2023虚拟电厂应用技术合订本文档可编辑

目目录口1)可再生能源发电的省投资组合与实际需求差异导致的平衡成本。通过容量招标及辅助服务盈利。通过辅助服务市场竞标收入、降低电力采购成本盈利。减少电网升级费用来增加收入。具有能量出售能力，可以参与能量市场和辅助服务市具备负荷型、电源型和储能型VPP的能力。原因成规模效益。管控平台等系统的接口标准和通信协议不统一也增加了分布式资源接入难度，提高了虚拟电厂建设成本。等增值服务为主参与辅助服务市场为辅，参与电力现货仍在尝试探索中。欧洲22年风光发电占比达16%口图表：虚拟电厂架构示意图图表：虚拟电厂架构示意图 林·在电网运营方面，主要可以划分为输电网运营商(TSO)和配电网运营商(DSO)两个层面。其中，TSO负责输电网络的控制和运营，由于通常只有一个全国性的TSO,因此是具有垄断性质的业务；而DSO则主要负责将电力分配给用户，各DSO之间的电价差异很大，是竞争性的业务。基于以上分工，在欧洲商业化的虚拟电厂领域，虚拟电厂通常由独立第三方运营商、发电厂以及TSO合作运营，其首要任务是为发电单位服务，并设法降本增效。欧洲虚拟电厂以聚合分布式发电资源为主要且标。由于欧洲发电资源较为分散，虚拟电厂起步于电力供给侧，聚合分布式发电资源，从而帮助可再生能源稳定并网，并协调发电功率，以降低弃风弃电、负电价损失为主要目标。其价值主要源于两个方面：1)第一是辅助服务市场，该市场直接与特定地区或国家的输电系统运营商合作，在一定时期内有能力升高或降低电力产量的电力生产商可从此获得补偿。2)第二是日内市场上的不平衡交易，由于无法百分百准确预测所需能源量，因此必须实时进行能源平衡以弥补预测的不足。图表：电力系统核心参与者图表：电力系统核心参与者本地蓝断机构。零售商所有用户数可以选据责高业公司。所有零德商都与平高责任方商业公司。求和交易方案。售商和不同类型的含同，例如一定期限内的固定发电商商业公司。提交潜在发电量出价。茎新机构。负责实时运营，拥有。经营并发康输电系线费且方便地变更。电力公司虚拟电厂需求侧发电侧(2021年)(2021年)(2018年)以上(2015年)3.300MW(2019年)V√√√√√√V√√√√√V√√√√√VV√需求响应(商业和工业)√V√√√√需求响应(家庭)√√V√Kraftwerke共聚合15346台机组，联网容量12294MW。AMLae-mm一市场电抗美国22年风光发电占比达9.4%RetailElectricPowerMarketsSoure:FederalSoure:Federaltnergy电表后(BTM)电池·美国虚拟电厂通过控制电力价格和相关政策参与系统削峰填谷。该计划主要由能源零售商推动，以出售低价储能电池换取对部分电力的控制权，通过指导电力用户暂时变更用电模式进行削峰填谷。在用电高峰期，零售商以虚拟电厂方式聚合所控制的部分储能，以确保电网系统的稳定性，并提供给需要的用户，获得辅助服务收益。虚拟电厂增强了电网的可靠性和弹性，据RMI预测，到2030年，虚拟发电厂预计将美国的能源需求峰值降低60GW,到2050年可以减少超过200GW,·美国的虚拟电厂以聚焦可控负荷的需求响应货膨胀法案(IRA)》的发布，美国政府为风能、太阳能和其他化石燃料替代品提供了超过3000亿美元的资金，给美国的可再生能源行业带来极大的鼓励和支持。根据Statista的数据，2022年美国新增住宅光伏装机容量达到5.9GW。同比增长40%。2)美国存在众多竞争性电力市场。wkutnrgtennafcorioeguthevrn,cmgonedprimaryofsrtrejjeesineai电网充电设施中国22年风光发电占比达10.92%政策框架仍需进一步完善，亟需制定国家和省级专门政策；2)项目开发总体上仍处于试点和示范阶段，且在省级范围内缺乏统一的虚拟电厂平台；3)大多数虚拟电厂试点已实现用户用能监测的初步目标，但实现虚拟电厂的优化调度和对分布式能源的闭环控制的项目仍然稀缺；4)商业盈利模式△6美国欧洲中国各类型电源较为均衡资源占比较低，但新能源规模大且集中电网所有权集中，统一规划、统一建设、统一管理各区域电网相对独立，相互间电网联络规模有限实时市场日内场内交易+平衡机制计划逐步放开一市场化的中长期交易+现货交易围内统一进行优化配置，分控制区保障平衡.需求侧响应补偿及辅助服务收益主要参与需求响应，进行削峰填谷，在实践规模、主要参与需求响应、备用和调峰三个交易品种，是多、填谷负荷比例最高、参与客户最多的主要参与调峰为主的辅助服务市场，以促进消纳风广东主要参与需求响应市场，尽管其调频辅助市场已经运题尚未解决，用户侧资源仍未纳入到调频辅助服务中山东试点主要参与现货能量、备用和辅助服务市场交易，日前现货、需求侧管理机制的衔接，逐步从政策地区首次模拟试南方(以广东起步)2018年8月2018年12月山西2018年12月2019年5月2019年6月四川2019年6月蒙西2019年6月山东2019年6月2022年1月2022年3月2022年6月辽宁2022年6月2022年7月2022年7月·国内首个市场化运营的虚拟电厂示范工程。国网冀北虚拟电厂是国内首个虚拟电厂试点项目，于2019年12月建成投运。该工程实时接入并控制了蓄热式电采暖、可调节工商业、智能楼宇、智能家居、储能、电动汽车充电站、分布式光伏等资源。构建了“1(虚拟电厂智能管控平台)+n(运营商/聚合商)+x(用户)”体系架构。目前，平台上共3家运营商(冀北综合能源、恒实科技、国电投中央研究院),聚合了35家用户、市场主体实现了用户侧调节资源参与系统调节，对传统电力系统的调节方式带来革命性变化，推动了“源网荷储”互项目可以提供实时、柔性、连续的能量调节，增强了系·2019年起，冀北虚拟电厂全程参与华北(京津唐)调峰市场出清。已在线连续提供调峰服务超过5225小时，累计增发新能资源总容量358MW,最大调节能力204MW,2022年已响应最大调节功率为154MW,最大调节速率15.7MW/min(占额定有功功率的4.4%),调节性能良好。时时要控中可酬份器要控中商节目标：25MW边缘周关是》调用息虚电厂1动出青大可+市场机制·深圳虚拟电厂管理中心于2022年8月26日成立，是国内首家虚拟电厂管理中心。其平台采用“互联网+5G+智能网关”的先进通信技术，打通了电网调度系统与聚合商平台接口，实现电网调度系统与用户侧可调节资源的双向通信，可满足电网调度对聚合商平台实性、稳定性。深圳虚拟电厂平台已成功接入了14家聚合商，接入装机容量约为87万千瓦(相当于约9万户家庭的用电报装容量，接近一座大型煤电厂的装机容量),其中分布式光伏容量为21万千瓦。预计到2025年，深圳将建成具备100万千瓦级可调节能力的虚拟电厂，逐步形成年度最大负荷5%左右的稳定调节能力。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“能源互联网”的大技术系统研究范式。当然，考虑本报告的阅读主体主要是企业经营者、投资机构、第三方研究机构等更加侧重于市场商业化、企业案例分析等方向，所以本文的研究范围主要聚焦在VPP在电力交易市场背景下的商业范式研究。支草?工能源互联网34济效益和绿色效益的双提升。从能源发电结构来看，中国能源发电量占比中，风光发电的占比出现明显的扩大趋势。当然聚焦2022年，可以看到，发电量相对占比出现了一定程度的下滑。考虑到发电装机量(前置投资因素),有效并网量(后置消纳因素)。当下节点，需要有效的解决风光电长期、合理消纳的问题。才能在相对理想的条件下，实现在2025年达到16.5%发电占比的目标。当然，从整个电力网络的有效运营角度来看，有效解决其“峰谷调拨”及“合理消纳”问题，将成为能源市场持续繁荣的重中之重。2015-2022年中国能源发电量结构2025-2060年中国能源发电量结构预测2017-2022年中国分布式光电装机量2017-2021年中国分散式风电装机量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书1%11%12%12%13%18%14%16%16%16%17%17%20102011201220132014201520162017201820192■第二产业■第三产业■居民用电■第一产业作为国内新经济增长的典型电力负荷需求方，数据算力、5G通信、新能源汽车等，其电力需求在量级增速方面，呈现出明显的快速增长。当然从负荷特征来看，数据中心因为其产业发展的现出“大者更大，小者更密”的分布特征，对应电力负荷特征也会出现两极分化。新能源汽车，特别是BEV车型的高新能源汽车充电(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)■5G通信(亿千瓦时)结合前面讨论的新能源发电的并网量级矛盾、结果矛盾来看，新型储能技术的规模化，一方面能够在时间层面解决“并网错峰”的现实问题；同时也能主动促进电力负荷端的“源荷一体化”改善。从产业供需两端，改善电力能源的市场化应用的问题。同样以新能源汽车相关配套的充电桩为例，伴随着其作为电力负荷端的基础设施密度的快速增长，“光储冲放一体”模式，结合BEV的先天储能属性，亦能从负荷端，实现分布式源荷载体的经济及社会效益优化。2022年Q1-Q3中国新型储能装机规模2022年-2023年中国充电桩保有量储能+常规变电站18%随车配建充电桩公共交流充电桩公共直流充电桩■2022(万台)■2023e(万台)从能源需求端的负荷特征来看，本身相较供给端就具备更强的“分散性”、“随机性”。同时，随着需求端电动汽车、储能设备的快速应用扩张，未来负荷的主动优化的需求，也推动从过往相对中心化的被动聚合，向主动聚合过渡。同时，未来亦存在分布能高渗透率场景下的“源荷一体”趋势，该场景下的，自发电/并网收益双运行模式，更加依赖主动聚合方式下的有效精益控制，实现公共效益和个体效益的双平衡。被动负荷聚合方法及相关负荷特征主动负荷聚合方式及相关控制路径基于蒙特卡洛模拟等基于马尔科夫链负荷跟踪等主动主动负荷聚合控制路径柔性负荷集中控制控制主体核心差异全部用户侧可控负荷分布式智能控制设备数医式分布式控制控制方式02/全球虚拟电厂行业发展研究2.1全球虚拟电厂市场发展历程政策环境对比：各国基于本国电力市场现状，在推动切入点存在差异结合各国在自身市场环境下的政策差异，可以看出，宏观层面碳中和目标是较为一致的长期目标。另外考虑到电力市场交易天然具备较强的垄断性禀赋和安全性要求，所以几乎都是“电力市场改革+虚拟电厂技术商业化”并行推动。并且从投资视角来看，虚拟电厂明显具备“强政策驱动”+“强技术投资前置”的双特征，所以核心市场主体更适配“资产运营收益”的投资模型。全球主要国家虚拟电厂政策区域和相关环境英国英国政府层面消除流程障碍，增设新的平衡服务参与者VLP与交易供应单元SBMU政府允许VPP参与系统平衡调节机制。电网公司明确门槛和德国●政府允许VPP参与系统平衡调节机制。相关调理允许参与需求响应●《可再生能源法》激励DG聚合成VPP参与市场交易“日本再兴战略2015”首次明确提出推广VPP,此后多轮电力改革完善1991年开始电力市场改革，建立国家电力批发市场和零售●2020年，将辅助服务分类，提出有市场收益类别，为试点创造有利条件。基于碳中和目标、气候与环境正义法案、国家能源行动法案联邦能源监管委员发布2222号法令，主要在需求侧开展电力交易商业活动小时前市场进行交易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。启动全球收个虚拟电厂首个适合欧洲电力系统需求响应的车系统为核心案》,划拨45划》,将需求服务商业转化期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2020-2022年欧盟电力生产量及结构分布2021年欧盟电力消费国家区域分布779■其他可再生能源(TWH)电力市场现状：市场结构相对完善，形成跨欧洲统一电力市场在整体欧盟的一体化框架下，主要目标为三个方向：1、引入竞争机制，同时提高运营效率和经济效益；2、因为各国能源禀赋差异较大，促进能源资源整合，提升能源系统安全；3、基于低碳目标，促进清洁可再生能源渗透。当然，其近30年电力体制改革，一方面形成了输电网资产产权和经营权的有效独立等一系列市场化制度，另一方面也建设成了相对有效的统一电力交易市场。卫汇立易占比为84.4%汇据各国用户X负荷侧家负荷侧家家家电力跨国公司需求需求侧发电侧侧电源侧可控机组、非可控机组区域性配电公司，供电子公司、市政背景电力公司21年)1年)8年)上W5年)W9年)电力设备务厂商√√电源侧负荷侧光伏、水电、热电联产厂、√√√√电力公司√(商业和工业)V√电网阻塞管理能源例风光电、分布式能源(家庭)√2019-2021年美国电力生产量及结构分布2015-2021年美国能源对外依存度一煤炭(%)一天然气(%)一-石油(%)生物质能(%)实时调度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)。约)品交易中标交易曲线果合合●●预测白●是日前计划依据30MIN备用计划日前LMP机组和可中断负荷出力电能“双结算”力)“实时LMP1申1申请寻求代理寻求代理风电天然气(√√V本结算1996年2005年2007年2009年2011年20115年2017年阿拉巴马州4000美元/套虚拟电厂市场现状：需求响应改革政策+商业化配套并行“能源需求侧响应”,所以可以看到其在需求负荷端更加侧重。同时可以看到因为主要聚焦用户侧场景，所以除了配售电公司等公共服务性公司以外，第三方独立的VPP商业公司具备多元化特征，诸台聚合商等商业主体。当然，值得一提的是，为了有效提高用户侧影响灵活虚拟电广政策推动/虚拟电广政策推动/商业化路径力内化达州激励政策《联邦能顽管理委员会第888号令法律保障：《能源政策法》激励政策《能源独立与安全法》市场化交易政策《联邦能源管理要员会第719号令》市场化交易政策《联邦能源管理委员会第755号令》虚拟电厂项目虚拟电厂项目虚拟电厂项目省级/区域电网输电价格定价办法国家发展改革委国家能源局国家能源局国家发展改革委国家能源局国家能源局国家能源局国家发展改革委国家发展改革委国家发展改革委国家发展改革委国家能源局国家能源局知国务院国家发展改基器国家能国家发居改革委国家能国家发展改革委中共中央国务院“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)的构建目前明显国家能源局可再生能源电价附加资金管理办法/财建(国家发展改革委国家能源局国家能源局国家能源局国家能源局的通知国家能源局国家发展改革委关于开展第五批增量配电业务改革试点的通知国家能源局国家能源局国家能源局的通知国家能源局的通知国家能源局国家发展改革委国家能源局国家发展改革委、国家能源局见知国家发展改革委辅辅助市场建设电力现货市场建设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交叉补偿-市场化交易阶段全电价统一补偿阶段在对电厂进行结算时，辅助服务与发电量捆绑在一起进行结算，没有单独的辅助服务补偿机制2014年以前，以并网发电厂考核为基础，实现“惩补奖”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3、2017年-2021年，开始全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3.3中国虚拟电厂模式及框架虚拟电厂需具备：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”泛能源互联网架构下的虚拟电厂结构负荷端负荷端柔性负荷水力发电机组式发电/储能微电网物联网技术可控机组非可控机组电源侧儲能1.辅助服务计量平衡市场光伏发电机组基础技术层交易市场期货交易市场电源端电网端电网侧储能盘从核心差异上来看，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。应用灵活削峰填贫、电源侧储能分布式储能装置可中断负荷催电价波动电力波动需求响应侧虚拟电厂混合型虚拟电厂供给侧虚拟电厂电力负荷相关地区山西(2023年6月)公司福建(2023年6月)厦门市虚拟电厂平台国家电网厦门供电公司国家能源集团浙江公司实时接入采暖、电动汽车充电站、分布式能源发电等直接收益(调峰、调频)浙江(2022年10月)平台(建设中)安微(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)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、储深圳(2021年)网地一体虚拟电厂运营管理云平台12家聚合商、可调节负荷电网辅助服务(源荷互动)广东(2021年9月)广州市市级虚拟电厂负荷聚合商(如公交充电)、削峰填谷浙江(2021年1月)浙江丽水全域绿色能源“虚拟电厂”国网丽水供电公司以及新能源发电站江苏(2021年1月)(虚拟电厂模块)江苏南京供电总公司华化(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课圳(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为配电网末端供电提供双重保障，实现网、源、荷储河北(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个客户接入平台上海(2019年10月)河北(2019年3月)国网翼北电力有限公司160MW(一期工程)江苏(2017年8月)(200MW调峰调频)电动汽车充换电等可控负荷江苏(2017年5月)国家电网甘肃(2016年6月)玉门市三十里井子风光储电网融合示范项目光伏15MW、风电10MW、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。冀北虚拟电厂发展路径及建设阶段因平台构建阶段2019年12月-2022年10月作为独立第三方主体参与华北电力辅助服务供调峰服务>4800h,累计增发新能源电量37.01GW-h,2019年11月国网冀北电力有限公司打造的泛在电力物联网虚拟电厂示范工程将正式投运，主要依托泛(FUN)电平台。构建“感知、网络、平台、应用”四层系统2019年3月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云側管侧边侧云側管侧边侧端側运行能力运行效益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相较于国内其他运营项目的有效覆盖范围和调控规模，国网冀北虚拟电厂示范项目，不仅围绕着“云-管-边-端”建立起了较为完善的管控架构，在实际的运营中，也完成了从社会效益向经济效益的有效过渡。从其参与华北调峰辅助服务市场的实际效果来看，不仅具备了跨区域协同的管控经验，同时也具备了对电力市场的服务性有效接入的示范经验。冀北虚拟电厂整体运行架构冀北虚拟电厂整体运行近况冀北虚拟电厂智能管控平台调控调控运行优化物联网云平台微应用微应用交易知权音管理权可调节工商业电动汽车潜热式电锅炉储能单元张家口、秦皇岛，承德廊妨地区的蔷热式电采暖，智慧楼字、可调节工商业等11类可调节资源地地虚拟电厂过程中需要时刻锚定的目标。虚拟电厂全国试点地区之一虚拟电厂全国试点地区之一引入多方参与主体络四个平台+两种类型+多种交易接入电力交易平台首次大规模节能减碳未来规划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腾天节能、前滩新能源、综合能源服务腾天节能、前滩新能源、综合能源服务公司、5G铁塔等削峰容量：6.2万千瓦价格：2.4元/千瓦时填谷容量：2.1万千瓦价格：0.96元/于瓦时2020年6月综合能源服务公司、蔚来汽车、腾天节能、前滩新能源4家虚拟电厂运营主体容量：2.5万千瓦价格：1.2元/千瓦时4家运营商极其226个客户，共8.7万干瓦负荷响应市场：2小时电量：1.83万干瓦时收益：43950元2家虚拟电厂运营商容量：1.7万千瓦电量：4.02万千瓦时价格：1.2元/千瓦时2021年5月2020年9月2019年12月交易出清情况参与主体资源池分布和未来潜力商业楼字型能源型5G基站型共计3.5中国虚拟电厂技术方向其技术架构属于系统级技术应用，在平台及场景层面具备技术交叉性当然根据虚拟电厂的不同类型和不同资源聚合场景，我们也可以把虚拟电厂的相关技术按照：平台调控技术、单体控制技术系统优化技术三个大的方向进行分类R需求响应调度R分#分析atpeP染大数据测技术功率自平衡测技术功率自平衡期/超短期功率分层控制闭环实时04/国内外典型企业案例价(数据输入/输出)●账户系统控制中心●分析报告应用方向应用方向归发电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公司2019-2023年不同时间运营数据对比公司2018-2021年营业收入结构■VPPSaaS服务(百万欧元)■其他(百万欧元)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公司自2010年成立，作为户用储能的头部公司，基于自身的核心用户群体(家庭/工商用户),不断提升相关产品的市场份额。从业务成长逻辑来看，分别从跨区域/国家来做产品增量，以及从产品应用场景，实现从硬件产品供应向一体化解决方案的延展。这也是公司目前在不同区域以及不同的应用场景下，拓展VPP解决方案和打开其他储能灵活应用场景的核心方向。Sonnen公司业务发展历程开开正式推进部署VPP计划，初期，基于10储能系统且容量为11kWh以上的用户可从电网平衡服务中获取收益成为德国乃至欧洲最大的储能电池生产商。同年家用储能电池销量1.2万套，略高于特斯拉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c2015年4月，特斯拉基于其电动汽车业务，推出家庭储能产品Powerwall的快速市产品加速扩张荷兰壳牌集团全资收是保持公司管理层独立，和相关主品牌独立。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Sonnen公司2021年全球业务分布人人无光伏/储能用户，加入Sonnen社区独立于电力公司和电网电价社区管理，也为不适用其储能等硬件设备的客户4硬件产品对比(形成需求型VPP运蓄网绪)⑤新能源汽车推广计划新能源汽车推广计划(1500-5万欧元)Sonnen公司2017-2021年营业收入及22年业绩指引Sonnen公司2017-2021年研发费用率/净利率2008年用境理系统整体解决方案发电侧+电网侧+配电侧+用户侧，源网荷储一体化布局逐渐成形结合公司目前的业务扩展方向，其实可以看到两条较为清晰的产品拓展路径：1、基于产品类型，从技术底层、业务前置的“新能源功率预测服务”向应用中层、运营中台的“控制系统”+“能源管理系统”升级。结合其新业务的拓展方向，电力交易、储能管理、虚拟电厂，未来一旦形成规模化，基本上具备了典型的复合型能源“商业+技术”平台的所有业务特征。2、基于客户主体，聚焦至“功率预测服务”来看，从单站-集中-区域的客户主体过渡，基本实现的该业务场景下的客户层级穿透。从整体的业务路径来看，已基本涵盖了“发电侧”+“电网侧”+“配电侧”±“用户侧”的覆盖。当然后两者的有效拓展。还值得持续关注。国能日新公司2022年业务国能日新公司2022年业务主要产品电网新能源管理系统新能源并网控制主要产品新能源电站主要产品主要产品主要产品析智慧能源管理、虚拟电厂)智能运营系统新能源发电应用客户应用客户易商应用客户应用客户应用客户应用客户应用客户应用客户应用客户应用客户新型电力系统虚拟电厂什么是虚拟电厂>在传统的电力系统运行模式下，发电厂是电力的主要来源，发电功率具有一定>新型电力系统的“源荷互动”:虚拟电厂是在用户侧将可控负荷(例如楼宇空>电网通过经济补贴等手段主动改变虚拟电厂的用电行为，当电力供给紧张时可主动减小用电负荷，当电力供给过剩时可主动增>虚拟电厂源于1997年ShimonAwerbuch博士的著作《虚拟公共设施：新兴产业的描述、技术及竞争力》。21世纪初，虚拟电厂兴起于德国、英国、西班牙、>与我国已经发展多年的智能微电网不同的是：虚拟电厂虽然依托智能微电网的分布式发电、储能等电力资源，但是其主要目的是积极响应电网的市场化调度需求，而非自发自用余电上网。参与主体以聚合商为主，实现了市场交易参与图1:虚拟电厂典型构成>虚拟电厂市场主体分三大部分，服务购买方、市场运营方、服务提供方。>服务购买方主要包括电网、新能源电站、提供辅助服务的电力交易主体(调峰电厂、旋转备用/热备用)等。市场运营方主要负责负责日常运营，向相关机构提供调用结果等信息。服务提供方以聚合商为主，他们通过先进的控制、通信等技术，通过对一定区域内的分布式电源、储能系统等的协调控制和优化运行，来实现需求侧响应并且收取相关服务费用。市场主体功能定位发展虚拟电厂的意义与政策推进电力市场化推进电力市场化促进节能降耗和碳减排提升电网稳定性节约电网投资《“十四五”现代能源体系规划》对虚拟电厂的相关内容《电力现货市场基础规则(征求意见稿)》,鼓励负荷聚图5:各地虚拟电厂试点时间电量计价负荷容量计价1-20元 四川2023.4云南2023.4*一重庆2022.4广西2021.12山东2022.6广东2022.4湖北2021.6海南2023.6一时间湖北2021年6月日前响应：每天不多于2次，每次持续时间不低于1小时，每日累计时间不超过4小时。响应补贴标准最高为20元/干日内响应：每天不多于2次，每次持续时间不低1小时，每日累计时间不超过4小时。响应补贴标准最高为25元/千广西2021年12月暂定响应价格上限为2.5元/千瓦时(注：少用1度电最多可获得2.5元补偿),电力用户月度分摊需求响0.01元/千瓦时(注：月度分摊电费上限为0.01元/千瓦时)。重庆2022年4月户为15元/千瓦/次；广东2022年4月日前邀约：申报价格上限为3.5元/kWh,虚拟电厂申报可响应容量下限0.3MW;山东2022年6月紧急型需求响应：经济性需求响应：无容量补偿，电能量补偿：根据实际响应量和现货市场价格确定。四川2023年4月《关于四川电网试行需求侧市场化响应电价政策有关事项的通知》云南2023年4月《2023年云南省电力需求响2023年6月《海南省2023年电力需求响标准为每度电0.3元。在日内紧急响应模式下，市场主体只需要“报量”并执行响应，即可获得固定补偿每度电0.3元。图6:虚拟电厂盈利来源电力设施的容量电价/补贴电力设施的容量电价/补贴分布式发电的电价收益分布式发电的电价收益响应调度获得服务费响应调度获得服务费截至2022年年底，德国虚拟截至2022年年底，德国虚拟图7:海外虚拟电厂建设进展AA4★策法案》,大力支截至2020年，北美地区台，接入2000余个家庭时间”大规模源网荷友好互动系统“、需求响应、新能源消纳等丽水虚拟电厂、宁海虚拟电厂试点项目、宁波离网光储系统式虚拟电厂等需求响应、削峰填谷等国内单次响应体量最大示范项目、虚拟电厂运营项目试点等等以商业楼宇为主的虚拟电厂体系多主体参与需求响应、削峰填谷等多、应用场景最全>虚拟电厂聚合工商业、居民客户等用户侧资源参与调度响应，可以提升系统灵活调节能力，减小电力平衡压力。在电网用电高峰或低谷时段，虚拟电厂根据>综合来看，不同配置形式的虚拟电厂建设成本各异，以分布式电源为主的，单位容量投资成本在1500-2500元/kW左右，以独立储能系统为主的，单位kWh的投资成本在1000元以上，以充电站为主的，单位kW建设成本在2000元以上；而单纯以可控负荷响应需求的，城市建筑类投资相对较小。图8:虚拟电厂不同主体动态响应特征资源类型热冷负荷图9:虚拟电厂不同硬件建设成本分布式光伏耳年生组发布时间文件名称统行动方案(2021-2030年)白皮书》(2021-2030年)》合政府编制有序用电方案，达到最大负荷20%以上且覆盖最大电力缺口。到2025年、203分别达到5900万、7000万千瓦。《电力需求侧管理办法(征求意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。力争到2025年，电力需求侧响应能力达到最大负荷的3%～5%,其中华东、见稿)》、《电力负荷管理办法(征求意见稿)》用电负荷的3%-5%,其中年度最大用电负荷峰谷差率超过40%的省份达到5%或以上。负荷逆变器，请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容下游：电力需求方下游：电力需求方蒙西电网、增量配电网独立售电公司拥有配网运营权的售电公司电网领域的售电公司中游：系统平台上游：基础资源工业商业和公共建筑光伏风电氢能电化学储能飞轮储能液流储能>虚拟电厂的上游基础资源主要包括可调负荷、分布式电源和储能设备。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。产业链下游为电力需求方，由>虚拟电厂投资机会主要出现在上游和中游，上游中分布式电源和储能是用户侧发挥调节能力的基础设施，中游的系统平台与服务供应商和运营商是保证电图12:虚拟电厂全产业链国电南瑞H“易事特德垂实选虚拟电厂市场空间测算(资本开支)最大用电负荷3%-5%估计，2025年虚拟电厂改造市场空间将达到245-喻综合能源企业从虚拟电厂的建设能力来看，从事综合能源建设的软硬一体交付能力的企业，可从解决方案和运营两个方面参与市场。2025年最大负荷16.3亿千瓦2030年最大负荷18.9亿千瓦需求侧响应能力建设成本2025年市场空间245-408亿元2030年市场空间284-473亿元周分布式运营商电力软件企业充电桩运营为核心资源，未来市场拥有较强竞争力。从虚拟电厂的技术要求来看，对电力调度、新能源功率预测、电力交易等具备软件技术实力的企业，能够有效为虚拟电厂运营业>以分布式电源、可调负荷或储能为主的虚拟电厂，可以通过市场化的方式响应系统运行中的各类调节需求。从当前交易类型看，我国虚拟电厂可参与的交易类型包括调峰辅助服务、需求侧响应等；从远期看，可参与的交易类型还包括电力现货、中长期交易、调频/调压辅助服务、金融衍生品等。从我国虚拟电厂当期可参与的交易品种看，需求侧响应具有较高的单位价值量。>虚拟电厂运营商通过参与各类电力交易获取额外收益，而对于虚拟电厂下属各类用电用户通过与其他用户聚合可以降低综合用能成本。当期品种需求侧响应求。品种中长期双边、集中交易合同转让交易电企业相比具有调节和预测优势现货交易具有较强的调节能力，最大程度优化交易和执行空间务链去中心化，智能合同等开展市场化交易图14:虚拟电厂电力交易体系③②①调调响深速时度率间虚拟电厂市场空间测算(运营收益)>虚拟电厂的运营收益可以分为两种情况：一、投资建设运营(重资产);二、聚合商(轻资产)。>投资建设运营：虚拟电厂的核心负荷来自分布式电源和储能，因此可根据所在地区投资分布式电源或者储能的经济性指标来测算。>聚合商是轻资产运营模式，通过与存量的分布式电力、储能、电动车充电站或者其他可控负荷签署协议，将对方的负荷资源纳入统一的软件平台进行调>企业自主投资的分布式光伏、工商业储能和充电桩，如果加入虚拟电厂后，可以在原来峰谷套利模式和可再生能源发电的收益的基础上，额外获得响应图15:虚拟电厂运营端收益模式自发自用虚拟电厂市场空间测算(运营端)图16:2021年我国部分地区95%以上尖峰负荷持续时间2025年最大负荷16.3亿千瓦2030年最大负荷18.9亿千瓦需求侧响应能力2030年市场空间能效管理产品及系统、企业微电网、电量传感器炬华科技智能电表、采集终端、传感器海兴电力林洋能源智能电表、用电信息采集系统国能日新虚拟电厂智慧运营管理系统、虚拟电厂运营业务东方电子建成全国首个区域级虚拟电厂平台朗新科技构建自有的能源互联网平台、开展能源需求侧的服务和运营目前正在构建虚拟电厂交易运营平台、公司南方总部未来将聚焦于深圳区域的虚拟电厂业务发展国网信通打造“源网荷储充”一体化运营平台国电南瑞南网科技公司推出的“源网荷储智慧联动平台”应用于省级调度侧虚拟电厂平台、园区级虚拟电厂项目等场景。泽宇智能电力咨询设计、系统集成、工程施工及运维的一站式智能电网综合服务商为客户能源使用提供诊断、设计、改造、综合能源项目投资及运营维护芯能科技公司在2021年建成“网荷光储充智能微网”小型分布式虚拟电厂>公司主要从事于中低压企业微电网能效管理所需的设备和系统的研发、生产、销售及服务，是一家硬件生产与软件开发相结合的高新技术企业与软件企业。公司产品包括企业微电网能效管理系统及产品和电量传感器等，从电量传感器、电力测控与保护装置到边缘计算网关、云平台，形成了“云-边-端”完整的产品生态体系。>2022年，公司推出AcrelEMS能效管理平台(EMS2.0)实现产品平台化，打破信息孤岛、实现互联互通；EMS3.0在EMS2.0平台的基础上并入光储充平台，真正实现源网荷储充一体化柔性控制。目前，EMS3.0平台已完成产品研发架构，功能正在逐步完善。>2022年公司企业微电网相关产品和系统收入达到9.00亿元，占公司营收占比达到88.4%,公司综合销售毛利率达到46.2%。图17:公司EMS能效管理系统平台结构解图19:公司主要业务及产品电力自动化领城配电领域调动自动化领域图20:公司历年营业收入结构(单位：百万元)请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图21:公司主要业务和产品示意图图22:公司历年营业收入结构(单位：百万元)■新能源发电功率预测产品■新能源并网智能控制系统■新能源发电功率预测产品■新能源并网智能控制系统图23:公司主要业务与产品智慧城市智慧农业智慧气象图24:公司历年营业收入结构(单位：百万元)请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容表9:公司主要业务案电力能源行业供给端SaaS服务，提高电站发电效能源互联网售电、绿电交易、实践)能源需求端景图25:公司历年营业收入结构(单位：百万元)习业图27:公司历年营业收入结构(单位：百万元)图28:公司主营业务结构图研发与设计数字能源技术与产显体合管子能排互块能语的制与体化综自能要大面务工业面联网平台云平创云计算括的图29:公司历年营业收入结构(单位：百万元)■电气设备■综合能源服务内部总负荷Kw内部总负荷Kw表10:虚拟电厂运营前后主体成本、收益对比(万元)分布式申源柔性负荷虚拟电厂运营商小计(亿元)平台建设费500万元/套1套2工业企业日前级资源接入与监测150万千瓦3工业企业小时级资源接入与监测30万千瓦4商业分钟级资源接入与监测15万千瓦(万千瓦)(亿元)日前级资源(传统需求响应市场)2小时级资源(传统需求响应市场)83统需求响应市场)4益表13:需求侧响应收益测算响应费用考核费用15万千瓦13万千瓦中标响应容量10万千瓦*110%+(实际响应负荷15万有效响应容量13万千瓦*1小时*2元/千瓦时0(响应费用-考核费用)10万千瓦10万千瓦有效响应容量10万千瓦*1小时*2元/千瓦时0(响应费用-考核费用)12万元有效响应容量6万千瓦*1小时*2元/千瓦时(中标响应容量10万千瓦*90%-有效响应(响应费用-考核费用51.4万元工业能源互联网虚拟电厂20231虚拟电厂“七问七答”Q1.我们如何定义虚拟电厂?Q2.虚拟电厂的兴起回应了新能源行业的什么痛点?Q3.虚拟电厂在各国如何落地?Q4.我们如何梳理虚拟电厂的产业链?Q5.我们如何测算虚拟电厂的盈利能力?Q6.虚拟电厂的市场空间有多大?Q7.虚拟电厂的核心标的有哪些?6我们如何定义虚拟电厂?我们如何定义虚拟电厂?78·虚拟电厂(VPP,VirtualPowerPlant)是一种新型电源协调管理系统，虚拟电厂通过信息技术和软件系统，实现分布式电源、储能、可调负荷等多种分布式资源的聚合和协同优化。构成要素作用构成要素作用分布式电源分布式电源分布较广，种类众多，发电受自然条件等因素影节减少火力发电强度，从而调节分布式电源，减少电力浪费储能可调负荷冬夏两季用电高峰期，虚拟电厂控制系统通过Al和远程控制全情况下，调节电梯运行方式；调节楼宇中的储能设备信息通信技术面留自协调控制技术能量交互→能量流—;大电网智能计量技术信息流---9虚拟电厂各地项目汇总公司国网冀北泛在电力物联网虚拟电厂示范工程国网冀北电力源，容量约16万千瓦，涵盖张家口、秦皇岛、腐坊广东广东深圳自动化“虚拟电厂”深圳供电局华北国网综能“虚拟电厂”国网综合能源服务集团有限公司聚合15.4万千瓦可调资源参与华北电力辅助服务市场；该虚拟电厂累计对接筛查负荷20余万千瓦，成功接入可调负荷10万千江北新区智慧能源协调控制系统“虚拟电厂!江苏南京供电公司安徽合肥“虚拟电厂”合肥供电公司实现光伏、储能、充(换)电、微电网等多种电力能源形式互联互动；合肥虚拟电厂接入光伏电站达120兆瓦，预计拟电厂总容量占比将达到夏季降温负荷400万千瓦的近两成。””浙江电网上海“虚拟电厂”国网上海电力通过开展规模化的“削峰”和“填谷”,虚武汉市“虚拟电厂”试点项目物湖北电网武汉供电公司浙江平湖县城“虚拟电厂”国网平湖市供电公司汇聚分布式发电、储能、工业、综合园区、商业、居民等6大类18小类用户侧资源，建成包含日前、日内、实时可调资源共计200兆瓦以上。广东广州供电局已注册各类用户30家，完成签约15家，邀约响应能力约250兆瓦，实时响应能力约15兆瓦。广东深圳网地一体虚拟电厂平台广东国电投深圳能源发展有限公司虚拟电厂平台国电投深圳能源发展有限公司由国家电投集团上海发电设备成套涉及研究院牵头研发，参与广东现货市场交易并获利，平均度电收益0.274亿元。国网浙江综合能源公司智慧虚拟电厂平台国网浙江综合能源公司聚合3.38万千瓦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。虚拟电厂由可控机组、不可控机组，如风、光等分布式能源、储能、可控负荷、电动汽车、通信设备等聚合而成，并进一步考虑需求响应、不确定性等要素，通过与控制中心、云中心、电力交易中心等进行信息通信，实现与大电网的能量互换。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，虚拟电厂可以分为电源型虚拟电厂、负荷型虚拟电厂、储能型虚拟电厂、混合型虚拟电厂等类型。电源型负荷型储能型混合型日本和德国以储能和分布式电源作为虚拟电厂的主体，美国则是以可控负荷为主，规模已占尖峰负荷的5%以上。虚拟电厂关键技术：协调控制、信息通信、智能计量·实现分布式能源协调优化·达到对系统高要求的电能输出·基于低压智能开关的智慧物联计量箱技术·直流电能计量检测技术·数字化电能计量检测技术·新能源领域精密测量技术·虚拟电厂优化和控制的重协调控制技术虚拟电厂关键技术·源网荷互动运行控制技术·分布式电源灵活并网装备及优化调度系统·需求侧可调负荷资源建模与互动技术·千万千瓦级风光电集群源网协调控制关键技术…·5G通信技术·高速载波通信技术·电力光纤专网·电力无线专网·虚拟电厂的核心竞争力在于技术和资源的运用。本质是通过协调控制技术、智能计量技术和信息通信技术将各类分布式发电设备与储能设施结合，对电力负荷进行协调和控制，聚合资源越多，调节能力越强。预测响应能力预测响应能力向多市场提交竞价确认发电计划提供辅助服务制定市场竞价策略优化投资组合模型聚合分布式资源评估市场竞争性源网荷储可调资源·数据驱动技术是虚拟电厂关键技术，根据具体功能不同，虚拟电厂分为商业型虚拟电厂(CVPP,CommercialVirtualPowerPlant)和技术型虚拟电·CVPP通过获取分布式能源的运行参数、边际成本、量测及预测结果，结合电价预测结果等市场信息，实现内部聚合分布式能源的投资组合，并参与市场竞标，获取授权后制定合同提供系统平衡、辅助服务等市场服务，并向TVPP提供分布式可再生能源(DER,DistributedEnergyResource)的调度计划及成本信息。·TVPP侧重系统管理角度，结合获取信息，计算内部资源聚合整体的技术特性，关注DER聚合后对本地网络的影响，为配电网运营商(DSO,DistributionDistributionNetworkOperator)提供可视化信息，获取满足配网安全稳定的调控指令，制定内部调控方案，实现所聚合的配电网资源主动管理。电力系统平衡市场虚拟电厂业务板块：注源控流+电力储备+商业板块虚拟电厂三大业务板块划分虚拟电厂涉及的分布式电源机目的邀约型通过需求响应激励资金池推动削减峰荷交易型通过电力交易引导主体加入电力市场电力平衡自治型通过信息强化市场主体参与度能源改革·储能自身特征：储能发展能够实现电力市场调频调压及暂态稳定。在不同时间根据分布式电源的特征及用户用电特征进行短期功率的灵活调节，实现灵活性应急的作用。稳定的储能技术能够在电力短缺时释放电能，达到应对中长期能量短缺的效果。市场发展前景：云储能市场和分布式储能P2P市场是未来的重点发展方向。云储能通过在云端聚合分布式储能资源，为大量的用户提供储能服务。作为共享经济与电力系统储能融合的产物，是未来电网的一个新形态。在能源交互机制基础上，以点对点技术(P2P,(Peer-to-peer)为典型代表的分布式多边交易形式应运而生。这种交易形式可实现配电网能量的就地平衡，在挖掘用户的自主互动特性，减少集中管理模式下的计算压力等方面有诸多优势。方面有诸多优势。灵活经济市场前景未来方向母源网荷储一体化示意图源网荷储一体化示意图源网荷储一体化荷源网荷储一体化虚拟电厂内容负荷型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。虚拟电厂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。虚拟电厂发展趋势：从运营平台到能源互联网数据分析与服务平台统11式发电系统12分布式发统22分布式发·虚拟电厂在我国仍处于试点示范阶段，随着虚拟电厂发展的逐渐成熟，虚拟电厂产业链将会进一步完善，从聚合平台逐步向能源互联网发展。·能源互联网是运用信息通信技术，将分布式能量采集装置，储存装置和各类负载等能源节点互联起来，实现能量双向流动的交换与共享网络。·随着新一代能源技术与移动互联网、大数据等新兴技术的发展，传统能源行业的结构、市场环境和商业模式也在逐渐发生着变化，带动资金、技术和产业，形成集聚效应。虚拟电厂从运营平台向能源互联网方向发展将成为投资领域的新亮点。虚拟电厂相关政策梳理：电力市场持续开放，培育多元市场主体发布时间政策名称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、新能源汽运行调节。引导各地区根据实际情况，建立市场化的发电容量成本回收机制，探索容量补偿机制、容量市场、稀缺电价等多种方式，保障电源固定成安全，鼓励抽水蓄能、储能、虚拟电厂等调节能源的投资建设。虚拟电厂等多种商业模式。《关于推进电力源网荷储一体化和多功能互补发展的指导充分发挥负荷侧的调节能力。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。依托示范工程开展电动汽车智能充电服务、可再生能源发电与储能协调运行、智能用电一站式服务、虚拟电厂等重点领域的商业模式创虚拟电厂的兴起回应了新能源行虚拟电厂的兴起回应了新能源行业的什么痛点?社会用电量累计49303亿千瓦时，同比增长3.4%。分产业看，第一产业用电量634亿千瓦时，同比增长11.1%;第二产业用电量32552亿千瓦时，同比增长1.1%;第三产业用电量8531亿千瓦时，同比增长4.6%;城乡居民生活用电量7586亿千瓦时，同比增长12.5%。案(2022—2030年)》,统筹提出支撑2030年前·若规模化直接并入电网发电，将会对电网造成巨大冲击，威的持续发展普及，在用电侧，很多电力用户也从单一的消费者转变为混合形态的产销者，并且各类激增的大功率用电设备(如充电桩)“吃”起电来，也是让电网直呼压力山大，显然不能任由其“胃口大开”一哄而上。因而，新的发用电发电侧2021年我国电力发电结构(亿千瓦小时)2021年我国电力发电结构(亿千瓦小时)%0·电力发电结构：我国电力发电仍以火力发电为主，2021年火力发电占比71.13%,水力发电占比14.6%,风力发电占比6.99%,核能发电占比5.02%,太阳能发电量占比2.26%。随着煤炭价格的上涨，发电成本增加，火力发电厂发电意愿下降。·工业发电量走势：工业发电量走势与工业景气程度紧密相关。2022年上半年受疫情影响较大月份，工业发电量有所下降。随着生产的恢复，工业发电量逐步增长。·用电负荷总量屡创新高：当前社会用电短期峰值负荷不断攀升，加之极端天气的冲击，2022年夏季我国部分地区区域电力供需紧张，国家电网5个区域电网和19个省级电网负荷屡创新高，四川等省份启动了限电措施差，使能源电力保供形势更为复杂严峻。以上海为例，2020年夏季的最大峰谷差率高达43%,导致本地发电机组频繁启停，对机组安全居民用户而言，智能家居能够在供暖、热水供应、制冷等场景下帮助家庭达到节能目的，减少居民电费支出。2021年，中国节能服务市场规模达到6069亿元，保持持续增长态势。·新能源汽车销量激增：截至2022年5月，全国充电基础设施累计数量为358.1万台，同比增加91.5%。2021年，中国新能源汽车销量达到352万辆，同比增长157.7%,新能源汽车销量激增在助力“双碳”目标实现的同时给电力供应带来了较大压力。总充电功率/万kw总充电功率/万kw1日中正在充电的电动汽车数量(辆)(以10万辆电动汽车为样本仿真模拟结果)1日中正在充电的电动汽车数量(辆)(以10万辆电动汽车为样本仿真模拟结果)一日中各时刻考虑到用户充电的便利性以及16-18点时间段的高充电需求，对发电供给和电力负荷的调节存在较大需求，其数量应在此最小数量基础考虑一定冗万kW。这意味着，为应对10万辆电动车，最高需要设计14万kW的电网负荷。根据艾瑞咨询，2025年中国新能源汽车保有量将达3,284万辆，对应所需的电网负荷应在328.4*14万kW=4597.6万kW,这将是对电网的极大考验。负负/Mw虚拟电厂削峰填谷示意图时刻负负/Mw虚拟电厂削峰填谷示意图时刻虚拟电厂兼具灵活性和经济性火电厂和虚拟电厂投资成本比较(亿元)火电厂和虚拟电厂投资成本比较(亿元)0·灵活性：把负荷侧的这些资源，包括用电负荷、储能，以及分布式的资源，通过信息化手段和技术自动化手段集合起来，使其具备一个电厂的特性。它既可作为“正电厂”向系统供电或控制可调负荷调峰，又可作为“负电厂”加大负荷消纳，配合填谷，能够实现配电网侧新能源的聚合管理、就地消纳及灵活运行。经济性：投入成本约为火电厂的1/8。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。峰谷差问题可以依靠多种手段缓解，但总体来看，随着虚拟电厂技术的日渐成熟，虚拟电厂将成为削峰填谷投资成本最低的手段。根据国家电网测算，通过火电厂实现电力系统削峰填谷，满足其经营区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500-600亿元，既满足环保要求，又能够降低投入成本。33虚拟电厂在各国如何落地?虚拟电厂在各国如何落地?丹麦、德国等国家7家公?.颁布《美国复苏与再投资法欧洲美国7德国1995-2018电力消耗德国1995-2018电力消耗(单位：千吨石油当量)0N己心62△100kw以上中型可再生能源电厂生产的电量，在日前市场优化其燃气热电联产、电池储能、应急发电机和需求响应等都可作为虚参与电力市场进行交易之外，还参与电网系统辅助服务(二次、三次调频)来收取服务佣金，以及针对不同用户都有相应的售电套餐。拟电厂运营商、大型电力公司(跨国、地区和市级企业)以及新能逐渐成为发展重点，发电功率波动性高的特点增加峰发电资源分散化程度提升：由于分布式电源技术逐渐成熟，兼具环保与经济性，分布式发电资源数量显著提升。统的普及为系统带来更多的可控负荷，加以利用可以平为火电厂的1/8。德国碳中和目标·德国将气候中和目标提前到了2045年，年德国较1990年温室气体排放量减少65%、到2040年减少88%、到2045年实现温室气体排放中和、到2050年实德国大力发展可再生能源·2030年德国可再生能源占比计划从目前的46%提高到80%,占一次能源的比例从目前的20%提高到 分布式可再生能源(DER,DistributedEnergyResource)直接输入欧洲：最大的虚拟电厂运营商Next-Kraftwerke超5987MW;2019年参与电力交易量15.1TWh,2020年实现营业收入地运营着13930个分布式能源单元，接入发电装机容量10613兆瓦。 虚拟平台向可再生能源发电企业提供服务电厂，发电量进行调整并抵消虚拟电厂中其他单元(光伏太阳能和风能)欧洲：最大的虚拟电厂运营商Next-KraftwerkeNextKraftwerke盈利在于资源聚合能力，虚拟电厂通过市场、技术手段并用，既包含“量”上的整合，更具有“质”上的提升，实现了分布式资源拥有方、虚拟电厂运营方甚至电网方的各方利益共赢。NextKraftwerke一方面在可再生资源上安装远程控制装置NextBox,对聚合的各个电源进行检测。另一方面，利用生物质发电和水电启动速度快、灵活的特点，参与电网的二次调频和三次调频，获取附加收益。分布式燃机、生物质等同步发电机输出形式，具有灵活、可调的优势。但边际成本偏高。虚拟电厂可以实现其与大电网的整合，扬长避短，获取最大收益。虚拟电厂通过聚合资源，量变上升为质变，提高竞争力，在获取最大收益的同时为电网安全稳定运行贡献力量。且前，NextKraftwerke公司占据了德国二次调频市场10%的份额。壳牌收购NextKraftwerke,将有助于加速实现能源体系的脱碳目标。壳牌旗下Limejump经营虚拟电厂业务以及收购德国制造商Sonnen,强势进军储能和虚拟电厂市场。■MRCmembers(opera美国目前是世界上实施需求响应(美国目前是世界上实施需求响应(DR,Demand的需求侧资源参与其中，约占高峰需求的6%。家庭虚拟美国虚拟电厂通过控制电力价格、电力政策的动态变化降低用电负··Response)项目一。美国电价(单位：美分/千瓦时)美国电价(单位：美分/千瓦时)一美国电价(所有部门)——美国电价(住宅)—美国电价(商业)——美国电价(工业) 52005年，美国颁发《能源政策法案》,大力支持对需求响应的建设，将需求响应上升到国家发展层面，逐步建立了完善的需求响应管理系统；2006年颁发《需求响应年度报告》,系统分析需求响应的实施背景与现状、需求响应对系统的影响；2009年颁发《美国复苏与再投资法案》划拨45亿元用于整合需求响应设备和实现智能电网技术；·2010年，颁发《需求响应国家行动计划》将需求响应上升到国家层2016年，美国纽约州ConEdison公司启动清洁虚拟电厂(CVPP,CleanVirtualPowerPlant)计划，该项目是2017年，美国佛蒙特州、纽约州、德克萨斯州及加利福尼亚州的公共事业公司相继开展虚拟电厂计划，邀请业主参与计划并给予补偿·2021年，Tesla与PE&G在加州推出了虚拟电厂的测试，探索新的商美国情况·美国电价过去20年上涨59%,且美国太阳能资源丰富，因此在激励政策下，家用光伏系统逐渐成为替代选择，实现电力的容量达到22.5GW,同比增长20.9%。随着户用光伏等需求量的增长，美国逐渐开始实行需求侧响应并将需求侧响应演化美国情况·2010年-2020年，德州风力发电的份额增加两倍，占到当地日常发电量约25%而在最严重寒潮来袭的前一周，风电占了当地发电量的42%,风电大幅减产将为了解决供需不匹配的问题，虚拟电·在“碳中和”目标下，风电和光电受人追捧，发电波动性问题日益凸显：发电为了解决供需不匹配的问题，虚拟电·长期的私有化、市场化改革：约40%的区域(中西部为主)由公共