虛擬電廠行業(yè)深度:驅(qū)動因素、市場前景、產(chǎn)業(yè)鏈及相關企業(yè)深度梳理

慧博資訊 · 2023-06-27 10:28:34

按最低調(diào)節(jié)能力測算,虛擬電廠未來擁有千億市場空間......

虛擬電廠具有聚集資源、調(diào)節(jié)流向及提高效率等功能,有助提升風光大規(guī)模接入時電力系統(tǒng)穩(wěn)定性及安全性。在支持政策密集推進、實際需求日益旺盛、電力現(xiàn)貨市場日益發(fā)展等助推下,虛擬電廠發(fā)展空間正在打開且服務價值正日益通過市場化方式實現(xiàn);預計虛擬電廠2025年市場容量有望達到700余億元。屆時具備資源整合能力及相關技術儲備企業(yè)有望率先把握機遇迎風而起。

以下內(nèi)容我們就將對虛擬電廠行業(yè)展開全面分析,試圖以行業(yè)概況、國內(nèi)市場現(xiàn)狀、市場必要性、驅(qū)動因素為起點,對行業(yè)的基礎概況進行初步梳理。并以此為基礎,對行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、競爭格局及相關企業(yè)進行分析,以加深大家對行業(yè)及企業(yè)現(xiàn)狀的認知。同時還將對市場前景進行展望,以讓我們明晰行業(yè)的進一步發(fā)展走向,更好地全面加深對該行業(yè)的認知。

01

行業(yè)概況

1、虛擬電廠:搭建電網(wǎng)與用戶的互動平臺,實現(xiàn)資源合理分配

虛擬電廠(virtual power plant)的定義:虛擬電廠是一種通過先進信息通信技術和軟件系統(tǒng),實現(xiàn)分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、微網(wǎng)、電動汽車等分布式能源資源的聚合和協(xié)調(diào)協(xié)同優(yōu)化,以作為一個特殊電廠參與電力市場和電網(wǎng)運行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。虛擬電廠具有與電廠類似的功能,但沒有傳統(tǒng)意義上的廠房,故稱“虛擬電廠”。

2、分類:虛擬電廠概念不斷發(fā)展完善,類型上主要分為三類

虛擬電廠概念不斷發(fā)展完善。虛擬電廠概念起源于上世紀90年代,為Shimon博士提出的虛擬公共設施中的一種。2000年后虛擬電廠概念開始在歐洲國家落地,2009年德國的Next Kraftwerke公司成立,標志著虛擬電廠開始大規(guī)模商業(yè)化。近年來我國一些城市也開始VPP試點項目,特別是2022年,由國網(wǎng)冀北電力和中國電科院提出的兩項VPP國際標準獲國際電工委員會(IEC)批準通過,標志國家電網(wǎng)在VPP標準制定領域處于國際領跑地位。

虛擬電廠本質(zhì)上是一套軟件平臺系統(tǒng),可將分布式電源、分布式儲能和需求側(cè)柔性負荷進行聚合,加入電網(wǎng)調(diào)度。當前虛擬電廠主要分為供給側(cè)資源型、需求側(cè)資源型和混合資源型三類,我國技術目前處于早期階段,以負荷側(cè)資源調(diào)節(jié)為主,參與機制為邀約型,主要服務于需求響應,開展需求側(cè)管理。

3、價值:具有聚集資源、調(diào)節(jié)流向、提高效率等功能

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中能量與信息以單向流動為主,發(fā)、輸、配、售、用各環(huán)節(jié)界限清晰, 電源以單體規(guī)模較大的火電、水電機組為主;而新型電力系統(tǒng)由交直流混聯(lián)大電網(wǎng)、微電網(wǎng)、局部直流電網(wǎng)、可調(diào)節(jié)負荷構(gòu)成,系統(tǒng)中單體規(guī)模較小的DERs占比持續(xù)提升,因此具備分布式資源聚合能力與源網(wǎng)荷儲信息交互能力的虛擬電廠在新型電力系統(tǒng)中未來有望扮演重要角色,充分發(fā)揮其削峰填谷等輔助服務功能。在電力系統(tǒng)由傳統(tǒng)化石能源發(fā)電向風光為主體的新型電力系統(tǒng)過度的發(fā)展過程中,虛擬電廠的價值主要體現(xiàn)在以下方面:

聚集資源:虛擬電廠能夠解決海量用戶側(cè)異構(gòu)資源地理位置分散、單體容量小、調(diào)控難度大的特征,將小型分布式電源整合并網(wǎng)運行,結(jié)合儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車等,通過數(shù)字化手段降低新能源間歇性與波動性對電網(wǎng)的沖擊。

調(diào)節(jié)流向:虛擬電廠整合的源、荷、儲資源功率處于不斷變化中,整體出力會出現(xiàn)盈余或缺口。虛擬電廠能夠根據(jù)系統(tǒng)整體出力變化調(diào)整電能量與信息流動方向,當發(fā)電功率大于負荷時呈現(xiàn)“電廠”模式在電力市場上參與售電,反之呈現(xiàn)“負荷”模式從電力市場上購電,實現(xiàn)能量和信息的雙向流動。

提高效率:虛擬電廠在改變分布式電源并網(wǎng)方式的基礎上,對廠內(nèi)源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)優(yōu)化,以數(shù)據(jù)賦能提升電網(wǎng)運行效率與電能利用效率。初期以算法指導發(fā)電、用電、儲能與電力交易,后續(xù)通過持續(xù)積累數(shù)據(jù)進一步優(yōu)化能源網(wǎng)絡協(xié)調(diào)機制,最大程度平抑新能源間歇性與波動性,提高電能利用率并提高市場化交易收益。

02

市場現(xiàn)狀

1、政策支持:鼓勵虛擬電廠建設,增強電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力

2021年以來,國家發(fā)改委、北京發(fā)改委、山西能源局等陸續(xù)出臺指導意見,加快推進虛擬電廠建設,提高電力需求響應能力,為電力系統(tǒng)提供調(diào)節(jié)支撐能力。

2、當前我國虛擬電廠仍在初級階段,以地方政府與電網(wǎng)邀約制為主

我國虛擬電廠仍處于邀約制試點階段。參考歐美發(fā)達國家經(jīng)驗,虛擬電廠發(fā)展通常包含三個階段,初期為政府部門、調(diào)度機構(gòu)牽頭組織的邀約型階段,隨著電力現(xiàn)貨市場與輔助服務市場逐步完善轉(zhuǎn)向市場化階段,此后伴隨新能源占比提升與電力系統(tǒng)升級邁向自主調(diào)度型階段。當前我國虛擬電廠仍處于邀約制階段,廣東、江蘇、上海等虛擬電廠發(fā)展較快的區(qū)域的試點項目以邀約型為主,在當?shù)氐恼块T與電網(wǎng)牽頭發(fā)出邀約后,虛擬電廠運營商開展進行分布式資源聚合,以參與電力系統(tǒng)日前需求側(cè)響應與現(xiàn)貨電能量市場,為電力系統(tǒng)提供靈活調(diào)節(jié)能力。

從發(fā)展模式來看,前期我國參與試點建設的虛擬電廠項目要對能效電廠、緊急切負荷、基于經(jīng)濟補貼的需求側(cè)管理、新型虛擬電廠四種模式進行驗證,探索未來我國虛擬電廠發(fā)展方向。從試點結(jié)果來看,虛擬電廠根據(jù)市場價格信號參與調(diào)節(jié),能夠提供連續(xù)柔性的調(diào)節(jié)服務,協(xié)助電網(wǎng)實現(xiàn)閉環(huán)調(diào)度優(yōu)化,然而激勵機制不足等問題逐步暴露限制了虛擬電廠進一步發(fā)展,在邀約制模式下虛擬電廠的調(diào)節(jié)價值難以體現(xiàn)。

3、國內(nèi)多地、多企業(yè)積極推進虛擬電廠市場建設

國內(nèi)多地已有虛擬電廠試點案例。自“十三五”開始,我國已在廣東、浙江、安徽、上海、河北等省份建立多個虛擬電廠試點項目?!笆奈濉逼陂g,虛擬電廠建設如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)。圖片

目前多家上市公司已通過綜合能源服務、軟件研發(fā)等方式切入虛擬電廠賽道。綜合能源服務方面,國能日新、晶科科技以負荷聚合商身份開展虛擬電廠項目運營,通過調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務獲取收益;恒實科技基于現(xiàn)有綜合能源服務業(yè)務進行拓展,參與國網(wǎng)冀北虛擬電廠建設;特銳德以在手電動汽車等可調(diào)節(jié)負荷資源為基礎構(gòu)建虛擬電廠。軟件研發(fā)方面,國能日新于2020年承接國網(wǎng)綜能公司虛擬電廠項目,完成平臺開發(fā)、平臺聯(lián)調(diào)等工作;國網(wǎng)信通子公司中電飛華開展虛擬電廠平臺相關軟件產(chǎn)品研發(fā)業(yè)務,目前產(chǎn)品在天津濱海新區(qū)、山西電科院晉中-榆次試驗中心等項目上均有良好表現(xiàn);遠光軟件、東方電子、浙大網(wǎng)新、萬里揚等公司也為客戶打造了虛擬電廠平臺與解決方案。

03

必要性分析

1、我國用電尖峰負荷供應不足,負荷低谷時段風光消納難

裝機容量高速增長,尖峰負荷供應不足。2015年以來,我國發(fā)電裝機容量逐年保持6%以上的高速增長,從15億千瓦增長至2022年26億千瓦,全社會用電功率從2015年6.3億千瓦增長至2022年9.8億千瓦,占裝機總?cè)萘糠€(wěn)定在40%左右,但近年來社會面限電停電現(xiàn)象時有發(fā)生,多省市出臺限電、有序用電政策,對國民經(jīng)濟和居民生活造成一定影響,表明我國用電尖峰負荷供應不足。

“雙碳”目標下,我國新能源裝機不斷增加。碳達峰、碳中和政策不斷推進我國新能源裝機建設,2012年至2022年,全國發(fā)電總裝機容量從11.6億千瓦增長至25.6億千瓦,復合年均增速8.3%,風光發(fā)電裝機容量從0.6億千瓦增長至7.6億千瓦,復合年均增速27.8%,占全國發(fā)電總裝機比例從2012年的5.6%提升至2022年29.4%,發(fā)電量達到1.19萬億千瓦時,占全社會用電量的13.8%。

棄風棄光現(xiàn)象頻發(fā),風光消納問題突出。隨著風光裝機容量增加,棄風棄光問題開始凸顯,具體表現(xiàn)為負荷高峰發(fā)電量不足,負荷低谷發(fā)電量無法消納。2015年我國棄風率為16.3%,棄光率為14%,2016年棄風棄光率達到歷史最高,分別為22%、20%,雖然近年來采取一系列措施解決風光消納問題,棄風棄光率逐年下降,2022年平均棄風率和棄光率分別約為3%和2%,但個別月份棄風率仍高達5%,棄光率高達4%,風光消納問題依然突出。

保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定和運行效率,“削峰填谷”勢在必行。一方面是用電尖峰時段供應不足,一方面是低谷時段風光難以消納,兩者的矛盾表明我國用電主要問題是尖峰時段保供難,低谷時段消納難,主要原因是隨著風光發(fā)電裝機容量占比越來越高,風光發(fā)電不穩(wěn)定、波動性大問題凸顯,其中風電受季節(jié)影響較大,光伏受光照時長影響,風光發(fā)電出力曲線與負荷曲線不匹配,缺電力而非電量。采取必要措施調(diào)節(jié)負荷實現(xiàn)“削峰填谷”,對保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定和運行效率、保障國民經(jīng)濟生活尤為重要。

2、用戶側(cè)靈活資源海量增加,有效聚合問題凸顯

用戶側(cè)靈活資源海量增加。近年來我國分布式光伏飛速發(fā)展,并網(wǎng)容量保持每年20%以上增長,2012年分布式光伏并網(wǎng)容量2.3GW,2022年并網(wǎng)容量達157GW。我國電動汽車保有量也連年遞增,從2014年22萬輛增長至2022年1310萬輛,復合年均增長率67%,相應的充電樁業(yè)務也快速增長,根據(jù)國家能源局,2022年充電樁數(shù)量同比增長接近100%。我國電化學儲能裝機規(guī)模從2016年243兆瓦增長至2022年7000兆瓦,復合年均增長率達75%,其中用戶側(cè)儲能占比12.9%,約900兆瓦。用戶側(cè)靈活資源呈海量增加趨勢。

海量可調(diào)節(jié)資源聚合問題凸顯。隨著分布式光伏、用戶側(cè)儲能、電動汽車充電樁等行業(yè)發(fā)展,我國用戶側(cè)靈活異質(zhì)資源呈現(xiàn)數(shù)量多、體積小、總量大、種類各異等特點,難以直接參與電力系統(tǒng)運行。根據(jù)國網(wǎng)冀北電力,2021年我國用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源約為4000萬千瓦,占最大負荷比例3.6%,預計2030年將增長至11000萬千瓦,占最大負荷8%。喚醒并聚合這些海量用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源參與電力市場,建立低碳、安全和經(jīng)濟的新型能源電力系統(tǒng),需要一種能夠協(xié)同優(yōu)化運行控制和市場交易的途徑。

3、虛擬電廠是提高新型電力系統(tǒng)靈活性的重要支撐

“雙碳”背景下,新能源裝機比例及用戶側(cè)間歇性負荷的進一步增長,對電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力提出了越來越高的要求。挖掘負荷側(cè)的靈活性資源和調(diào)節(jié)潛力,成為提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和保障電力安全穩(wěn)定供應的重要手段。

發(fā)電側(cè):新能源發(fā)電比例提升,對電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力提出更高要求。以光伏和風力為代表的新能源發(fā)電,嚴重依賴于光照強度、風力強度等自然資源特性指標,具有顯著的間歇性和強隨機波動性,若將單一形式的多臺新能源發(fā)電機組規(guī)?;亟尤氪箅娋W(wǎng),將產(chǎn)生較嚴重的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題,制約新能源電力大規(guī)模開發(fā)利用。

用電側(cè):三產(chǎn)居民成為新增負荷主體,時段性需求模式使得電力負荷特性惡化。根據(jù)袁家海等撰寫的《中國電力供應安全的經(jīng)濟分析與保障路徑研究》報告,中國經(jīng)濟基本完成工業(yè)化進程,三產(chǎn)居民用電負荷成為新增負荷主體,疊加極端氣象因素,用電負荷特性持續(xù)惡化,主要表現(xiàn)為用電峰谷差拉大、尖峰負荷拔高且短暫、平均負荷率降低。如果繼續(xù)單純依靠增加電源來滿足100%的負荷需求要付出較高代價。

虛擬電廠是安全高效進行新能源消納的有效手段。虛擬電廠是滿足新型電力系統(tǒng)需求側(cè)互動響應能力提升的重要工具。作為提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的重要手段之一,虛擬電廠對緩解電力緊張、促進新能源電力消納將發(fā)揮重要作用。

虛擬電廠提供的新能源電力與傳統(tǒng)能源和儲能裝置集成的模式,助力電力系統(tǒng)由傳統(tǒng)的“源隨荷動”的運行模式向“源荷互動”轉(zhuǎn)變,從而保障在智能協(xié)同調(diào)控和決策支持下對大電網(wǎng)呈現(xiàn)出穩(wěn)定的電力輸出特性,成為新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的有效抓手。

電力供需趨緊背景下,虛擬電廠經(jīng)濟效益突出,前景可觀。根據(jù)36氪數(shù)據(jù),在需求側(cè),我國東西部電力供需關系趨緊,電力峰谷差矛盾日益突出,各地年最高負荷95%以上峰值負荷累計不足50小時,亟需可靠的解決方案來應對。在供給側(cè),技術日漸成熟促使虛擬電廠成本不斷下降,虛擬電廠顯示出較強的經(jīng)濟性,有望成為新型電力系統(tǒng)建設的重要方向。

4、虛擬電廠是電力體系互通優(yōu)化的關鍵,AI將進一步優(yōu)化調(diào)控效率

虛擬電廠是一種將不同空間的可調(diào)負荷、儲能、微電網(wǎng)、充電樁、分布式電源等可控資源聚合起來的智慧能源系統(tǒng),并以此作為一個特殊電廠實現(xiàn)對電力資源的自主協(xié)調(diào)及優(yōu)化控制。虛擬電廠的核心是集控平臺,集控平臺一方面可以對收集的充電樁、居民用電等數(shù)據(jù)進行分析,做到需求側(cè)的精準響應及管理,當需求側(cè)供電量不足時,可以作為“正電廠”向電力系統(tǒng)供電,當發(fā)電側(cè)電量過大,需求側(cè)難以負荷時,又可以作為“負電廠”加大負荷消納電力系統(tǒng)電力,幫助電力市場削峰填谷,平滑新能源并網(wǎng)給電網(wǎng)帶來的一系列影響;另一方面可以與大電網(wǎng)與電力市場互通,不僅有助于優(yōu)化整個電網(wǎng)系統(tǒng),還能為內(nèi)部聚合的企業(yè)、用戶、充電樁、儲能、分布式能源等市場主體提供參與電力市場化交易的途徑,讓他們都可以成為微型發(fā)電機參與電力市場交易,從而獲取套利收益。

調(diào)控與管理是虛擬電廠的核心,正與AI技術的強項匹配。虛擬電廠是依托于信息技術和通信技術發(fā)展起來的智能管理系統(tǒng),協(xié)調(diào)、控制、管理等是核心技術。具體來看,建設虛擬電廠可分為三大關鍵信息化技術:即協(xié)調(diào)控制、能量管理、信息通信技術。其中,協(xié)調(diào)控制技術要聯(lián)通源網(wǎng)荷儲多個環(huán)節(jié)的調(diào)整,并要做出對于發(fā)電量、用電量、電價等多個數(shù)據(jù)的判斷,AI的接入有望極大地提升分析效率和準度;另一方面主要影響B(tài)端用電水平的虛擬電廠對于電網(wǎng)整體穩(wěn)定性影響較小,有望率先接入大模型應用。

04

驅(qū)動因素

1、建設新型電力系統(tǒng)催生虛擬電廠發(fā)展需求

和自帶調(diào)節(jié)能力的火電及水電等傳統(tǒng)電源不同,風光新能源出力具有間歇性、波動性、隨機性等典型特征,其大規(guī)模接入會提高電力系統(tǒng)的調(diào)峰調(diào)頻壓力,加大頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定等方面的潛在安全隱患。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)無法滿足新能源發(fā)展需要,因此我國逐步將傳統(tǒng)電力系統(tǒng)升級為新型電力系統(tǒng)。新型電力系統(tǒng)作為貫通新能源供給和需求的橋梁,具備清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動的五大基本特征,能夠滿足風光大規(guī)模接入后實現(xiàn)源、網(wǎng)、荷、儲各環(huán)節(jié)穩(wěn)定、高效、安全互動的需求,促進新能源消納,并且為各類主體廣泛參與電力市場提供技術基礎。

新型電力系統(tǒng)建設涵蓋發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的硬件與軟件升級,催生各環(huán)節(jié)新場景及新模式發(fā)電側(cè)方面,風光裝機規(guī)模的提升推動抽水蓄能、新型儲能等靈活調(diào)節(jié)電源建設加速,新能源發(fā)電功率預測、多能互補調(diào)度技術的發(fā)展也將有助于消納問題的解決;電網(wǎng)側(cè)方面,單向逐級輸電為主的傳統(tǒng)電網(wǎng)無法滿足分布式能源大規(guī)模接入后的調(diào)度要求,電網(wǎng)公司需要通過智能配電網(wǎng)、微電網(wǎng)建設等途徑加速電網(wǎng)形態(tài)升級,構(gòu)建符合新能源輸送條件的能源互聯(lián)網(wǎng);用電側(cè)方面,大工業(yè)用戶強化需求側(cè)響應能力,各類可調(diào)節(jié)分布式資源聚合形成虛擬電廠,作為主體參與電力現(xiàn)貨市場與輔助服務市場,最終形成源、網(wǎng)、荷、儲協(xié)同互動的非完全實時平衡運行模式。

隨著新能源產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模持續(xù)擴大,新型電力系統(tǒng)中分布式電源、可調(diào)節(jié)負荷等DERs占比將持續(xù)提升。虛擬電廠作為具備整合海量分布式能源資源聚合能力的協(xié)調(diào)管理系統(tǒng),在新型電力系統(tǒng)中有望扮演關鍵角色,發(fā)揮調(diào)節(jié)電能量與信息流向、提高電力系統(tǒng)運行效率的功能,有望充分受益于新型電力系統(tǒng)相關政策落地與建設推進而快速發(fā)展。

2、政策持續(xù)完善市場機制,推動虛擬電廠建設發(fā)展

截止目前,已有天津、安徽、北京、河南、廣東等14個省市將虛擬電廠建設納入“十四五”時期電力發(fā)展規(guī)劃或能源發(fā)展規(guī)劃中,政策主要涉及虛擬電廠需求響應、輔助服務等,支持舉措包括推動虛擬電廠示范項目建設、探索商業(yè)模式、鼓勵參與市場交易等,預計未來將有更多專項政策和實施方案發(fā)布。

同時,在上述國內(nèi)關于虛擬電廠的政策頻頻出臺,各省份試點不斷推進,虛擬電廠商業(yè)模式日漸成熟的基礎上,23年3月國家能源局出臺《關于加快推進能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》,意見指出要重點推進虛擬電場景的智能化、數(shù)字化試點工作,為虛擬電廠的進一步發(fā)展提供方向指導。圖片

3、電力新基建加速,虛擬電廠從中多方面受益

電力系統(tǒng)數(shù)字新基建浪潮已起。數(shù)字新基建支撐經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略性、基礎性、先導性,是行業(yè)與經(jīng)濟向更高層次發(fā)展的關鍵一步。電力行業(yè)的數(shù)字新基建,主要是通過5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興技術,促進新能源大規(guī)模開發(fā)利用,從而助力能源系統(tǒng)向清潔化、智能化等方向轉(zhuǎn)型升級?!丁笆奈濉蹦茉搭I域科技創(chuàng)新規(guī)劃》在“新型電力系統(tǒng)及其支撐技術”重點任務方向布局共12項關鍵技術,聚焦適應大規(guī)模高比例新能源友好并網(wǎng)的先進電網(wǎng)技術、儲能技術兩大領域,加快戰(zhàn)略性、前瞻性電網(wǎng)核心技術攻關。作為創(chuàng)建新型電力系統(tǒng)的必要一環(huán),電力新基建建設將在十四五期間加速推進。

數(shù)字新基建覆蓋多項新技術,虛擬電廠多方面獲益。在數(shù)字新基建建設下,能源大數(shù)據(jù)中心、人工智能、電力物聯(lián)網(wǎng)等新興科技陸續(xù)運用在電網(wǎng)、負荷等電力環(huán)節(jié)上,信息的聚合、傳輸、分析能力將獲得爆發(fā)式增強,使得電力系統(tǒng)更加智能,數(shù)據(jù)更加精確,這將高度利于虛擬電廠等新業(yè)態(tài)的發(fā)展。虛擬電廠通過新基建的智能化電力系統(tǒng),能夠更加精確地獲得分布式能源、區(qū)域內(nèi)能源等多層次的不同種類數(shù)據(jù),從而通過大數(shù)據(jù)等方式回溯數(shù)據(jù),預測未來需求變化,同時通過智能監(jiān)測設備等新型電力設備,虛擬電廠能夠?qū)ψ陨硐鞣逄罟鹊哪芰Φ念A測更加精準、響應更加迅速、檢修更加高效,可以通過多種方式提升自身效益。

05

產(chǎn)業(yè)鏈及商業(yè)模式

1、產(chǎn)業(yè)鏈概況

虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈由上游基礎資源、中游系統(tǒng)平臺、下游電力需求方構(gòu)成。

上游基礎資源:主要包括可調(diào)負荷、分布式電源和儲能設備??烧{(diào)負荷的重點領域主要包括工業(yè)、建筑和居民等。根據(jù)36氪研究院,不同應用場景負荷可調(diào)潛力差異較大,商業(yè)和公共建筑可調(diào)負荷主要是空調(diào)、照明、動力,約占樓宇負荷的25%。居民可調(diào)負荷分布散、單點容量小、聚合難度較大。分布式電源指用戶現(xiàn)場及附近配臵較小的發(fā)電機組,包括小型燃機、小型光伏和小型風電、水電、生物質(zhì)、燃料電池等一種或幾種組合。儲能設備包括機械儲能、化學儲能、電磁儲能等。在實踐中各類資源經(jīng)?;旌希貏e是可調(diào)負荷中摻雜越來越多自用型分布式能源和儲能,或組合為微網(wǎng)、局域能源互聯(lián)網(wǎng)等,嵌套在虛擬電廠當中。根據(jù) 36 氪研究院,我國虛擬電廠可調(diào)資源巨大,可調(diào)負荷資源超5000萬千瓦,分布式電源裝機容量超6000萬千瓦,用戶側(cè)儲能能力約100萬千瓦,電動汽車儲能達3000萬千瓦,且以上資源規(guī)模仍處快速上升期。

中游資源聚合商:依靠互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等,整合、優(yōu)化、調(diào)度、決策來自各層面的數(shù)據(jù)信息,增強虛擬電廠的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制能力,為產(chǎn)業(yè)鏈關鍵環(huán)節(jié)。我國虛擬電廠尚處于起步階段,但市場需求量巨大,因此資源聚合商綜合采取多種路線。向電網(wǎng)側(cè):獲得提供輔助服務并取得補償?shù)暮霞s,通過調(diào)節(jié)用戶負荷提供削峰填谷等輔助服務,調(diào)配可控資源提供發(fā)電容量;向用電側(cè):對電力市場價格波動進行預測,決策可調(diào)負荷的用電行為,代理購電業(yè)務,為用戶提供智能用電方案;向發(fā)電側(cè):引導分布式電源以最佳方式參與市場交易,包括簽訂交易合約、確定競價方式等。

下游電力需求方:由電網(wǎng)公司、售電公司和大用戶構(gòu)成。電網(wǎng)公司:作為電網(wǎng)運營商,是電力市場的重要買方。售電公司:包括獨立售電公司、擁有配網(wǎng)運營權(quán)的售電公司和電網(wǎng)領域的售電公司。大用戶:主要指 B 端可直接參與電力批發(fā)市場交易的工商業(yè)電力大用戶。

2、商業(yè)模式

我國虛擬電廠目前主要商業(yè)模式是獲取補貼分成,未來有望通過參與電力交易獲益。我國目前虛擬電廠多為邀約型,通過政府機構(gòu)或電力調(diào)度機構(gòu)發(fā)出邀請信號,由負荷聚合商、虛擬電廠組織資源進行削峰填谷等需求響應,并以此獲取補貼分成。此外,在具有電力現(xiàn)貨市場試點的省份,虛擬電廠可通過參與市場交易獲取收益分成。

(1) 以需求響應、削峰填谷獲取補貼分成(當下主流)

虛擬電廠相較傳統(tǒng)的火電削峰填谷具環(huán)保及經(jīng)濟性的優(yōu)勢。根據(jù)國家電網(wǎng)測算,通過火電廠實現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷,滿足5%的峰值負荷需要投資4000億,而通過虛擬電廠,在建設、運營、激勵等環(huán)節(jié)投資僅需500-600億元,隨著虛擬電廠技術發(fā)展,虛擬電廠有望成為削峰填谷重要手段。

(2)參與電力交易獲取盈利分成(未來可行方向)

發(fā)電側(cè)能源聚合參與現(xiàn)貨市場交易,依托調(diào)度靈活性獲得收益。虛擬電廠參與電力市場交易種類主要包括中長期市場和現(xiàn)貨市場兩種,虛擬電廠可單獨參與單級市場交易,通過市場價格與內(nèi)部成本之間的價差獲得收益?;谔摂M電廠的靈活性特性,可參與聯(lián)合市場進行交易,結(jié)合虛擬電廠內(nèi)部單元出力特性,通過預測市場價格與負荷量,進行產(chǎn)品組合交易。結(jié)合我國目前電力市場改革狀況,由于現(xiàn)貨市場目前僅在試點中進行試運營,隨著電力市場化改革的推進,虛擬電廠參與電力市場交易規(guī)模有望進一步加大。

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競爭格局

與產(chǎn)業(yè)核心驅(qū)動力變化適配,虛擬電廠市場參與玩家類型不斷拓展。虛擬電廠的產(chǎn)業(yè)發(fā)展將分別經(jīng)歷以政策、需求、技術為主導的三個時期,目前正處于以需求為主導的2.0階段,2025年前后有望正式邁入以技術為主導的3.0階段。產(chǎn)業(yè)核心驅(qū)動力的變化帶動市場玩家類型不斷豐富,與政策、需求、技術的驅(qū)動力變化相匹配,虛擬電廠的市場參與玩家也實現(xiàn)了從傳統(tǒng)電網(wǎng)企業(yè)到能源IT企業(yè)再到科技公司的逐步拓展。

1、傳統(tǒng)玩家集中在工業(yè)、公用事業(yè)、信息技術三大領域

虛擬電廠市場玩家以電力企業(yè)與能源信息化企業(yè)為主。選取Wind虛擬電廠指數(shù)中的34家上市公司,以Wind一級行業(yè)分類為統(tǒng)計口徑得到虛擬電廠企業(yè)的行業(yè)分布概況,可以看到,目前虛擬電廠參與玩家中工業(yè)領域占比最高為67.6%,其次信息技術領域占比較高為23.5%,公用事業(yè)領域企業(yè)占比最少為8.8%。從主營業(yè)務來看,工業(yè)領域(23家):電網(wǎng)設備公司16家、電源設備公司5家、電氣通用設備公司2家;信息技術領域(8家):能源信息化公司3家、電網(wǎng)/電源設備公司4家、通信設備公司1家;公用事業(yè)領域(3家):全部為新能源發(fā)電公司。總結(jié)來看,目前的參與廠商多以虛擬電廠的上游源、儲、荷資源為切入點開展虛擬電廠業(yè)務布局,符合虛擬電廠初期政策主導下的發(fā)展需求。

虛擬電廠試點項目廣泛開啟,市場玩家主要包括三類。2019年起,虛擬電廠示范項目在我國廣泛啟動,主要參與玩家大致可分為三類:電網(wǎng)企業(yè):主要包括國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)兩大電力調(diào)度主體;發(fā)電集團:包括國家電投集團、中國華能集團、中國大唐集團等大型發(fā)電集團;能源IT企業(yè):包括國網(wǎng)信通、恒實科技、國能日新等多家企業(yè)。

電網(wǎng)企業(yè):目前虛擬電廠最重要的商業(yè)模式仍是需求響應,電網(wǎng)企業(yè)作為電力調(diào)度中心,發(fā)展虛擬電廠的動力最為充足,對需求響應的業(yè)務理解也最為深入,同時電網(wǎng)原有的負荷管理平臺有望為虛擬電廠建設提供重要的數(shù)據(jù)、技術基礎,在以政策為主導的建設初期,虛擬電廠智能化需求不高,電網(wǎng)企業(yè)的競爭優(yōu)勢最為明顯。

發(fā)電集團:發(fā)電集團具有豐富的電源資源,布局虛擬電廠業(yè)務可以有效提升企業(yè)未來在新能源市場的話語權(quán),同時隨著虛擬電廠電力交易商業(yè)模式的有效推進,發(fā)電集團有望通過新能源發(fā)電的電力現(xiàn)貨交易實現(xiàn)廣泛獲益。

能源IT企業(yè):能源信息化廠商具備深厚的行業(yè)Know-How與豐富的電力信息化經(jīng)驗,可以更加快速地拓展以數(shù)字技術為依托的虛擬電廠業(yè)務,未來隨虛擬電廠商業(yè)模式更加成熟,建設主體更加廣泛,能源IT企業(yè)的技術競爭優(yōu)勢將更加明顯。

虛擬電廠已進入以需求為主導的2.0階段,能源IT廠商優(yōu)勢有望穩(wěn)健凸顯。虛擬電廠告別以政策為主導的1.0階段,目前其建設動力更多來自于電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電集團的業(yè)務需求,同時虛擬電廠運營平臺相關技術的重要性排序也在不斷上升。統(tǒng)計2021年9月到2022年9月的虛擬電廠項目中標情況,可以看到,電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電集團對于虛擬電廠運營平臺的技術要求越來越高,產(chǎn)業(yè)高度關注區(qū)塊鏈、數(shù)字孿生、人工智能等技術與平臺的深度融合,更加關注虛擬電廠運營平臺的智慧化特性,因此與能源IT廠商的合作趨勢愈發(fā)明朗。而能源IT廠商基于在能效管理系統(tǒng)、智慧能源系統(tǒng)、新能源發(fā)電預測系統(tǒng)等傳統(tǒng)信息化業(yè)務的深厚積累,能夠?qū)崿F(xiàn)行業(yè)Know-How向虛擬電廠運營平臺的快速轉(zhuǎn)移,優(yōu)勢有望凸顯。

2、技術主導產(chǎn)業(yè)未來,競爭格局或?qū)⒏膶?/strong>

虛擬電廠從需求主導向技術主導邁進,多元主體入局市場。伴隨虛擬電廠商業(yè)模式更加清晰與試點項目的廣泛驗證,未來虛擬電廠的運營主體將不再局限于電網(wǎng)公司、發(fā)電集團等傳統(tǒng)電力企業(yè),掌握靈活側(cè)資源的新能源車企,以及具備新能源優(yōu)勢、大數(shù)據(jù)優(yōu)勢、通信優(yōu)勢的科技公司都有望成為獨立的第三方運營主體,虛擬電廠的市場規(guī)模也將進一步擴大。隨著虛擬電廠向以技術為主導的3.0時代邁進,市場主體的多元化特征將更加明顯,對新能源、新型負荷理解深入且技術優(yōu)勢突出的企業(yè)有望占據(jù)更大的市場份額。

新能源車企掌握需求側(cè)靈活資源,有望復制特斯拉模式。新能源車企以電動汽車為紐帶,通過虛擬電廠模式有望搭建車-充-光-儲協(xié)同的能源生態(tài),虛擬電廠既可以實現(xiàn)光儲充協(xié)同以滿足電動汽車的充電需求,又可以通過車儲充協(xié)同,通過充電站與配網(wǎng)的節(jié)點連接,實現(xiàn)虛擬電廠的反向供電。以特斯拉為例,其推出的虛擬電廠智能平臺Auto Bidder,就完成了特斯拉車-充-光-儲協(xié)同下的電力實時交易、控制,不僅可以提供負荷和發(fā)電量預測共享功能,還可將各能源產(chǎn)品所搭載的信息和計算數(shù)據(jù)互聯(lián)共享,并依據(jù)內(nèi)部算法庫計算的優(yōu)先級相互發(fā)送或接收指令進行統(tǒng)一調(diào)動貫通,實現(xiàn)快速調(diào)度、智慧響應等重要功能。

目前國內(nèi)比亞迪、蔚來等新能源車企已著手布局虛擬電廠業(yè)務。2020年6月,國家能源局發(fā)布關于能源領域“科技助力經(jīng)濟2020”重點專項擬立項項目的公示,其中多層級虛擬電廠平臺由比亞迪牽頭負責,比亞迪計劃通過虛擬電廠平臺實現(xiàn)負荷調(diào)控、多能協(xié)同等需求響應功能,同時通過與電力交易中心的信息交互,推進交易功能拓展。2018年起,蔚來啟動NIO Power充換電網(wǎng)絡建設,首座目的地充電站于2018年8月在成都投入運營,截至2022年7月,蔚來已建成1,079座換電站,充電樁總數(shù)超10,000個,全國“電區(qū)房”覆蓋率超過62%。基于充換電基礎設施的廣泛布局,蔚來加快“能源云”建設,希望打造“充換電站+電動車+儲能”的虛擬電廠,從而實現(xiàn)削峰填谷,促進清潔能源消納。

科技公司有望打通新能源優(yōu)勢、大數(shù)據(jù)優(yōu)勢、通信優(yōu)勢,打造高性能虛擬電廠。以寧德時代為代表的新能源科技公司,始終堅持“以可再生能源和儲能為核心實現(xiàn)固定式化石能源替代、以動力電池為核心實現(xiàn)移動式化石能源替代、以電動化+智能化為核心實現(xiàn)市場應用的集成創(chuàng)新”的發(fā)展愿景。2022年9月,寧德時代與中國移動正式簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,雙方將實現(xiàn)新能源優(yōu)勢、通信優(yōu)勢、數(shù)據(jù)優(yōu)勢的高度整合,在零碳數(shù)據(jù)中心建設、分布式儲能與電網(wǎng)智能協(xié)同、備儲一體化智能鋰電池及運營管控平臺開發(fā)、虛擬電廠建設運營等領域開展合作。

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相關企業(yè)

1、朗新科技:深耕廿載的能源數(shù)字化龍頭

公司深耕行業(yè)20年,能源數(shù)字化系統(tǒng)建設和平臺運營雙輪驅(qū)動。公司聚焦“能源數(shù)字化+能源互聯(lián)網(wǎng)”雙輪驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略。一方面,公司深耕能源行業(yè),通過完整的解決方案,助力國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、燃氣集團等客戶實現(xiàn)數(shù)字化升級;另一方面,公司通過構(gòu)建自有的能源互聯(lián)網(wǎng)服務平臺,深度開展能源需求側(cè)的運營服務,攜手戰(zhàn)略合作伙伴,通過支付寶、銀聯(lián)、城市超級APP等入口,為終端用戶提供多種能源服務新場景,包括家庭能源消費、電動汽車充電、能效管理等服務,促進終端能源消費電氣化和場景化。

能源數(shù)字化:電力營銷2.0系統(tǒng)帶來成長確定性。公司能源數(shù)字化業(yè)務收入2021年實現(xiàn)34.99%高增長,驗證下游能源客戶數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求高景氣。展望未來,國網(wǎng)公司電力營銷2.0系統(tǒng)升級帶來高成長確定性。公司參與國網(wǎng)首個電力營銷2.0試點項目,參與的能源互聯(lián)網(wǎng)營銷服務系統(tǒng)(“營銷2.0”)率先在國網(wǎng)江蘇省電力公司上線試運行,先發(fā)優(yōu)勢顯著。此外,公司持續(xù)加碼研發(fā),2021年研發(fā)投入同比增長57.48%至5.72億元。公司項目經(jīng)驗和技術儲備充足,有望受益電網(wǎng)行業(yè)高景氣,業(yè)績持續(xù)提升。

能源互聯(lián)網(wǎng):聚合充電前景可期,成長邊界有望持續(xù)拓展。能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務突破亮眼,2021年收入增長43.58%。根據(jù)朗新科技2022中報預告,公司“新電途”聚合充電平臺充電樁覆蓋量約50萬,服務新能源車主數(shù)約380萬,聚合充電量近8.3億度,公共充電市占率達到10%,平臺用戶活躍度逐步提高。受益于新能源汽車滲透率提升、充電樁保有量增長,聚合充電業(yè)務有望高增長;伴隨能量運營服務場景豐富,光儲充一體化場站、充電+售電等業(yè)務有望進一步打開成長天花板。

2、東方電子:智能電網(wǎng)“小巨人”

公司為全產(chǎn)業(yè)鏈布局的智能電網(wǎng)“小巨人”。公司于20世紀80年代初進入電力自動化領域。歷經(jīng)四十年沉淀,公司產(chǎn)品體系覆蓋智能電網(wǎng)“發(fā)輸變配用”全環(huán)節(jié),培育出調(diào)度自動化、變電站保護及綜合自動化、變電站智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)、配電自動化、配電一二次融合、網(wǎng)絡安全裝置、虛擬電廠、電能表及計量系統(tǒng)等全面解決方案,在電力行業(yè)“源-網(wǎng)-荷-儲”等環(huán)節(jié)形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈布局,在調(diào)度、配電、智能電表領域市占率居于行業(yè)前列。

公司調(diào)度、配電等核心產(chǎn)品市場份額居于行業(yè)前列。公司深耕電力自動化領域多年,調(diào)度自動化市場占有率居于行業(yè)前列,調(diào)度自動化系統(tǒng)覆蓋國內(nèi)多個網(wǎng)省級、地區(qū)級、縣級調(diào)度主站,尤其在地調(diào)層級優(yōu)勢突出,在南方電網(wǎng)系統(tǒng)處于領先地位。公司是全國最早進入配電領域的廠商,為國家電網(wǎng)七大配電主站供應商之一,配電終端全國集招份額名列前茅。

公司開發(fā)的虛擬電廠系統(tǒng)落地粵能投負荷聚合虛擬電廠項目。根據(jù)東方電子公眾號,公司開發(fā)的粵能投負荷聚合虛擬電廠項目聚合海量的分布式光伏、電池儲能、智慧路燈等用戶側(cè)分布式可調(diào)控資源,現(xiàn)已聚合管控工業(yè)可調(diào)負荷450MW、儲能11MW,實現(xiàn)用戶側(cè)資源的全景監(jiān)測感知、運行優(yōu)化控制、負荷聚合管理等業(yè)務功能,高效助力清潔能源消納與低碳能源轉(zhuǎn)型。

3、國能日新:新能源發(fā)電功率預測龍頭,類SaaS模式成長可期

公司深耕電力行業(yè)多年,形成了以新能源發(fā)電功率預測產(chǎn)品為核心的產(chǎn)品體系。公司的核心管理層均具有較長時間的電力行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗,對新能源行業(yè)的痛點和發(fā)展趨勢有準確的把握,較早清晰地認識到發(fā)電功率預測和發(fā)電功率控制在新能源發(fā)展中的重要作用。得益于公司高管層對電力行業(yè)深刻理解,以及持續(xù)的研發(fā)投入,公司形成了以新能源發(fā)電功率預測產(chǎn)品為核心,以新能源并網(wǎng)智能控制系統(tǒng)、新能源電站智能運營系統(tǒng)、電網(wǎng)新能源管理系統(tǒng)為拓展的產(chǎn)品體系,涵蓋新能源的發(fā)電端和輸電端,以滿足客戶對新能源電力“可看見、可預測、可調(diào)控”的管理要求。

新能源發(fā)電功率預測服務業(yè)務商業(yè)模式類似SaaS,具有高復購、高留存、高毛利率的優(yōu)點。

高復購:發(fā)電功率預測服務為基于新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性而產(chǎn)生的必備服務,對新能源電站應對電網(wǎng)的實時考核,保證發(fā)電量,提高運營效率具有重要作用,需要客戶持續(xù)采購。據(jù)國能日新招股書,2018-2021H1,公司新能源發(fā)電功率預測服務電續(xù)簽時長總體上不斷延長。

高留存:由于新能源發(fā)電功率預測需要對電站當?shù)氐牡匦?、氣象等情況,電站發(fā)電設備的運行狀態(tài)等情況具有詳細、清晰的了解,通?,F(xiàn)有的服務提供商能依靠過往的服務經(jīng)驗為客戶提供更高精度的預測服務;又由于功率預測服務平均每年的服務金額較低,通常為5-8萬元,對于新能源電站來說,從高質(zhì)量服務中取得的收益遠大于服務采購成本,因此在接受服務后,客戶通常不會更換服務提供商。根據(jù)國能日新招股書,2018-2021H1,公司新能源發(fā)電功率預測服務電站留存率保持高位向上。

高毛利:公司功率預測服務相關的直接成本主要為外采的氣象數(shù)據(jù)成本,且該成本基本為固定支出,隨著公司存量客戶規(guī)模的擴大可逐漸形成規(guī)模效應,故毛利率始終維持在較高水平。根據(jù)國能日新招股書,2018-2021H1公司新能源發(fā)電功率預測服務毛利率長期處于約95%較高水平。

4、國網(wǎng)信通:國網(wǎng)旗下電力數(shù)字化龍頭,“虛擬電廠+儲能”先驅(qū)

公司為國家電網(wǎng)旗下電力數(shù)字化領軍企業(yè)。背靠國際電網(wǎng),公司積極把握新型電力系統(tǒng)建設契機,電網(wǎng)數(shù)字化業(yè)務基本盤穩(wěn)固。截至2021年,公司電力營銷2.0業(yè)務完成國網(wǎng)江蘇省公司全業(yè)務及國家電網(wǎng)總部側(cè)管理應用成功上線,充分凸顯公司在電力營銷領域的核心地位;天津虛擬電廠業(yè)務功能持續(xù)完善,拓展輔助服務、需求響應、有序用電功能模塊;儲能云網(wǎng)平臺已累計接入用戶側(cè)儲能電站5座,合計容量400MWH,覆蓋安徽、江蘇、山東、湖北等區(qū)域。

牽手國軒高科,擁抱儲能藍海。公司全資子公司安徽繼遠軟件提供儲能站數(shù)字化運行、高效運營等一站式定制化平臺。2019年10月,儲能云網(wǎng)運營服務平臺正式上線運行。平臺通過站端邊緣處理組件采集儲能電站電池管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、電池電壓溫度等全方位數(shù)據(jù),匯聚至云端平臺,基于平臺模型算法和業(yè)務流程,支撐儲能電站運營、運維、調(diào)度、監(jiān)控各項工作。2021年8月,繼遠軟件自主研發(fā)的儲能云網(wǎng)運營服務平臺全面投入生產(chǎn)應用。

國軒高科是國內(nèi)最早進入資本市場的動力電池企業(yè)之一。2019年10月,國軒高科與繼遠軟件在安徽合肥簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方約定在儲能領域開展深入合作。2021年9月,國軒新能源75兆瓦/300兆瓦時儲能電站順利接入儲能云網(wǎng)運營服務平臺,通過平臺統(tǒng)一管理,電站儲能設備的利用效率達到100%。

公司虛擬電廠產(chǎn)品實力持續(xù)突破。2022年6月,公司自主研發(fā)的“虛擬電廠精準調(diào)控仿真與實證平臺”通過第三方權(quán)威機構(gòu)測試,并在國網(wǎng)山西電科院晉中-榆次試驗中心完成部署試運行,該項目是目前國內(nèi)園區(qū)級聚合資源類型最全的虛擬電廠平臺。

5、海興電力:國內(nèi)外電力解決方案提供商,新能源開啟新征程

公司始創(chuàng)于1992年,聚焦于能源轉(zhuǎn)型,為全球電力客戶提供智能產(chǎn)品和配用電解決方案,向居民、工商業(yè)及公用事業(yè)機構(gòu)提供戶用儲能、工商業(yè)儲能、微電網(wǎng)、分布式水處理及售水管理等整體解決方案,助力清潔能源的普及。目前,公司產(chǎn)品已銷往全球90多個國家和地區(qū),其中“一帶一路“國家46個,是業(yè)內(nèi)海外市場營銷及售后服務網(wǎng)絡最廣、最具競爭力的企業(yè)之一。

智能配用電:海內(nèi)外雙輪驅(qū)動,市場前景廣闊市場空間:海外方面,據(jù)markets and markets報告分析,2021年全球智能電網(wǎng)規(guī)模約為431億美元,預計2026年將達到1034億美元,海外智能電網(wǎng)數(shù)字化建設與改造,整體存在較大需求。國內(nèi)方面,“十四五”期間,國網(wǎng)和南網(wǎng)的計劃投資近3萬億元,年均5800億元。公司布局:海外方面,2022年公司的智能用電產(chǎn)品在巴西市場占有率保持排名第一,在印尼實現(xiàn)首次市場份額排名第一,在歐洲市場中標金額創(chuàng)歷史新高,實現(xiàn)海外市場收入18.45億元,同比增長13.40%,已成為行業(yè)內(nèi)最優(yōu)秀的數(shù)字能源產(chǎn)品和解決方案提供商之一。國內(nèi)方面,公司新型配網(wǎng)產(chǎn)品在全國30個省市、自治區(qū)持續(xù)中標,同時公司具備完整的物聯(lián)網(wǎng)系列產(chǎn)品并已實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)表中標。

新能源:構(gòu)建新能源全球渠道,具備整體解決方案能力。公司順應全球新能源發(fā)展趨勢,繼續(xù)加快提升新能源產(chǎn)品系統(tǒng)集成能力和技術服務能力,構(gòu)建新能源全球渠道,已逐步形成產(chǎn)品-營銷-交付三位一體的管控體系。在國內(nèi)市場,公司以光儲充整體解決方案和綜合能源管理解決方案為新能源業(yè)務的切入點,立足浙江、江蘇、廣東以及海南四個基地,啟動并開拓國內(nèi)工商業(yè)新能源用戶側(cè)市場。

08

市場前景

對標歐美成熟行業(yè)現(xiàn)狀,虛擬電廠在國內(nèi)市場釋放出巨大的成長空間,產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景可觀。以下我們將以此為基礎具體展開分析。

1、國內(nèi)外市場虛擬電廠發(fā)展目標差異化明顯

歐洲以發(fā)電資源聚合為主要目標。歐洲虛擬電廠一方面通過幫傳統(tǒng)電廠降成本獲得服務費分成,另一方面直接參與電力交易和輔助服務獲得分成。以德國Next Kraftwerke為例,截止2022年已聚合15346個分布式能源單元,包括光伏、電池儲能、電轉(zhuǎn)氣、電動汽車、參與需求側(cè)響應的工業(yè)負荷等,發(fā)電裝機容量達12300MW,2019年交易電量15.1TWh,2020年營業(yè)收入約41億人民幣。

美國虛擬電廠主要針對需求側(cè)響應建立。通過控制電力價格、電力政策的動態(tài)變化來引導電力用戶暫時改變其固有習慣用電模式,從而降低用電負荷或獲取用戶手中的儲能來保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。代表是特斯拉公司的PowerWall家用儲能設備,該設備可在電價低谷或白天利用太陽能面板充電,在電網(wǎng)負荷過高時向電網(wǎng)輸電,特斯拉通過獎勵引導用戶參加這一模式。在加利福尼亞,用戶每向電網(wǎng)輸送1度電,可以獲得2美元(約合13.8元人民幣)獎勵。截至2022年8月,已經(jīng)有2500名PowerWall用戶加入,可以提供最高16.5兆瓦電力。

我國商業(yè)示范虛擬電廠以提供調(diào)峰服務為主。冀北虛擬電廠是我國首個虛擬電廠商業(yè)示范項目,通過聚合多個地區(qū)大量分布式可調(diào)節(jié)負荷,參與華北調(diào)峰輔助服務市場。按照《華北電力調(diào)峰輔助服務市場運營規(guī)則》規(guī)定,額定容量的50%-70%每檔報價范圍為0-300元/MW?h,40%-50%檔位報價上限為400元/MW?h,40%以下各檔位報價上限為500元/MW?h,調(diào)峰服務費用由相應火電企業(yè)、新能源企業(yè)進行分攤。冀北虛擬電廠試運行期間經(jīng)濟效益良好,為用戶和運營商創(chuàng)造了可觀收益。

2、頂層設計不斷完善,運營基礎不斷夯實

頂層設計不斷完善。2022年1月18日《關于加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》出臺,規(guī)劃到2025年,全國統(tǒng)一電力市場體系初步建成,虛擬電廠有望參照國外成熟商業(yè)模式從中受益,邁向市場化;2022年11月國網(wǎng)冀北電力兩項國際標準獲IEC批準通過,此標準是虛擬電廠領域全球首套國際標準,標志著我國在虛擬電廠領域?qū)崿F(xiàn)了從追趕到領先的重大突破;2022年6月山西省出臺《虛擬電廠建設與運營管理實施方案》,給出虛擬電廠參與不同電力交易市場規(guī)范;2022年8月深圳建立虛擬電廠管理中心,推動虛擬電廠建設管理更加規(guī)范化。圖片

《關于加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》:到2025年,全國統(tǒng)一電力市場體系初步建成,電力中長期、現(xiàn)貨、輔助服務市場一體化設計、聯(lián)合運營,跨省跨區(qū)資源市場化配置和綠色電力交易規(guī)模顯著提高,有利于新能源、儲能等發(fā)展的市場交易和價格機制初步形成;到2030年,全國統(tǒng)一電力市場體系基本建成,市場主體平等競爭、自主選擇,電力資源在全國范圍內(nèi)得到進一步優(yōu)化配置。

運營基礎不斷夯實。冀北虛擬電廠在試運行期間參與華北(京津唐)調(diào)峰輔助服務市場,平均度電收益0.18元,國電投深圳能源發(fā)展有限公司虛擬電廠平臺在參與電力現(xiàn)貨市場功能試驗中,平均度電收益0.274元,表明虛擬電廠參與電力輔助服務和現(xiàn)貨市場取得商業(yè)化成功,盈利模式得到論證,虛擬電廠運營基礎不斷夯實。

AI賦能,前景可期。未來隨著統(tǒng)一電力市場體系的建成,電力中長期、現(xiàn)貨、輔助服務市場一體化設計、聯(lián)合運營實現(xiàn),市場機制和市場化電價交易機制完善,疊加AI賦能增強虛擬電廠的數(shù)據(jù)整合處理能力,統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制能力,提升計算準確性和響應速度,對標國外虛擬電廠行業(yè)現(xiàn)狀,我國虛擬電廠發(fā)展前景十分可期。

3、虛擬電廠需求側(cè)旺盛,市場空間巨大

虛擬電廠市場需求側(cè)對負荷調(diào)節(jié)能力需求旺盛。隨著可再生能源大規(guī)模接入,電網(wǎng)“雙高”、“雙峰”特性明顯,備用容量不足。極端情況下,2030年電網(wǎng)備用容量缺口將達到2億千瓦。預計“十四五”期間電網(wǎng)負荷最大日峰谷差率將達到36%,“十五五”期間將達到40%,電網(wǎng)調(diào)峰壓力持續(xù)增加。電力系統(tǒng)時段性、靈活性調(diào)節(jié)能力不足現(xiàn)象進一步加劇,需要多措并舉提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力,保障供需平衡。截至2021年底,全國最大負荷約12億千瓦,按照2021年規(guī)定的5%的可調(diào)節(jié)能力測算,可調(diào)負荷能力規(guī)模約為6000萬千瓦,各省響應能力參差不齊,仍不足以應對未來的極端峰谷差異,備用容量缺口亟需彌補,高需求將虛擬電廠的建設推向風口。

按最低調(diào)節(jié)能力測算,虛擬電廠未來擁有千億市場空間。預計未來終端電氣化將快速提升,用電量和最大負荷將呈現(xiàn)雙極增長。據(jù)能源藍皮書預計2025年全社會用電量達9.5萬億千瓦時,權(quán)威人士預測2030年全社會用電量達10萬億千瓦時,而最大負荷將分別達到15.7、17.7億千瓦,最大負荷增速高于用電量增速。從可調(diào)負荷需求看,按照在全國構(gòu)建不少于最大負荷5%的可調(diào)節(jié)負荷資源庫,預計到2025年,需構(gòu)建可調(diào)負荷資源庫約7850萬千瓦。到2030年底,由于可再生能源占比提高,需構(gòu)建的可調(diào)負荷資源響應能力提高,按6%計算屆時資源庫容量約為10620萬千瓦。考慮項目可行性,虛擬電廠可構(gòu)建的可調(diào)資源潛力按照響應能力需求容量、投資成本按1000元/千瓦計算,預計2025年、2030年,虛擬電廠投資規(guī)模分別至少約為785億元、1062億元。

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