2023年中国虚拟电厂行业研究报告VIP

中国虚拟电厂行业研究报告2023年虚拟电厂VPP研究范畴界定虚拟电厂既是电力交易市场的重要组成，也是能源互联网的有机节点分别从VPP的两个核心驱动要素来看，其中商业规模化主要对应了“电力交易市场”的逐渐迭代，技术应用驱动，主要是对应了VPP虚拟电厂不同行业落位分类虚拟电厂不同行业落位分类虚拟电厂研究范围交易窄口径电力交易市场能源互联网技术泛口径绿色发展智慧能源安全保障虚拟电厂AMI广域测量WAMS智能监控/辅助决策快速仿真/模拟短期相关分布储能可控负荷分布式发电虚拟电厂电力中长期交易市场电力辅助电力现货交易市场长期相关2CONTENTS目录CONTENTS目录DevelopmentbackgroundGlobalIndustrialperspectiveChinaIndustrialperspective国内外典型企业案例Casestudy3中国虚拟电厂行业发展背景Developmentbackground41.1中国电力能源供给端1.1中国电力能源供给端PAGE5PAGE5风光发电装机量递增，对应峰谷调拨及合理消纳需求旺盛从每年新增发电装机量来看，风光电装机量虽然存在一定的投资周期性，但是长期来看，仍是比较核心的成长型电力资产。结合其在全天候场景下存在明显的“波动性”、“低出力”特征。从长期的投资收益角度考虑，需要结合“补贴叠加充分交易”来实现经济效益和绿色效益的双提升。2015-2022年中国新增发电机量构分布 中国电源出力全天候分特征5%10%5%10%6%10%2%10%7%7%17%4%1%4%7%2%13%1%12%15%24%24%17%38%27%19%34%34%23%42%42%51%30%28%40%26%35%45%25%25%31%10%90%60%30%0%2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

0时2时4时6时8时10时12时14时16时18时20时22时光电(%) 火电(%) 风电(%) 水电(%) 核电(%) 火电(%) 核电(%) 风电(%) 光电(%)风光发电规模扩大，未来有效消纳成为绿色经济持续发展的首要目标2022（））2025年达到16.52015-2022年中国能源发电结构 2025-2060年中国能源发电结构测67%68%69%70%74%14%16%18%18%11%67%68%69%70%74%14%16%18%18%11%12%10%9%5%19%4%3%17%84% 65%35%17%84%65%35%70%30%2015 2019 2020 2021 2022火电(%) 水电(%) 风、光电及其他(%) 核电(%)

2025e 2050e 2060e风、光电(%) 其他(%)分布式发电摊薄集中投资收益，平抑长期供需缺口及短期波动性从政策推动性角度来看，分布式风光电自2021年起，开始进入强政策推动期。国家能源局及其他相关部委，分别按照不同行政层级（省、县、市、区），以及不同执行主体（公共机构、政府机构、企业单位等）推动分布式光伏、分散式风电的加快发展。比如在2022年5月发布的《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》，明确提出到2025年，公共机构新建建筑屋顶光伏覆盖率力争达到50%。当然，国内分散式风电，相较分布式光电，仍存在较为明显的技术商业化差距。2017-2022年中国分布式光装机量 2017-2021年中国分散式风装机量39200

99686052544086052544067430034580028080319494100125014643013000

17400

20400

238522017 2018 2019 2020 2021 新增装机量（万千瓦） 累计装机量（万千瓦）

2017 2018 2019 2020 2021新增装机量（万千瓦） 累计装机量（万千瓦）1.2中国电力能源需求端1.2中国电力能源需求端PAGE8PAGE8第三产业+居民电力消费比重逐年升高，弹性系数分布区间长期上移（2010-2022年中国电力消费分布结构

2010-2021年中国电力消费弹性系数2% 2% 2% 2% 2% 2% 2% 2% 1% 1% 2% 2% 2% 2% 2% 2% 2% 2% 1% 1% 1% 1% 1%12%12%13%13%13%13%14%14%14%14%15%14%15%11%11%11%12%12%13%13%14%16%16%16%17%17%75%75%74%74%74%72%71%70%69%68%68%68%66%

1.3

0.98

0.95

1.25

1.411.28

1.4

1.1

0.95

1.20.73

0.56

0.74

0.730.142010201120122013201420152016201720182019202020212022第二产业 第三产业 居民用电 第一产业新兴行业电力依赖性与日俱增，负荷特征呈现复杂化趋势5GBEV2020-2025年中国新兴产业电力消费结构

2020-2025年中国新兴产业电力负荷结构18%18%14%15%16%17%20%131664933992104111825218516124063334434218327972296498243934162089548762558272410186063043643543175009246927893167450848355264574060472020 2021 2022 2023e 2024e 新能源汽车充电（亿千瓦时）电炉钢（亿千瓦时）计算机、通信和其他电子设备制造业（亿千瓦时数据中心（亿千瓦时）光伏制造（全产业）（亿千瓦时通讯基站（亿千瓦时）

CAGR=24.2%CAGR=43.4%CAGR=24.2%CAGR=43.4%74CAGR=44.5%5749393237342528282122151666911数据中心（亿千瓦时） 新能源汽车（亿千瓦时）5G通信（亿千瓦时）1.3中国电力能源服务端1.3中国电力能源服务端PAGE10PAGE10分布式储能技术的规模化应用，将成为电力供需结构矛盾的核心节点BEV2022年Q1-Q3中国新型储能装机规模（新增投运）产业园2% 其他2%

2022年-2023年中国充电桩保有量储能+风电+光电2%储能+风电2%储能+常规机组8%

工业12%55%

用户侧15%

30%

+99.6%681+99.6%681341+54.5%+53.9%16010476117储能+光伏18%

变电站18%

公共直流充电桩2022(万台） 2023e（万台）1.3中国能源管理端1.3中国能源管理端PAGE11PAGE11负荷聚合从被动向主动过渡，高基数能源需求的精益效益显现/被动负荷聚合方法及相负荷征 主动负荷聚合方式及相控制径主动负荷聚合控制方式控制路径主动负荷聚合控制方式控制路径刚性负荷控制柔性负荷控制集中控制分布式控制全部用户侧可控负荷部分用户侧可控负荷（空调、电热水器、冰箱等）负荷控制中心分布式智能控制设备全部/负荷关停改变设备运行参数、运行模式调控制反馈控制状态随时间明显变化的负荷负荷跟踪等基于马尔科夫链物理模型阶数较低的负荷调压、需求响应用户最低舒适度分析等基于福克普朗克大量随机负荷功率平衡、有功备用等基于蒙特卡洛模拟空调、冰箱、热水器等温控负荷调压基于参数辨识负荷特征应用场景聚合方法制主体核核心差异全球虚拟电厂行业发展研究Developmentstatus122.1全球虚拟电厂市场发展历程2.1全球虚拟电厂市场发展历程PAGE13PAGE13政策环境对比：各国基于本国电力市场现状，在推动切入点存在差异英国德国英国德国法国美国日本澳大利亚美国颁发《能源大力支持对需求响应的建设美国美国美国颁发《能源大力支持对需求响应的建设美国美国颁发《需求响颁发《美国复应年度报告》，苏与再投资法系统分析需求案》，划拨响应实施背景亿美元用于整与现状、需求合需求响应设响应对系统的备和实现智能影响 电网技术美国家层面追溯至欧洲的能源行业上游，能源紧缺性和可再生能源的蓬勃发展互为因果，所以如果长期有效的解决多形态能源的电源侧资源整合是其需要核心解决的主要问题。同时，考虑到各国下游能源需求结构的明显差异性，跨区协作以及长效交易也是其在电源端推动虚拟电厂建设的主要原因。在美国市场，一方面由于大部分州的电力市场上游基本处于寡头垄断状态（部分州是基于行政原因，部分州是基于市场原因），新进入者和技术商业化玩家考虑到市场进入成本、资源整合成本等问题，主要在需求响应侧进行项目建设。欧洲国家/美国虚拟电厂市场化发展历程对比政策驱动期政策驱动期比利时、德国、法国德国德国、荷兰、西班牙等启动全球收个虚拟电厂项目VFCPP英国、法国、西班牙等8国启动FENIX项目，搭建首个适合欧洲电力系统的虚拟电厂项目丹麦、德国等国家7家公司启动EDISON项目，以电动车系统为核心德国、波兰为首启动Web2Energy项目；采用智能计量、智能能量管理、配电自动化技术聚合多种电力资源启动TWENTIES项目，提高海上风电的电能质量挪威公司Statkraft在德国建立第一个商业虚拟发电厂开始大规模商业化应用，NextPool开始为德国四大输电网运营商提供控制储备服务2012年2013年2016年2017年2021年年年2005年2006年2009年2010年美国美国美国美国纽约州ConEdison公司开始启动CEVPP计划，首次探索虚拟电厂项目美国佛蒙特州GreenMountainPower公司搭建虚拟电厂平台，接入余个家庭用户特斯拉与PE&G再加州推出了虚拟电厂测试，探索新的运营模式商业转化期2.2欧洲虚拟电厂市场发展现状2.2欧洲虚拟电厂市场发展现状PAGE15PAGE15能源结构现状：非再生能源相对紧缺，各类型资源禀赋分散欧盟电力生产结构中，风电、氢能、太阳能的相对增幅是最为直观的。当然考虑到近两年因为地缘政治等因素，导致的传统能源（非再生能源）存在较大的波动性，这也在一定程度上，通过非政策因素加速了相关新能源的替代。同时结合对头部电力消费国家的电力市场观察，其实也都存在一定程度的电价保护机制（避免能源危机对需求终端产生破坏性传导），所以可能在实际的虚拟电厂业务运营层面，在多个财务年度下，会产生新能源补贴电价和电价保护机制下的利差对冲。这一点在文末的案例分析中，会有所涉及。100710277163169145347100710277163169145347398352561164348387419166204282421446995525586847326134854594854596072749091121146177269326504罗马尼亚芬兰荷兰瑞典波兰2020 2021 核电(TWH) 天然气(TWH)煤电(TWH) 风电(TWH)氢能(TWH) 太阳能(TWH)生物质能(TWH) 其他化石能源其他可再生能源(TWH)

西班牙意大利法国德国

欧盟电力消费国家区域分布

563申报订单APX 各国用户申报订单申报订单APX 各国用户申报订单各国用户EPEX 出清订单NordPoolEPEXSPOT PCR机制 TSOsEEX 调电 所需电量TSOs 各地区电力 Euphemia算法出清 GME（输电系统运营商） 提供可用容量、 交易中心 匹配供需 ITOs DSOs通道、电网数据 优化电流 （独立输电运行机构） （配电系统运营计算电价 配电各国电力交易所1330年电欧洲电力市场分类及相关交易结构欧洲电力市场提供电量交易欧洲电力市场提供电量交易电力批发市场系统服务市场提供辅助平衡服务现货市场中长期市场实时平衡市场其他辅助服务日前市场日内市场以电力长协价作为商品，可通过场内/场外进行交易主流电力交易方式，22易所（EEX），中长期电力衍生品交易占比为84.4%消除电力交易的高频摩擦多以有功率备用机组为主输电容量的联合出清种模式为用户提供补充/日用电需求弹性申报订单申报订单出清订单TSOs（输电系统运营商）通道、电网数据各地区电力交易中心Euphemia算法出清匹配供需优化电流计算电价调电ITOs（独立输电运行机构所需电量配电各国电力交易所DSOs（配电系统运营）GMETSOsPCR机制NordPoolEPEXSPOTEEXEPEX各国用户各国用户APX虚拟电厂发展现状：以德国市场为典型案例，多样性虚拟电厂主体/NextKraftwerkee2mNextKraftwerkee2mEnteliosGETECEnergieMVVEnergieBayWa.reSonnen能源资源组合发电侧+需求侧+储能发电侧+需求侧+储能需求侧发电侧+需求侧发电侧+需求侧发电侧储能电厂规模9016MW（2021年）3.26MW（202年）>1GW（201年）3000MW以上500MW（201年）3.3MW（201年）—资源管理与优化√√√√√√√平衡服务√√√√√√√直接销售√√√√√√电力公司白标解决方案√√√需求响应（工业）√√√√√√需求响应（家庭）√零售业务√√√服务类型电源端储能改造，适配虚拟电厂平衡能力服务类型电源端储能改造，适配虚拟电厂平衡能力电源侧玩家五大电力跨国公司电源端储能改造，适配虚拟电厂平衡能力电源侧可控机组、非可控机组资源类型输配侧区域性配电公司、供电子公司、市政背景电力公司支持可中断负荷的销售服务类型利用聚合能源资源提供平衡服务聚合性玩家NEXT根据日间市场信号进行调整资源类型电源侧光伏、水电、热电联产厂、沼气电厂负荷侧工业负荷、电动汽车、电转气、电池储能区块链+智能电表，并网平衡服务创新电力设备/服务厂商服务类型聚合分布式用户能源资源需求侧玩家电网阻塞管理能源侧风光电、分布式能源资源类型负荷侧 BEV、热泵、家庭电池储能

德国虚拟电厂玩家电厂规模及能力分布2.3美国虚拟电厂市场发展现状2.3美国虚拟电厂市场发展现状PAGE18PAGE18能源结构现状：能源对外依存度持续下降，可再生能源比例变化缓慢从整体来看，美国能源结构中相关不可再生能源储量相对丰富，所以外部依存度始终处于弱平衡（战争等极端情况除外）。从长周期来看，美国能源效率也经历过基于典型经济周期的起伏。结合当前时点，美国能源政策的典型变化，未来存在较为典型的两极分化趋势，一方面基于美国政府的对于化石能源的战略变化，推动了可再生能源进入新的增长通道。另一方面的小型新能源商业市场，较为典型的需求端商业主体正在发挥更强的商业主体作用。2019-2021年美国电力生产及结分布 2015-2021年美国能源对外存度15 16 1632%33%27%19%10%32%33%27%19%10%1%-1%3%-3%-4%-3%3%-3%6%-3%4%0%-2%-10%-9%-6%-9%-12%5855728928872892958099651586

2853387907731624

55115

260380778899-16%-20%-19%-18%-19%2015-16%-20%-19%-18%-19%20152016201720182019202020212019 2020 2021天然气(TWH) 核电(TWH) 水电(TWH) 生物质能(TWH) 石油及其他地热能(TWH)

煤炭（%） 天然气（%） 石油（%） 生物质能（%）电力市场现状：以PJM电力市场为代表的集中式电力市场美国整体电力市场主体相对多元化，同时分布较为分散。基于电力市场有效服务的用户数量来看，市属电力公司占比15%，私有电力公司占比68%，农村电力合作社占比13%，电力经销商占比4%。PJM作为第一个电力联营组织，目前无论在时间维度的多周期覆盖，还是多商品品种、多参与主体的覆盖，均较为全面。其中，其市场机制中，关于“电能与辅助服务联合出清机制”（实现整体社会效益最大化）、“虚拟申报机制”（增加非实体主体参与度，提高交易流动性）、“双结算机制”（综合对冲价格风险）。日前市场实时市场中标容量机组组合备用日前市场实时市场中标容量机组组合备用实时计划交易曲线日前LMP机组和可中断负荷出力备用价格备用计划辅助服务中标量实时LMP辅助服务价格机组实时计划输电权分配及拍卖结果结算辅助结算服务电能“双结算”日前中标出力*日前LMP+（实时计量-日前中标出力）*实时LMP持有者获得阻塞收益分为债权型和期权型规避现货市场阻塞价格风险金融输电权交易物理执行交易或支付阻塞费用跨区交易市场出清预测每5min计算一次能量价实时出清预测滚动计算滚动机组组合日前备用出清旋备市场非旋备市场合合时前辅助服务出清1个基本拍卖市场，3个追加拍卖市场和1个双边交易市场核心是可靠性定价模型中标资源需参加现货市场收固定成本容量市场成本补偿、考核等其他品类品种结算实时调度场外交易双边交易场外交易双边交易（差价合约）品日前出清可靠性机组组合日前电能出清日前备用出清基于申报负荷允许虚拟申报约束金融性质市场基于负荷预测提出虚拟申报考虑实际网络约束与备用联合出清是日前计划依据电力市场现状：以ERCOT电力市场为代表的零售侧竞争电力市场相较PJM电力市场，ERCOT市场作为一个独立电网，和其他州并没有交流互联。但是其作为早在2002年就开启了零售侧竞争市场。其用户侧自主选择电力供应商比例超过30%，连续8年被评为美国和加拿大最具竞争性的电力零售市场。同时相对PJM市场，其因为没有设立容量市场，上游电源端投建性成本，主要通过发电本身收益，以及相关辅助服务收入回收。当然，相对应的这对该市场的价格有效性就提出了更高的要求。2021年美国电力场发量结构 美国售市场电力易结构核电8.3%核电8.3%2.9%0.9% 0.2%风电20.7%18.4%

光伏 其他 水

双边协商交易双边协商交易48.6%

申请授权计划实体 寻（QSE） 求代理集中竞价、批发结算申请/授权计划实体(QSE)代理谈判协商交易寻代采购代理 代理

申请/寻求代理用户寻求售电公司/负荷服务商（LSE）输电（TSP）配电（DSP）发电公司零售结算用户寻求售电公司/负荷服务商（LSE）输电（TSP）配电（DSP）发电公司

双边协商交易

申请/寻求代理

电力市场参与者双边协商交易双边协商交易电力传输交易结算虚拟电厂市场现状：需求响应改革政策+商业化配套并行VPPVPP/化的重要环节。

美国各州推动VPP及相关储能配套项目分布美国VPP政策推动/商业化路径虚拟电厂政策推动/商业化路径

华盛顿州：集成储能俄勒冈州：连接525个用户，结合储能推进VPP鼓励需求响应投资，并允许需求响应资源参与批发市场内化达州：提供500万鼓励需求响应投资，并允许需求响应资源参与批发市场

新罕布什尔州：符合响应降低系统峰值马萨诸塞州+康涅狄格州：计划

法律保障：《能源政策法》激励政策法律保障：《能源政策法》法律保障：《能源政策法》《联邦能源管理委员会第888号令》法律保障：《能源政策法》

加州：与批发市场竞争有3试点，共与批发市场竞争建设计划

亚利桑那州：计划连接900个

Xcel500住宅用户

乔治亚州：PowerCreate

补贴每千瓦225美元，总共提供31MW调节能力2007年

鼓励采用分时电价促进需求响应技术发展要求联邦能源委员会对需求响应潜力做鼓励采用分时电价促进需求响应技术发展激励政策《能源独立与安全法》出评估，明确发展障碍，制定政策建议激励政策《能源独立与安全法》

2500美元安装补贴，按3600美元/套奖励1000套储能

试点 佛罗里达州提供高达4000美元/套住宅储能补年年2016年 虚拟电厂项目

市场化交易政策《联邦能源管理委员会第755号令》市场化交易政策《联邦能源管理委员会第719号令》竞价市场化交易政策《联邦能源管理委员会第755号令》市场化交易政策《联邦能源管理委员会第719号令》竞价纽约州ConEdison公司启动CEVPP项目电源”参与电力供需平衡纽约州ConEdison公司启动CEVPP项目

美国在“虚拟电厂场景下”用户侧储能收益3,000 5004,0009,0003,000 5004,0009,0001,000 2017年 虚拟电厂项目

2,0002,000佛蒙特州、纽约州、德克萨斯州以及加利福尼亚州的公共实事业公司开展VPP计划

电网服务需量电费管理光伏自发自用

总成本（美元）

（美元

（美元

（美元

（美元

（美元

（美元）中国虚拟电厂行业发展研究Developmentstatus223.1中国虚拟电厂政策驱动3.1中国虚拟电厂政策驱动PAGE23PAGE23促进性、监管性政策并举，制度建设向市场化方向渐进改革从长期来看（5年以上的周期下），国内的电力市场改革一直处在推进中。从结构上来看，其实整体市场的资源分布结构亦持续保持“纺锤体”结构。在短周期场景下（3年周期），电源侧和负荷侧的政策推动，以及相关主体市场（电力交易市场）的构建目前明显处于加速周期下，对应至虚拟电厂市场，刚处于有长期制度基础，短期市场基础正在形成的商业化初期。政策发布日期政策名称/文号发布机关政策方向2020/1/20关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见财政部、国家发展改革委、国家能源局政策发布日期政策名称/文号发布机关政策方向2020/1/20关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见财政部、国家发展改革委、国家能源局新能源2020/1/21可再生能源电价附加资金管理办法/财建(2020)5号国家能源局新能源2020/3/21关于2020年光伏发电上网电价政策有关事项的通知国家发展改革委新能源2020/4/9关于做好可再生能源发展"十四五"规划编制工作有关事项的通知国家能源局新能源2020/4/29关于印发《2020年能源监管重点任务清单》的通知国家能源局监管2020/5/18关于印发各省级行政区域2020年可再生能源电力消纳责任权重的通知国家发展改革委、国家能源局新能源2020/6/5关于印发《2020年能源工作指导意见》的通知国家能源局监管2020/7/14关于开展跨省跨区电力交易与市场秩序专项监管工作的通知国家能源局监管2020/8/21关于开展第五批增量配电业务改革试点的通知国家发展改革委、国家能源局增量配电2020/9/29关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见财政部、发展改革委、国家能源局新能源2020/11/6关于印发《电力现货市场信息披露办法（暂行）》的通知国家能源局电价电力市场2020/11/18关于加快推进可再生能源发电补贴项目清单审核有关工作的通知财政部新能源2021/3/17关于印发《清洁能源消纳的情况综合监管工作方案》的通知国家能源局新能源2021/5/21关于2021年可再生能源电力消纳责任权重及有关事项的通知国家发展改革委、国家能源局新能源2021/6/7关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知国家发展改革委新能源、电价2021/7/29关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知国家发展改革委、国家能源局新能源2022/1/29关于印发《“十四五”现代能源体系规划》的通知国家发展改革委、国家能源局其他2022/1/30关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见国家发展改革委、国家能源局新能源2022/2/23关于印发《“十四五”新型储能发展实施方案》的通知国家发展改革委、国家能源局新能源2022/4/16《电力可靠性管理办法（暂行）》国家发展改革委其他政策发布日期政策名称/文号发布机关政策方向2020/1/19省级/区域电网输电价格定价办法国家发展改革委电价2020/2/18关于推进电力交易机构独立规范运行的实施意见/发改体改(2020)234号国家发展改革委、国家能源局电力交易机构2020/3/26关于做好电力现货市场试点连续试结算相关工作的通知/发改办能源规(2020)245号国家发展改革委、国家能源局电力市场2020/7/1电力中长期交易基本规则/发改能源规(2020)889号国家发展改革委、国家能源局电力市场2020/9/28关于核定2020-2022年区域电网输电价格的通知/价格规(2020)1441号国家发展改革委电价2020/9/282020-2022年省级电网输配电价的通知国家发展改革委电价电力市场,2020/11/25关于做好2021年电力中长期合同签订工作的通知国家发展改革委、国家能源局电力市场2020/12/30关于进一步完善电力调度交易与市场秩序厂网联席会议制度的通知国家能源局电力市场2021/4/30关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见国家发展改革委电价2021/7/126关于进一步完善分时电价机制的通知国家发展改革委电价2021/10/11关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知国家发展改革委电力市场2021/10/23关于组织开展电网企业代理购电工作有关事项的通知国家发展改革委电力市场2021//11关于印发《售电公司管理办法》的通知国家发展改革委、国家能源局电力市场2021/12/21关于印发《电力辅助服务管理办法》的通知国家能源局电力市场2021/12/21关于印发《电力井网运行管理规定》的通知国家能源局电力市场2021/12/21关于印发要素市场化配置综合改革试点总体方案的通知国务院电力市场2022/1/18关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见国家发展改革委、国家能源局电力市场2022/2/21关于加快推进电力现货市场建设工作的通知国家发展改革委、国家能源局电力市场2022/2/24关于进一步完善煤炭市场价格形成机制的通知国家发展改革委电价2022/3/15关于加快建设全国统一大市场的意见中共中央国务院电力市场3.2中国虚拟电厂市场驱动3.2中国虚拟电厂市场驱动PAGE24PAGE24电力交易市场建设是市场驱动主线，辅助服务市场处于拐点性节点回顾整个中国电力交易市场的变化，围绕着电力交易主体以及区域性交易试点，所展开的市场改革，基本原则是从国情出发，适配区域特征，同时结合海外市场先进经验，进行试错式渐进性改革。对应的辅助服务市场的发展，也逐渐随着交易市场完善，从基本的交易公平问题，转入更深层次的服务性匹配问题，当然当前时点，围绕着“源荷网储一体化”、“多能互补协调”这些新式能源系统形态，展开兼顾经济效益和社会效益的模式探索，将成为上下协同的核心方向。辅助市全电价统一补偿阶段场

中国电力现货市场及辅助服务市场建设路径交叉补偿-市场化交易阶段2014的基本平衡2015年以后，试点基于“调峰”、“调频”、“备用”等方向的市场化辅助服务探索

完善辅助服务阶段在基本建立多辅助服务市场的基础上，推动源荷网储一体化健身和多能互补协调运营建 在对电厂进行结算时，助服与发量捆在一进设 结算，没有单独的辅助务补机制电 20世纪90年代力

2000-2010年1案的通知》，开始实施“厂网

2015年-2021年1、2015电力市场建设的实施意见》，重启电力市场建设2、2017可再生能源电力现货交易市场开始投入运行

2022年-至今在稳妥推进电力现货市场建设，支持具备条件的试点持续运行的同时，推动各类优先发电主体、用户侧共同参与电力现货市场交易现 20世纪80年代货市 1、在80年代之前，以垂直一场 体化的计划管理体制为主建设 2、80年代-21世纪初，集资

1、电力投融资体制改革，一场竞争2、1995力局的发电厂资源内，实行模拟电力市场运营3、1998山东、辽宁、吉林和黑龙江6地进行“竞价上网”试点工作

分离”、“竞价上网”、“打力体制改革2、2003区域电力市场建设性文件，分头推动东北、华东和南方区域电力市场。（后续均暂停运营）

3、2017年-2021完善市场交易机制3.3中国虚拟电厂模式及框架3.3中国虚拟电厂模式及框架PAGE25PAGE25虚拟电厂需具备：分布能源集合、能源网络管理、源荷供需优化能力从目前国内的虚拟电厂发展现状来看，因为电力交易市场仍在区域试点阶段，该技术所对应的商业化市场仍不成熟。所以目前，在资源整合角度，主要以分布式发电、微电网等为电源端整合基础。在辅助服务端，主要以电源端（分布式）的发电预测、发电计划为主。当然从长期来看，虚拟电厂在具备了，分布能源集合、电力能源网络管理、源荷供需优化的基础上，以云中心形式，贯穿”电源端”、“电网输配端”、“负荷端”。泛能源互联网架构下的虚拟电厂结构电源端电网端电源端电网端负荷端火力发电机组核能发电机组柴油发电机组燃气发电机组可控机组居民负荷柔性负荷水力发电机组光伏发电机组风力发电机组非可控机组电网侧储能虚拟电厂控制中心新能源车用户侧分布式发电/储能水力储能光电储能风电储能复合储能电源侧储能微电网现货交易市场电力交易市场期货交易市场输电系统平衡市场市场基础技术层大数据技术数据清洗数据存储数据挖掘态势觉察态势理解云计算算力优化资源监控/任务管理区块链技术辅助服务计量辅助服务交易电能流信息流物联网技术物理网络安全智能终端交互工商业负荷基于投资周期和产业分布特征，虚拟电厂的类型可分为供给/需求两端从核心差异上来看，供给侧虚拟电厂具备独立发电机组，对应有效的负荷匹配，调配弹性更高。但是，这也决定了其投资周期相对更长，固定调配成本更高。需求响应侧虚拟电厂，具备更强的技术协调性，可以在相对成熟的电力交易市场的基础上，有效控制可转移、可中断负荷，具备更强的技术投资特征。当然，从长期来看，混合型虚拟电厂基于两者的优势更能兼顾经济效益和社会效益。理论市场下虚拟电厂的类型对比分布式分布式部分可中断负荷分布式分布式部分可中断负荷可计划性电力系统电力负荷电力波动优点独立发电，快速响应负荷变化率/系统稳定性缺点投资周期长给侧虚拟电厂可控机组电力系统GAP引导用户负荷时移可控机组电力系统GAP引导用户负荷时移可转移负荷非可控机组电源侧储能签订可中断负荷合同基于差价进行激励补偿可中断负荷电价波动优点应用灵活率，社会效益更强优点应用灵活率，社会效益更强缺点作为辅助服务接入控制要求高，容易出现交易偏离应响应侧虚电拟电非可控机组电力系统可转移负荷可控机组可转移负荷非可控机组电力系统可转移负荷可控机组可转移负荷电源侧储能可中断负荷削峰填谷混合型虚拟电厂优点混合型虚拟电厂优点设平衡错配经济效益和社会效益最大化缺点系统震荡破坏性更强减弱从微观试点向宏观管理过渡，兼顾能源安全、合理消纳和经济收益平衡/相关地区项目主体相关地区项目主体建设主体目标电能量容量覆盖范围运维特征电厂类型山西（2023年6月）新绛源网荷储一体化项目虚拟电厂智慧管理平台华能山西能源销售有限责任公司400MW园区可调节负荷、全县商业楼宇柔性负荷电力市场交易收益需求型虚拟电厂福建（2023年6月）厦门市虚拟电厂平台国家电网厦门供电公司350MW空调、充电桩、储能等可调资源-需求响应侧虚拟电厂浙江（2022年10月温州集中式储能电站+分布式源荷一体的能量管理平台（建设中）国家能源集团浙江公司200MW实时接入采暖、电动汽车充电站、分布式能源发电等直接收益（调峰、调频）混合型虚拟电厂安徽（2022年7月）安徽省合肥市能源大数据中心（合肥电网虚拟电厂）-160MW系统大电网协调控制、电网削峰填谷供给侧虚拟电厂山东（2021年）山东虚拟电厂平台国家电投山东分公司国家电投开大的能源站、储能等可控负荷参与电力现货市场交易供给侧虚拟电厂深圳（2021年）网地一体虚拟电厂运营管理云平台南方电网深圳供电局710MW12家聚合商、可调节负荷500MW、分布式光伏210MW电网辅助服务（源荷互动）混合型虚拟电厂广东（2021年9月）广州市市级虚拟电厂南方电网-负荷聚合商（如公交充电）、其他需求侧响应主体削峰填谷需求侧响应虚拟电厂浙江（2021年1月）浙江丽水全域绿色能源“虚拟电厂”国网丽水供电公司-聚合55万千瓦可调节水电站和45万千瓦下游径流电站，以及新能源发电站峰谷时段优化、可再生能源消纳供给侧虚拟电厂江苏（2021年1月）南京市江北新区智慧能源协调控制系统（虚拟电厂模块）江苏南京供电总公司643MW分布式光伏、储能设备及各类可控负荷电网调峰辅助市场混合型虚拟电厂华北（2020年12月国网综合能源服务集团有限公司虚拟电厂国网综合能源服务集团154MW聚合分布式电源、可控负荷和储能装置参与华北电力辅助服务市场交易混合型虚拟电厂深圳（2020年10月自动化虚拟电厂系统南方电网深圳供电局-电源端调控灵活电力资源并网调控供给侧虚拟电厂河北（2020年6月）平山县营里乡虚拟变电站项目国网石家庄供电公司-开关站+储能+边缘控制服务中心为配电网末端供电提供双重保障，实现网、源、荷储的协调优化供给侧虚拟电厂上海（2019年10月首批虚拟电厂运营体系试点单位国网上海电力需求响应中心4家虚拟电厂运营商、512个客户接入平台电动车充电桩、园区微电网、商业家住、工业自动响应、三联供储能系统、分布式能源、冰蓄冷装置实现了调度需求触发、多品种交易组织、虚拟电厂在线监控与管理等功能，实现了业务流、信息流的贯通需求侧响应虚拟电厂河北（2019年3月）冀北虚拟电厂示范工程国网冀北电力有限公司160MW（一期工程）包含所有本地化可控电源、负荷包含灵活性资源、虚拟电厂、交易中心、调度中心三级架构混合型虚拟电厂江苏（2017年8月）江苏省张家港保税区智慧用电示范园区张家港保税示范园区、清华大学能源互联网研究院400MW（200MW调峰调频）对园区内，分布式清洁能源、电动汽车充换电等可控负荷和储能系统进行整合站、余热余能调峰调频、长效节能需求侧响应虚拟电厂江苏（2017年5月）大规模源网荷友好互动系统国家电网1000MW集约可中断负荷基于能源安全性，以及发电机组的投资性替代需求响应侧虚拟电厂甘肃（2016年6月）玉门市三十里井子风光储电网融合示范项目科陆电子35MW光伏15MW、风电10MW储能10MW新能源平滑上网，合理消纳供给侧虚拟电厂3.4中国虚拟电厂典型运营项目3.4中国虚拟电厂典型运营项目国网冀北虚拟电厂：国内最为成熟的虚拟电厂运行示范项目PAGE28PAGE28国网冀北虚拟电厂无论在物理架构设计，还是线上平台都具备极强的完整性，并且从区域试点，到单资源项目改造，以及多态能源资源接入，均维持了极高的技术应用水平。并且在工程运营之初，就兼顾了电源供给侧“调配输”和负荷侧“聚响并”的双向特征，构建了较为完整的虚拟电厂智能管控平台。市场运营阶段平台构建阶段市场运营阶段平台构建阶段2019年12月-2022年10月37.01GW∙h，虚拟电厂运营商和用户收益达673.70万元2019年11月区域试点阶段 构建“感知、网络、平台、应用”四层系统标准设立阶段2019年3月在秦皇岛地区启动工程一期试点，配置移动储能设备、分布式光伏，结合即插即用、可充放电充电桩等技术，实现多元化电力负荷的协调控制，为其他区域提供样板2017年-2018年2017年10月，国家电网公司组织国网冀北电力公司和中国电科院，代表中国向IEC提交了虚拟电厂《用例》和《架构与功能要求》提案;与次年3月提案获批正式立项。可调可调节资源张家口承德运行能力秦皇岛唐山保定廊坊自201912年34.12GW∙h，单位电量收益为183元（MW∙h）。虚拟电厂运营商/负荷聚合商收益为395.95万元用户侧资源收益228.25万元。石家庄沧州衡水运行效益邢台邯郸总容量：358MW理论最大调节能力：204MW实际最大调节能力：154MW最大调节速率：15.7MW/min张家口、秦皇岛、承德廊坊地区的蓄热式电采暖、智慧楼宇、可调节工商业等11类可调节资源冀北虚拟电厂智能管控平台云侧 物联网台程序接口安全与鉴权管侧边侧标准化通信协议标准化通信协议端侧微应用市场交易调控运行聚合优化边缘智能网关边缘智能网关4G/5G/光纤4G/5G/光纤4G/5G/光纤规则引擎订阅、通知设备管理数据采集开放应用其他系统分布式电源用户可调节电动汽车蓄热式储能单元3.4中国虚拟电厂典型运营项目3.4中国虚拟电厂典型运营项目上海虚拟电厂：以点带面，协同推进，兼顾资源多样性和交易规模性PAGE30PAGE30上海地区本身就面临着较为复杂多样的负荷类型，同时在平台化的目标下，还需要考虑不同区域因为经济禀赋不同所对应的聚合特征的差异性。同时，从长期发展路径上来看，双向发电用能的可协调性，以及在电力交易市场接入后的安全性、有效性也是其建设虚拟电厂过程中需要时刻锚定的目标。上海虚拟电厂发展路径及未来规划根据上海可聚合资源特点，分别构建了商业楼宇型和能源站型两大类虚拟电厂2014年

2019年

引入多方参与主体引入前滩新能源、蔚来汽车、远景能源、5G基站等新主体参与聚合调控2020年

1、发展目标：在聚合分散点能数据和负荷控制的基础上，能够进一步提供系统调控，以及调峰调频和电力市场交易服务1、发展目标：在聚合分散点能数据和负荷控制的基础上，能够进一步提供系统调控，以及调峰调频和电力市场交易服务2、资源扩围：以园区方式构建虚拟电厂，结合上海自2、资源扩围：以园区方式构建虚拟电厂，结合上海自身实际情况，进一步扩大5G铁塔基站、电动汽车的响应容量未来规划3、生态营造：优化市场化交易流程；探索绿色电力交易模式；推动多平台线上运营和融合；引入更多市场资源和商业主体，共建商业网3、生态营造：优化市场化交易流程；探索绿色电力交易模式；推动多平台线上运营和融合；引入更多市场资源和商业主体，共建商业网络四个平台+两种类型+多种交易建可发可用虚拟电厂自有楼宇作为试点

接入电力交易平台统一各级虚拟电厂，参与市场运营：如申能储能虚拟电厂以负荷集成商的形式接入上海电力交易平台，统一进行响应申报和负荷管理无论从上海虚拟电厂的聚合资源类型的广度，还有在参与辅助服务和电力交易的深度来看，其运营的有效性均得到了验证。并且在当下国内电力交易市场机制尚待完善的背景下，能够结合虚拟电厂的资源建设和平台运营，实现相对盈利，也是可以作为典型案例进行在不同城市，不同区域场景下推广的典型模板。上海虚拟电厂建设容量及未来目标参与主体4家运营商极其226个客户，共8.7万千瓦负荷2家虚拟电厂运营商综合能源服务公司、蔚来汽车、腾天节能、前滩新能源4家虚拟电厂运营主体腾天节能、前滩新能源、综合能源服务公司、5G铁塔等交易出清情况响应市场：2小时电量：1.83万千瓦时收益：43950元“迎峰度冬专项试点交易”2019年12月容量：1.7万千瓦电量：4.02万千瓦时价格：1.2元/千瓦时“端午节填谷需求响应交易”2020年6月容量：2.5万千瓦价格：1.2元/千瓦时“是以填谷需求响应交易”2020年9月削峰容量：6.2价格：2.4元/千瓦时填谷容量：2.1万千瓦价格：0.96元/“双碳主题虚拟电厂需求响应”2021年5月65MW65MW1MW72MW4,890MW资源池分布和未来潜力商业楼宇型能源型5G基站型共计未来潜力5MWPAGE32PAGE323.5中国虚拟电厂技术方向系统优化技术三个大的方向进行分类虚拟电厂基础技术范围及应用矩阵BEV调度需求响应调度

可视化技术

多代理技术储能资源调度

多需求侧调度

智能调度

气象监测技术数值天气预报技术功率自平衡

分层控制即插即用

平台调控技术虚拟电厂技术矩阵系单体 优化控制 技术技术

测技术层协调控制物理网络）

可再生能源短期/超短期功率预测对等控制

主从控制

（时间网络

日前日内调度闭环实时滚动能量校正优化控制国内外典型企业案例Casestudy334.1NextKraftwerke4.1NextKraftwerkePAGE34PAGE34欧洲最大虚拟电厂运营商，多元化业务支撑跨区域运营服务公司作为欧洲最大的虚拟电厂运营商，目前经营区域涉及德国、意大利、法国、新西兰等多个国家。不仅是德国最大的光伏聚合商，同时在生物质发电、热电联厂等其他电源侧的场景渗透都足够丰富。截止2022年Q4，公司有效控制发电单元15346个，电力网络容量12294MW。NextKraftwerke公司发展历程9000MW

9800MW

11200MW7500MW6000MW4000MW2000MW1000MW500MW2009 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023首次完成从到TSO付

VPPNextPool在德国四

物质发电项目

光伏聚合商

公司成为壳牌的全资子公司NextKraftwerke在德国创立

开始通过VPPNextPool电力交易

行平衡服务公司推出可变电价

务平台NEMOCS

公司和东芝ESS成立合资公司以即服务平台为核心，有效整合外部市场资源+能源供需两端用户/；2//1；2、辅助服务；3、削峰填谷/需求响应。公司核心NEMOCS系统产品分析运营管理运营管理NEMOCS控制系统API接口（数据输入/输出）交易系统账户系统控制中心（用户权限）可视化电力资产调度分析报告有效聚合电源/负荷用户应用方向外部数据光伏风电生物质发电氢能源电力资产收益分析/调度电力交易 辅助服务市场数据 价格数据 TSO反馈热电联厂 发电机组 储能电池 负荷用户削峰填谷电力预测/计划需求响应天气预测 电网频率 需求预测实时数据从资源整合商向电力服务商过渡，增值服务的高封装、可标准化是方向根据上文中关于公司业务结构的分析，以及其近几年的财务结构变化。基本上可以梳理出一条比较清洗的业务进阶路线。首先基于电源负荷两端有效整合，在形成规模优势的基础上，电力售卖是较为直接的业务模式。但是从公司成本结构和基于欧洲近几年的高能源价格波动性来看，这部分业务存在较高的成本摊销成本和基于价格波动的能源合同头寸管理风险。在此基础上的相关电力市场服务和VPP管理系统服务，则更强调技术先进性和商业适用性，所以更能成为公司未来高盈利成长的利基。公司2019-2023年不同时间营数对比 公司2018-2021年营业收入构15300

1510015100

0.20.51230012300121008100870071007600526.1526.11.00.075.70.30.684.50.30.490.71358.1551.1595.0504.12019年9月 2020年2月 2023年6月

2018年 2019年 2020年 2021年电力售卖（百万欧元） 电力市场服务（百万欧元）VPPSaaS服务（百万欧元） 其他（百万欧元）4.2Sonnen智能储能设备商向服务方案升级，高粘性高服务能力负荷端变4.2Sonnen智能储能设备商向服务方案升级，高粘性高服务能力负荷端变PAGE37PAGE37公司自2010家庭/）/VPPSonnen公司业务发展历程 Sonnen公司2021年全球业务分布正式推进部署VPP划，初期，基于Sonnenbatterie10储能系统且容量为11kWh以上的用中获取收益成为德国乃至欧洲最同年家用储能电池销量1.2万套，略高于1万套，成为全球销量第一成立于德国，当期主要业务是制造用于风光储能的锂离子电池

20202016

20192015

联合ESSolar在美国犹他州和爱达荷州实施虚拟电厂计划，年底预计部署35MWH住宅电池储能系统荷兰壳牌集团全资收购Sonnen股份。但是保持公司管理层独立，和相关主品牌独立。2015年4推出家庭储能产品Powerwall

澳大利亚0.3%美国4.1%比利时7.1%意大利7.5%

其他国家地区11.8%

德国69.3%从产品内容来看，Sonnen的硬件产品分别对应了户用光伏储能、储能并网收益、孤岛应急电源