文丨中金企业
何为虚拟电厂？VPP（Virtual Power Plant）经过操控中心将微电网内源网荷储有机聚合，作为全体单元参加主网运转。虚拟电厂打破了电厂的实体属性，依据Next Kraftwerke，虚拟电厂以操控体系为焦点，整合了气象预测数据、负荷数据等，起首经过算法发展功率预测与负荷预测，接下来鉴于多维数据智能决策，做出资源配置判断，在主网内发挥电厂的调节效用。
宏观电网调整灵活性要求与微观分布式电网利润第一大化要求驱动VPP建造。宏观来看，伴随分布式新燃料的崛起，惯例聚集式调整体系的调控对象与调整决策难度迅速上升，VPP以微电网的形式推进新燃料就近消纳，减少主网调整负担同一时间确保微电网供电稳固性。微观来看，经过建立虚拟电厂经济模子，咱们以为虚拟电网推进微电网开源节流，扩大其利润体积，“开源”包括聚合中小分布式电厂参加电力买卖、经过参加要求侧响应获取协助效劳补助、鉴于功率与负荷预测等发展智能决策扩大电力市场买卖的利润体积。“节流”包括下降电能量收购本钱与功率预测罚款等。
我们国家VPP有望触达千亿元级市场体积，兼具资源与技艺的厂家有望成为产业龙头。当前我们国家VPP最重要的经过要求侧响应、协助效劳补助获取收益，而VPP聚合商鉴于协助效劳收入发展分成盈利，咱们测算我们国家VPP聚合商2021年理论市场体积约为659亿元，伴随VPP的渗透以及多元盈利门径的探寻，咱们估计我们国家VPP2030年有望触达1,320亿元潜在市场体积。VPP为资源的聚合体，初期构建VPP进程须要聚合商打通分布式电源、储能装置、充电桩、家族等多元的主体，咱们以为VPP产业具备较高的资源整合能力门槛，同一时间虚拟电厂以调整操控体系为焦点，将多元的要求侧资源导入调控的范围，且考量经济性，调整技艺的门槛提高。对标英国VPP产业，当前VPP的主导厂家包括Shell、ABB、西门子、施耐德等燃料电气巨头以及Kiwi Power等VPP垂类厂家，两大派系在资产资源与技艺维度构建护城河，因而咱们以为兼具资源与技艺的VPP聚合商有望成为产业龙头。
风险
虚拟电厂政策推行不及预期。
正文
何为虚拟电厂？
虚拟电厂将微电网里面源网荷储聚合为集合单元参加主网运转。虚拟发电厂VPP（Virtual Power Plant）是经过一种操控中心将必定地域内的惯例发电厂、分布式电源、可控负荷和储能体系有机联合，经过算法剖析微电网里面电力供应、要求概况，发展概括的发电、用电、储能、物联末端能耗决策驱动地域微电网里面实现平衡，以后VPP全体作为集合单元参加主网的运转与电力市场买卖[1]。
图表1：虚拟电厂的运作形式
材料来自：国网上海经研院，36氪探讨院，中金企业探讨部
相较于实体电厂，虚拟电厂打破了物理电厂重产业的形态，中枢操控IT体系为虚拟电厂的焦点。不同于物理形态的电厂，虚拟电厂经过将源网荷储聚合为同一的全体，在主电网中扮演发电厂的角色。依据Next Kraftwerke，虚拟电厂以操控体系为焦点，操控体系整合了气象预测数据、电力零售市场买卖价值、历史发电量以及负荷数据等，起首经过算法发展发电功率预测与负荷预测，接下来鉴于发电功率预测、负荷预测、电力市场买卖价值、用能末端等实时数据，发展概括的运维决策，发展电力资源配置。
图表2：Next Kraftwerke操控体系运作体制
材料来自：Next Kraftwerke官网，中金企业探讨部
为什么进行虚拟电厂？
宏观来看，虚拟电厂加强电网调整的灵活性。惯例电网是聚集发电、远距离输电的大型网站，随着分布式电站的进行，并网电站数快速增添，聚集式电网的调整对象以及调整决策的剖析难度同步增添，电网的灵活性下调。与此同一时间，新燃料高振动、高间歇性的特色让得电力体制远距离大容量输电愈加频繁，作用电网的平安稳固运转。因而，伴随分布式新燃料的渗透，咱们估计电网有望从聚集式演变为虚拟电厂的形式，微电网里面实现平衡以后参加主网的运转，可行减少主网的调整负担，同一时间确保微电网里面供电的稳固性。
图表3：新款电力体系主网与微电网并行
材料来自：ERR能研微讯，中金企业探讨部
微观来看，经过建立虚拟电厂经济模子，咱们以为虚拟电厂扩大了微电网各参加方的利润体积。收入侧，（1）虚拟电厂让得中小分布式电厂参加电力买卖。中小公司聚合中小分布式电源，让得单体容量小且发电不固定的发电厂可行参加电力市场买卖获取收入；（2）虚拟电厂让得微电网聚合单元参加协助效劳市场买卖。应用储能装置、可控负荷以及效力灵活的微燃机等向主网解放调峰能力，经过参加协助效劳市场获取协助效劳收入；（3）虚拟电厂经过电力买卖协助决策扩大厂家利润体积。虚拟电厂经过对功率预测、负荷预测、用能末端以及市场行情的概括剖析，做出购售电以及用能决策，第一大化微电网的利润体积。本钱侧，虚拟电厂充分激活本身的负荷调节能力，下降电能量收购本钱，经过精确的功率与负荷预测，下降调整中心的罚款。
图表4：虚拟电厂经营模子
材料来自：Next Kraftwerke官网，Jingjing Luo.etc, Optimal Operation Modes of Virtual Power Plants Based on Typical Scenarios Considering Output Evaluation Criteria（2018），中金企业探讨部
我们国家虚拟电厂有望在2030年触达千亿元级市场
当前我们国家虚拟电厂聚合商最重要的经过与VPP集合单元分成协助效劳收入盈利，2021年虚拟电厂利润市场体积约为659亿元。当前我们国家虚拟电厂尚处于初级阶段，VPP聚合单元以要求侧响应以及参加电力市场协助效劳调峰调频获取收入，聚合商以虚拟电厂总收入的必定比重分成作为收益。以广州市为例，虚拟电厂聚合商/电力使用者可行参加电力市场买卖，要求响应分为邀约、实时两种类别，在广州供电局在虚拟电厂治理平台发表响应邀约后，在次日/4小时后发展要求响应的形式为邀约要求响应，而在1分钟内即最初调度负荷的类别为实时要求响应，源于实时要求响应的时效性更强、调控难度更高，实时要求响应的补助价值常常比邀约要求响应更高。补助费率=有用响应电量×补助准则×响应系数，依据咱们测算，VPP聚合商在2021年理论市场体积约为659亿元。
伴随VPP的迅速渗透以及多元盈利门径的探寻，咱们估计我们国家VPP有望在2030年达到千亿元级市场体积。伴随虚拟电厂的渗透，咱们估计VPP调节负荷量占比有望在2030年达到5%。同一时间，对标国外，咱们估计虚拟电厂有望经过聚合让得分布式VPP具备参加电力市场电能量买卖的能力，鉴于对地域微电网电力供需的预测以及电力市场多维数据的剖析，VPP有望以更优的决策剖析带来微电网电力买卖利润的边际增添，VPP聚合商将经过边际利润的分成获取收入。咱们测算，我们国家虚拟电厂产业有望在2030年触达1,320亿元的理论市场体积。
图表5：虚拟电厂市场体积测算
材料来自：国度燃料局，广东省电力买卖中心，广东省虚拟电厂实行细则，Next Kraftwerke官网，中金企业探讨部
兼具资产积淀与技艺禀赋的厂家有望成为VPP龙头
资源整合能力组成当前虚拟电厂焦点壁垒。虚拟电厂为资源的聚合体，须要打通地域里面的分布式光伏、风电厂、主网、家族、产业公司、充电站场站、储能装置、电动车子等多元化的资源，同一时间虚拟电厂操控体系须要构建起虚拟电厂里面的协同体制，因而咱们以为虚拟电厂对厂家的资源整合能力具备较高的请求，产业门槛高筑，带有电力资产资源的厂家竞争优势凸显。
图表6：虚拟电厂需聚合多样化的资源
材料来自：Jianfang Li.etc, A ‘spatial
