂参与电网运行。作为电网的“智能管家”，虚拟电厂将分散式电源和负荷化零为整，既可以作为“正电厂”向电力系统供电，也可以作为“负电厂”消纳系统的电力，起到灵活的削峰填谷作用，助力电网系统保持实时平衡。资料来源：国家能源局、《综合智慧能源》（2022年第6期）、工业互联网产业联盟、招商证券-

5

-图：虚拟电厂运作模式图：虚拟电厂系统及应用功能架构-6

-1.1

虚拟电厂：电网的“智能管家”《综合智慧能源》、招商证券虚拟电厂依据主体资源的不同，可分为供给侧资源型、需求侧资源型和混合资源型。供给侧资源型虚拟电厂：聚焦于发电侧，聚合资源以公用型分布式发电、发电侧和电网侧储能等资源为主。通过两种方式参与调度：①帮助新能源稳定并网，实时预测发电量，在高峰期增加发电，低谷期减少发电；②向电网侧提供灵活性储能服务。需求侧资源型虚拟电厂：聚焦于用户侧，聚合资源以自用型分布式电源、用户侧储能、可调负荷等资源为主。通过两种方式参与：①自主调节用电负荷，进行需求侧响应，在高峰期减少用电；②高峰期通过分布式电源、储能等放电，直接将多余电力提供给电网。混合资源型虚拟电厂：由前两者共同组成，既可聚合用户侧资源，又可聚合发电侧资源。图：虚拟电厂类型及运行模式公用型分布式发电发电侧储能电网侧储能自用型分布式电源用户侧储能可调负荷虚拟电厂自主调节用电负荷，进行需求侧响应，在高峰期减少用电高峰期通过分布式电源、储能等放电，直接将多余电力提供给电网帮助新能源稳定并网，在高峰期增加发电，低谷期减少发电向电网侧提供灵活性储能服务供给侧资源型虚拟电厂需求侧资源型虚拟电厂1.2

虚拟电厂将成为解决能源变革问题的重要手段资料来源：国家能源局、《2021中国新能源发电分析报告》、埃森哲、《综合智慧能源》、招商-

7证-券在“双碳”目标下，虚拟电厂对提升电力系统灵活性具有重要意义过去十年，我国新能源装机占比大幅提升，新型电力系统的建设将进一步提升新能源发电占比。据国网能源研究院预测，在2030和2060年，我国新能源装机容量占比将分别达到41%和70%，发电量占比将分别达到22%和58%。以风能和太阳能发电为代表的新能源发电方式具有显著的间歇性和强随机波动性，同时会随时空范围的变化产生规律性改变，使得电力系统调节缺乏灵活性，供需不平衡。传统电力能源生态系统是“源随荷动”运行模式，当用电负荷突然增高，但电源发电能力不足时，供需不平衡将严重影响电网安全运行。因此，“源随荷动”模式亟需向“源荷互动”模式转变，虚拟电厂应运而生。虚拟电厂的优势在于，兼具生产者与消费者的角色，根据需求可以改变角色身份特征，能够聚合分散在不同空间的分布式能源，在智能协同调控和决策支持下保障新能源电力的稳定输出，真正实现“源荷互动”。图：2012-2021全国电力装机结构（万千瓦） 图：传统电力能源生态系统和虚拟电厂能源生态系统对比5.65%7.35%8.81%11.43%13.56%16.50%

18.87%20.57%24.31%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%26.73%30.00%050000100000150000200000250000201220132014201520162017201820192020

2021火电风电水电太阳能发电核电新能源装机占比-8

-1.2

虚拟电厂将成为解决能源变革问题的重要手段《中国发电企业碳中和数字转型白皮书》、国能日新、招商证券虚拟电厂微电网聚合区域跨区域聚合，不受地域限制局部能源的聚合：对地理位置要求较高，要求分布式能源处于同一区域连接方式不改变聚合的分布式能源的并网形式，更侧重于通过联测、通信等技术聚合；与配电网有多个公共连接点，自身不一定具备独立的电网架构在聚合分布式能源时需要对电网进行拓展，改变电网的物理结构；一般只在某一公共连接点接入配网运行方式必须依托于并网运行依托于自身对电网的拓展，有独立的物理结构，可以孤岛运行或并网运行侧重功能侧重于实现主体利益最大化，可以对电网的调节需求做出响应，并同时具有参与电力市场、辅助服务市场的衍生功能功能侧重于分布式负荷和电源的就地平衡，实现能量自治：①网络正常时的并网运行②网络发生扰动或故障时的孤岛运行虚拟电厂是实现分布式电源一体化管理，保障电网稳定运行的最佳形式中国电力行业低碳转型呈现分布式发电逐步替代集中式发电的特点。2021年光伏发电新增装机中，分布式光伏约为29GW，占全部新增装机的55%左右。国家发改委在《“十四五”循环经济发展规划》中提到，推行分布式能源及光伏储能一体化系统应用。据埃森哲预计，到2025年，中国分布式能源市场规模将达4861.4

TWh，年复合增长率29.9%；到2040年，中国分布式能源投资金额年复合增长率将达27.9%。保障电网稳定运行，分布式能源需要一体化管理。分布式能源的分散性、随机性使得其可观性、可测性、可控性较弱，随着分布式能源大量接入电力系统，分布式能源并网发电对电网运行的安全稳定、电网规划、电力平衡、电能质量控制等提出了更高要求。目前，虚拟电厂和微电网是实现分布式电源并网的两种形式。微电网自身的区域性能源聚合调节有一定局限性。微电网虽然能够协调大电网与分布式电源的技术矛盾，并具备一定的能量管理功能，但微网以分布式电源与用户就地应用为主要控制目标，且受到地理区域的限制，对多区域、大规模分布式电源的有效利用及在电力市场中的规模化效益存在一定局限性。虚拟电厂可实现跨区域聚合，更有利于资源的优化配置。虚拟电厂通过先进的计量、通信、控制等技术聚合分布式能源并通过更高层面的软件架构实现多个分布式能源的协调优化运行。它并不受区域的限制，能够聚合微网所管辖范围之外的分布式能源，为电网提供容量、有功、无功等多种服务，更有利于资源的优化配置及利用。表：虚拟电厂与微电网对比-9

-1.3

虚拟电厂将极大提升能源电力精细化管理水平资料来源：国网能源研究院、招商证券传统响应虚拟电厂响应传统的需求响应资源调用，侧重于负荷侧用户调节自身用电增减，主要目的是以价格信号或补贴激励的形式，引导负荷侧用户调节自身的用电负荷（削峰需求时削减负荷、填谷需求时拉升负荷）。如负荷控制平台，实际上相当于一个备用调峰机组，根据电网调度部门指令手动调节负荷量，用户体验感较差。虚拟电厂实现柔性负荷控制，在一定时间内灵活可变，可在基本不影响用户的前提下，达到削峰填谷的作用。与传统需求响应比较，其侧重点在于增加供给，会产生逆向潮流现象，不仅负荷侧用户可以调节自身用电增减，还可以召集储能侧、电源侧用户调节电能输出，有更丰富的调节方式和手段，参与系统调度，提供调峰、调频辅助服务和电力市场交易。虚拟电厂作为需求响应的延伸，将极大提升能源电力精细化管理水平需求响应在削峰填谷、促进清洁能源消纳、保障系统功率平衡等方面的作用日益凸显。我国电力需求响应发展迅速，据国网能源研究院预计，2060年我国需求响应规模有望达到3.6亿千瓦左右。目前，已有广西、安徽、山东、浙江、河北等14省发布电力需求响应政策，并开展响应试点，鼓励电能替代、储能、电动汽车充电设施等具有可调节能力的用户、运营商参与需求响应，并给予一定的削峰填谷补贴。需求响应的实施正逐步向提升能源电力精细化管理水平和电网运行灵活性、促进清洁能源消纳等作用转变。随着数字化技术的发展，虚拟电厂参与负荷和响应手段更加多元，负荷调控更为精准，使需求响应能够实现迅速、高效和精准的电力实时动态调控，能有效解决电力供给侧可再生能源发电带来的巨大不确定性。江苏电网建成的世界规模最大的“虚拟电厂”，全省毫秒级实时响应规模已达200万千瓦。这套系统通过“互联网+电网”的技术，实现调控电厂发电的同时，也能调控用户用电，让供需两端达到毫秒级的瞬时平衡。表：传统需求响应与虚拟电厂响应对比-10

-1.4

虚拟电厂兼具经济性和环保性资料来源：国家电网、交能网、招商证券参数虚拟电厂常规电厂容量

(万kW)3030年生产或节约的电量

(亿kWh)1515燃料消耗

(gce/kWh)0340二氧化硫排放

(gce/kWh)04二氧化碳排放

(gce/kWh)0940平均成本

(元kWh)0.150.35-0.405700100020003000火电厂虚拟电厂虚拟电厂不仅能够节约电厂和电网投资成本，同时具有节能和减碳效益虚拟电厂能够有效节约投资成本。我国能源资源和需求中心逆向分布，因此形成了“西电东送”的资源配置格局。随着东部地区用电比例不断上升，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。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400-570亿元。虚拟电厂在使用过程中有较大的节能和减碳效益。虚拟电厂节电过程中对环境无污染，且成本较低，能获得显著的碳减排效益和更高的经济效益。2021年5月，国家电网在上海开展了国内首次基于虚拟电厂技术的电力需求响应行动，仅一个小时的测试，产生了15万千瓦时的电量。在这次测试中，累计调节电网负荷56.2万千瓦，消纳清洁能源电量123.6万千瓦时，减少碳排放量约336吨。图：火电厂与虚拟电厂投资额（亿元） 表：虚拟电厂与常规电厂的比较500040004000-11

-国家发展改革委、国家能源局、招商证券2021年以来，我国不断发布虚拟电厂支持政策，虚拟电厂建设进入黄金期。虚拟电厂最主要的功能为聚合多类能源参与电力市场运行，以市场手段促进电力资源的优化配置。我国发电、输配电、用电三方相对独立，且缺乏一定的市场交互机制，因此虚拟电厂的构建与发展须以政府颁布的相关政策支持为前提。2021年3月，国家发改委、国家能源局联合发布《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》，指出依托“云大物移智链”等技术，进一步加强源网荷储多向互动，通过虚拟电厂等一体化聚合模式，参与电力中长期、辅助服务、现货等市场交易，为系统提供调节支撑能力。《“十四五”现代能源体系规划》中提出，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。表：虚拟电厂相关政策1.5

政策为虚拟电厂发展提供有力支持发布时间政策文件详细内容2022年11月《电力现货市场基本规则》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2022年3月《2022年能源工作指导意见》健全峰时电价、峰谷电价，支持用户侧储能多元化发展，充分挖掘需求侧潜力，引导电力用户参与虚拟电厂、移峰填谷、需求响应。2022年1月《“十四五”现代能源体系规划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1月《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见拓宽电力需求响应实施范围，通过多种方式挖掘各类需求侧资源并组织其参与需求响应，支持用户侧储能、电动汽车充电设施、分布式发电等用户侧可调节资源，以及负荷聚合商、虚拟电厂运营商、综合能源服务商等参与电力市场交易和系统运行调节。2022年1月《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》鼓励抽水蓄能、储能、虚拟电厂等调节能源的投资建设。2021年7月《关于加快推动新型储能发展的指导意见》积极支持用户侧储能多元化发展。鼓励聚合利用不间断能源、电动汽车用户侧储能等分散式储能设施，依托大数据、云计算、人工智能、区块链等技术，结合体制机制综合创新，探索智慧能源、虚拟电厂等多种商业模式。2021年3月《关于推进源网荷储一体化荷多能互补发展的指导意见》依托“云大物移智链”等技术，进一步加强源网荷储多向互动，通过虚拟电厂等一体化聚合模式，参与电力中长期、辅助服务、现货等市场交易，位系统提供调节支撑能力。-12

-资料来源：各地政策文件、招商证券1.5

政策为虚拟电厂发展提供有力支持截止目前，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。2021年8月，深圳虚拟电厂管理中心成立。作为国内首家虚拟电厂管理中心，目前已接入分布式储能、数据中心、充电站、地铁等类型负荷聚合商14家，接入容量达87万千瓦，接近一座大型煤电厂的装机容量。2021年7月，广州市出台《广州市虚拟电厂实施细则》，明确了虚拟电厂参与电网调节的补贴标准。2022年6月，山西发布首份省级虚拟电厂实施方案，明确虚拟电厂的类型、入市流程、技术规范等要求。2022年7月，山东明确虚拟电厂可作为独立市场主体参与现货市场交易，规定虚拟电厂参与方式、基本权利与义务、接入技术要求、注册要求、参与现货市场组织流程等交易机制。表：多省将虚拟电厂建设纳入规划地区政策文件详细内容天津《天津市能源发展“十四五”规划》加快推进虚拟电厂建设，聚合工商业、建筑楼宇、电动汽车、储能等响应资源，提高数字化智能化水平，纵深推进电力需求响应试点，引导和激励电力用户参与系统削峰填谷，形成占年度最大用电负荷5左右的需求响应能力，根据供需形式及时启动需求响应。安徽《安徽省能源发展“十四五”规划》完善适应微电网、增量配电网、新型储能、虚拟电厂等项目灵活高效运行的调度机制，发挥配电网在供需互动中的枢纽作用。精细化开展有序用电。研究建立抽水蓄能、新型储能、虚拟电厂参与电力市场体制机制。北京《北京市“十四五”时期电力发展规划》培育电力需求响应市场，出台北京市虚拟电厂建设指导意见，完善需求响应和负荷调控技术平台功能，研究制定市场运行规则及支持政策，引导全市各行业电力用户参与虚拟电厂构建河南《河南省“十四五”现代能源体系和碳达峰碳中和规划》以提升能源系统综合效率为目标，实施能源大数据创新应用、“风光水火储”一体化、“源网荷储”一体化等示范工程，布局建设一批能源云平台、智能电站、虚拟电厂、分布式能源站、储能示范项目，推进能源全领域、全环节智慧化发展。广东《广东省能源发展“十四五”规划》探索能源需求侧管理、主动需求响应、虚拟电厂、电动汽车灵活充电及V2G等面向终端用能的新业态新模式。鼓励各类电源、电力用户、储能及虚拟电厂灵活调节、多向互动。力争到2025年，电力需求侧响应能力达到最高负荷的5左右。目录一、虚拟电厂：What

&Why?二、发展现状：国内各地试点项目持续落地我国虚拟电厂处于邀约型向市场型过渡阶段段主要商业模式：辅助服务&电力交易国内试点项目持续推进案例：国网冀北泛在电力物联网虚拟电厂案例：德国Next

Kraftwerke虚拟电厂案例：美国Tesla虚拟电厂三、重点关注相关布局企业四、风险提示-13

--14

-2.1

我国虚拟电厂处于邀约型向市场型过渡阶段资料来源：广州市工业和信息化局、招商证券虚拟电厂的发展阶段可分为邀约型阶段、市场化阶段、自主调度阶段在邀约型阶段，由于没有成熟的电力市场下，主要通过政府机构或电力调度机构发出邀约信号，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。我国各省开展的虚拟电厂项目以试点示范为主并由政府引导、电网实施，尚未形成一套成熟的技术解决方案，仅有山西省发布了虚拟电厂具体实施方案。在市场化阶段，在电能量现货市场、辅助服务市场和容量市场建成后，虚拟电厂聚合商以类似于实体电厂的模式，分别参与这些市场并获得收益。例如欧洲NextKraftwerke和澳大利亚AGL的虚拟电厂项目。在自主调度型阶段，该阶段也可称为“虚拟综合电力系统”，既包含分布式能源、储能系统和可控负荷等基础资源，也囊括由这些基础资源组合而成的微网、主动配电网、多能互补多能源系统、局域能源互联网等。该阶段可以灵活制定运行策略、参与能够跨区域的电力市场交易获得利润分成，或参与需求响应、二次调频等电力辅助获取补偿收益。例如Tesla在美国德州正积极主动开展该阶段的探索。图：广州市邀约型虚拟电厂参与流程 图：广州市虚拟电厂补贴标准2.2

国内虚拟电厂主要商业模式：辅助服务&电力交易资料来源：冀北电力交易中心、国电投深圳能源发展有限公司、广州虚拟电厂实施细则、招商-

1证5券-在电力市场化定价背景下，电价将随着电力供需波动，电价峰谷差和电价弹性变大，由此带来了虚拟电厂两种商业模式参与辅助服务市场，获得削峰填谷的电价补贴。电价峰谷差变大使得相关部门有平抑电价的需求，但是这需要电力供需均衡的方式来实现，所以可以看到各省在积极推进电力需求侧响应，并对参与到削峰填谷的用户或聚合商给予补贴。根据广州虚拟电厂实施细则，广州市削峰补贴最高5元/度，填谷补贴最高2元/度。因此，虚拟电厂可以通过负荷低谷时减少出力（增加负荷）或在负荷高峰时增加出力（削减负荷）来参与调峰调频服务交易获得补贴收益。参与电力现货市场交易，获得电价差价收益。市场化定价下，电力现货价格波动幅度不受限，虚拟电厂可以根据价格信号自动调节用户可控负荷，在不影响用户正常生产的情况下将用户负荷从现货高价转移至低价时段；或在电价低时买电，电价高时售电，通过电价差获得收益。例如今年5月，国电投深圳能源发展有限公司的虚拟电厂平台在参与电力现货市场的功能试验中，平均度电收益0.274元，是国内首个虚拟电厂参与电力现货市场盈利的案例。图：虚拟电厂参与电力市场流程-16

-2.3

国内试点项目持续推进资料来源：腾讯新闻、能源电力说公众号、招商证券目前，国内已有广东、上海、浙江、河北等地已开展虚拟电厂试点建设。从项目资源类型看，上海、广东、浙江等经济发达地区主要以需求侧响应为主，聚合资源主要是商业、充电桩，而其他省份试点项目多为综合型资源，涵盖分布式电源、储能、工业园区等可调资源。同时，北京、安徽、河南等省份陆续发布关于虚拟电厂项目采购、招投标公告，未来有望新增试点项目。表：典型试点项目省份项目名称运行时间公司资源类型详细内容河北国网冀北泛在电力物联网虚拟电厂2019.12.11国网冀北电力综合型首个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16万千瓦，涵盖张家口、秦皇岛、廊坊三个地市。华北华北国网综能虚拟电厂2020.12.01国网综合能源服务集团有限公司综合型聚合15.4万千瓦可调资源参与华北电力辅助服务市场，累计对接筛查负荷20余万千瓦，成功接入可调负荷10万千瓦。上海上海虚拟电厂2021.05.01国网上海电力侧重于需求侧响应已建成100万千瓦时的虚拟电厂，需求响应行动在不到两天时间内，累计调节电网负荷56.2万千瓦，消纳清洁能源123.6万千瓦时，减少碳排放约336吨。浙江浙江平湖县城虚拟电厂2021.06.21国网平湖市供电公司综合型汇聚分布式发电、储能、工业、综合园区、商业、居民等6大类用户侧资源，建成包含日前、日内、实时可调资源共计200兆瓦以上。广东广州市虚拟电厂2021.09.13广州供电局侧重于需求侧响应已注册各类用户30家，完成签约15家，邀约响应约250兆瓦，实时响应能力约15兆瓦。浙江国网浙江综合能源公司指挥虚拟电厂平台2021.06.30国网浙江综合能源公司侧重于需求侧响应聚合3.38万千瓦时响应资源参与省级电力需求响应市场所有参与企业均达到补贴最大区间。-17

-2.4

典型案例：国网冀北泛在电力物联网虚拟电厂我国首个邀约型虚拟电厂商业化运营试点项目资料来源：冀北电力交易中心、招商证券图：国网冀北泛在电力物联网虚拟电厂架构国网冀北泛在电力物联网虚拟电厂，于2019年12月开始投入运行，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类资源，容量约16万千瓦，可调容量4万千瓦，涵盖张家口、秦皇岛、廊坊三个地市。该项目参与了华北调峰辅助服务市场，并服务于北京冬奥会，为实现场馆100%清洁能源供电提供保障。从整体运营效果来看，项目试点5个月内，总收益达160万元，总调节历程785万千瓦时，平均出清价格约179元/MW。图：国网冀北泛在电力物联网虚拟电厂运营情况（2019年12月12日-2020年4月30日）-18

-2.4

国外案例：德国Next

Kraftwerk虚拟电厂Next

Kraftwerk官网、招商证券德国独立聚合商模式的虚拟电厂Next

Kraftwerke成立于2009年，是欧洲建立最早、规模最大的虚拟电厂之一。目前Next

Kraftwerke在德国、比利时、法国等欧洲国家运营有14414个分布式能源单元，包括沼气电厂、热电联产厂、水电、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，接入发电装机容量达10836MW。2019年参与电力交易规模达到15.1TWh，2020年营业收入5.95亿欧元，并于2021年被壳牌公司收购。该公司提供虚拟电厂相关的一切技术和业务，从数据采集、电力交易、电力销售、用户结算等。公司虚拟电厂平台NEMOCS集聚合能源、控制系统监控、高性能数据处理、优化资产运营、远程管理控制于一身，可实现连接、监控和控制分布式发电商、用户和存储系统。它主要提供3种业务：①聚合发电侧能源，实时监控发电量，为发电企业节省资源；②面向电网侧进行灵活性储能供应；③聚合需求侧能源进行需求响应。图：Next

Kraftwerke公司发展历程-19

-2.4

国外案例：美国Tesla虚拟电厂Tesla虚拟电厂积极向自由调度型模式探索特斯拉于2015年推出了家用储能Powerwall，一个Powerwall单元能储存大约13.5千瓦时的能量，可以在非用电高峰期充电，高峰期向用户家中供电。目前，特斯拉社区拥有超过50000个Powerwall，为全球最大的分布式电池。2022年8月17日，Tesla与太平洋天然气与电力公司（PG&E）在美国加州推出虚拟电厂试点计划，Powerwall用户可以通过官方虚拟电厂APP，注册加入虚拟电厂。Tesla通过APP给用户发出通知，告知紧急响应时间段。用户可以根据自身情况选择性参加，Powerwall每向电网输送1度电，可获得2美元补偿。从结果来看，此次紧急响应活动共有2342个Powerwall用户参与，共计输出16MW的电力。Tesla自主研发的能源资产实时交易和控制平台Autobidder，能够向用户提供虚拟电厂服务，聚合负荷资源参与能量交互响应，该产品具备价格预测、负荷预测、发电量预测、智能竞价及优化调度等功能。Tesla官网、招商证券图：Tesla虚拟电厂APP界面图：Tesla

Autobidder虚拟电厂管理平台-20

-目录一、虚拟电厂：What

&Why?二、发展现状：国内各地试点项目持续落地三、重点关注相关布局企业虚拟电厂产业链拆解虚拟电厂运行的关键技术上市公司布局虚拟电厂情况四、风险提示-21

-3.1

虚拟电厂产业链拆解36氪、招商证券虚拟电厂产业链由上游基础资源、中游资源聚合商和系统平台服务商、下游电力需求方构成上游基础资源主要包括可调负荷、分布式电源和储能系统，如工业园区、商场、大型用电设备等。随着可调负荷中掺杂越来越多自用型分布式能源和储能，逐渐发展出微网、局域能源互联网等形态，成为虚拟电厂的次级控制单元。中游资源聚合商主要依靠互联网、大数据等工具，对各层面的数据信息进行整合、优化、调度和决策，从而增强虚拟电厂的统一协调控制能力；中游系统平台服务商主要是为虚拟电厂提供软件或硬件服务，搭建调度系统。下游为电力需求方，主要由电网公司、售电公司和其他参与电力市场化交易的大用户构成。图：我国虚拟电厂产业链图谱-22

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虚拟电厂运行的关键技术资料来源：艾瑞咨询、华电技术《虚拟电厂技术现状及展望》、招商证券虚拟电厂管控平台分布式资源控制指令/电价激励控制指令/电价激励需求上报状态量测智能计量技术协调控制技术信息安全技术虚拟电厂的竞争要点在于资源聚合能力、可靠通信能力、实时协调能力，信息防护能力智能计量技术：控制中心需要收集和处理大量的需求信息、各子系统运行信息、电网调度信息、电力市场价格信息以及影响分布式电厂的天气、风能、太阳能等信息，以对发电机组的出力和运行效率、用电负荷变化做出较准确的预测，为电力调度和生产提供依据。信息通信技术：安全可靠的通信是虚拟电厂稳定运行的条件。聚合能源的范围以及市场的交互取决于通信技术,控制中心需要基于融合能源流与信息流的双向通信技术，接收各子系统的状态信息、电力市场信息、用户侧信息等进行决策、调度、优化，从物理层、数据链路层等各个层面保证数据通信的快捷与通畅。协调控制技术：对每个分布式资源进行快速响应和实时协调控制，是虚拟电厂发挥作用的保证。该技术可分为集中控制方式、分散控制方式和完全控制方式，从而能够参与多种电力市场的运营模式及调度框架。信息安全技术：信息安全是未来虚拟电厂发展中必须重视的问题。虚拟电厂的调控功能依赖通信技术进行传输，而数据大多数涉及状态采集和控制类模块，对实时性、可靠性和安全性的要求比较严格。由于聚合海量可调资源，海量终端也给虚拟电厂提出了