虛擬電廠行業(yè)深度報告

　　1.什么是虛擬電廠?

　　什么是虛擬電廠?根據(jù)IEC，虛擬電廠是聚合優(yōu)化“源網(wǎng)荷儲”清潔發(fā)展的新一代智能控制技術(shù)和互動商業(yè)模 式。其重點對分布式電源、儲能、可調(diào)負荷等未納入電網(wǎng)調(diào)度的各類資源進行聚合和控制，服務電網(wǎng)并實現(xiàn) 盈利。 虛擬電廠主要分為三類，我國目前主要以需求側(cè)資源型為主。虛擬電廠主要分為需求側(cè)資源型、供給側(cè)資源 型和混合資源型三類，我國虛擬電廠起步較晚，試點項目主要以需求側(cè)資源型為主。

　　虛擬電廠與實體電廠、微電網(wǎng)有何不同?

　　虛擬電廠是一種非實體的智能控制技術(shù)，在 電力系統(tǒng)的定位是參與及聚合優(yōu)化，只能運 行于并網(wǎng)模式：虛擬電廠通過聚合和優(yōu)化 DER組合達到調(diào)節(jié)資源的目的，始終與公網(wǎng) 相連，不能像微電網(wǎng)一樣以離網(wǎng)模式獨立存 在。

　　虛擬電廠的發(fā)展歷程

　　海外VPP發(fā)展較早且相對成熟，國內(nèi)起步較晚。歐洲以聚合分布式電源為主，北美以聚合可控 負荷為主，澳洲以聚合用戶側(cè)儲能為主，日本以聚合用戶側(cè)儲能和分布式電源為主。國內(nèi)起步 較晚，目前處于試點階段，江蘇、上海等地陸續(xù)開展需求側(cè)管理，冀北、深圳、山西等地區(qū) VPP項目已投入電網(wǎng)調(diào)度運行和電力市場運營。

　　虛擬電廠的發(fā)展分為邀約型、交易型、自治型三個階段，我國正處于邀約型到交易型的轉(zhuǎn)型 升級階段。邀約型VPP通過需求響應來削減峰荷，交易型VPP通過現(xiàn)貨市場交易達到電力平 衡，自治型VPP能實現(xiàn)能源改革，項目主體逐步從政府轉(zhuǎn)變?yōu)檫\營商，市場主體活力提升。

　　虛擬電廠功能與價值

　　虛擬電廠具有四大層面六個切入點的價值：虛擬電廠在電力生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用，在 電力系統(tǒng)層面對“源網(wǎng)荷”均有積極影響，在監(jiān)管側(cè)促進競爭降低成本，在運營商側(cè)引入新的 商業(yè)模式，從產(chǎn)業(yè)鏈來看創(chuàng)造綜合收益、提供增值服務。

　　虛擬電廠的關鍵技術(shù)

　　虛擬電廠的技術(shù)中資源評估是前提，調(diào)度控制是核心，信息通信是基礎，資源分配是關鍵。 智能計量是直觀獲取用電數(shù)據(jù)的工具，其他技術(shù)包含市場運營、優(yōu)化運行和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。通 過加快虛擬電廠關鍵技術(shù)研發(fā)，實現(xiàn)調(diào)控模式從“源隨荷動”向“源荷互動”轉(zhuǎn)變。

　　虛擬電廠：商業(yè)模式因地區(qū)而異

　　不同地區(qū)虛擬電廠的商業(yè)模式有所差別：歐美等發(fā)達地區(qū)普遍采用基于社區(qū)(用戶)的商業(yè) 模式，歐洲還有以發(fā)電、售電、第三方運營商和電網(wǎng)公司為主體進行組合的多種商業(yè)模式， 亞太地區(qū)則多采用交易或獨立運營模式，具體模式因國家政策和電力系統(tǒng)運行特點而異。

　　2.海外虛擬電廠和電力市場

　　德國：虛擬電廠高度成熟，Next Kraftwerke龍頭領航

　　電力市場自由度高、競爭開放，存在平衡市場，利于VPP深度參與各大模塊。1)發(fā)電和批發(fā) 市場方面，德國采取拍賣競爭方式，電價由供求決定，自由度高，利于VPP平等競爭，并發(fā)揮 自身靈活性優(yōu)勢對市場做出反應;2)輸電和配電市場方面，德國存在平衡市場機制，輸電系 統(tǒng)運營商實時購買或銷售電力以保持平衡，VPP可利用自身靈活性從此運營套利。

　　高度注重可再生能源，契合VPP屬性。1)零售市場上，德國消費者可自由選擇供應商，VPP 的可再生屬性使其成為大量環(huán)保消費者首選;2)德國施行可再生能源法(EEG)，可再生能 源型電力生產(chǎn)者具有優(yōu)先購電定價權(quán)，并將獲得補貼，這既促進了VPP生產(chǎn)的電力整合入電網(wǎng)， 又大幅提升了VPP的盈利能力。

　　商業(yè)模式高度成熟，“發(fā)電側(cè)+需求側(cè)”雙側(cè)多核驅(qū)動收入增長。虛擬電廠依靠聚合、優(yōu)化、 參與能源市場、電網(wǎng)服務、靈活性服務、客戶服務六種主要商業(yè)模式獲取收入。Next Kraftwerke在發(fā)電側(cè)擁有強聚合能力，聚合光電沼氣等多類電廠形成聯(lián)動效應，以此優(yōu)化電力 輸出，需求側(cè)則借德國自由市場之便利，在平衡能源市場與靈活性服務上大放異彩，發(fā)揮自身 受青睞的可再生能源屬性，在客戶服務上提供定制方案。

　　美國：深耕加州市場核心，特斯拉多點盈利

　　碳交易市場成熟，峰值需求廣闊。1)美國具備完善的碳交易體系，多數(shù)州實施可再生能源配 額標準，而VPP具有高可再生能源發(fā)電比例，在市場上具備顯著優(yōu)勢。2)美國國土面積廣闊， 在夏冬季均有不同州會面臨供冷/供暖峰值需求，需要靈活調(diào)節(jié)，而VPP的強靈活性使其能夠完 美契合市場。

　　VPP市場一超三強格局，各有側(cè)重差異發(fā)展。特斯拉為美國VPP龍頭，深耕加州市場，利用機 器學習技術(shù)整合優(yōu)化家庭電池和工業(yè)發(fā)電兩類VPP。AutoGrid則注重平臺服務，不運營自有 VPP，Stem利用AI優(yōu)化能源利用，sunrun注重住宅能源市場。

　　特斯拉業(yè)務線廣闊多點盈利。特斯拉業(yè)務涵蓋平臺、人工智能優(yōu)化、小型綠色發(fā)電廠、家庭太 陽能四大VPP領域，業(yè)務涵蓋其他三強總和，在加州已有超5700戶家庭加入VPP，并已與政府 簽訂供電協(xié)議，成熟的Autobidder平臺切合VPP靈活定價屬性，多點盈利下VPP業(yè)務已步入星 辰大海。

　　澳大利亞：聚焦家庭太陽能，EnergyLocals與Tesla合作共贏

　　高頻定價市場創(chuàng)設巨大套利空間。澳大利亞電力批發(fā)市場施行實時定價制，價格每5分鐘依據(jù) 供求關系確定一次，VPP靈活定價能力完美匹配高頻市場，可以迅速響應市場變化，達成日內(nèi) 交易套利。

　　政府設立定額可再生能源交付義務，輔助市場收益顯著。澳大利亞政府規(guī)定零售商等實體每年 必須交付一定數(shù)量的可再生能源證書(RECs)，而VPP所整合的大量中小綠色電廠是RECs的 生產(chǎn)者，VPP通過在輔助市場銷售大量RECs獲取可觀收入。

　　專注整合住宅太陽能，聚焦電池儲能系統(tǒng)技術(shù)。與美國、德國不同，澳大利亞的幾大VPP廠商 多關注住宅太陽能與電池業(yè)務，從家庭中整合綠色能源構(gòu)建VPP，而多家庭整合的基礎為電池 儲能系統(tǒng)技術(shù)。

　　老牌企業(yè)進軍VPP，核心南澳大利亞市場。EnergyAustralia, Origin Energy,Tesla 等均為老牌 能源強企進軍VPP市場。由于地理因素，澳大利亞人口大多分布于南澳大利亞地區(qū)，導致住宅 太陽能市場也聚焦于此，南澳市場競爭激烈，EnergyLocals通過與特斯拉合作市占率超50% 一騎絕塵。

　　英國：差額合約下多類企業(yè)協(xié)同布局，VPP正處高速增長期

　　去中心化自由市場鼓勵競爭。英國市場允許廠商自由進入，整體呈現(xiàn)去中心化特質(zhì)，價格由供 求關系決定，使VPP可以積極介入生產(chǎn)側(cè)市場，利用靈活性低買高賣競爭獲利。 差額合約機制保證穩(wěn)定收益，VPP現(xiàn)金流平穩(wěn)前景大好。低碳能源生產(chǎn)商與英國政府可簽訂差 額合約，合約設定了一個保證價格，當市價低于保證價格時，政府會給予廠商補貼;市價高于 保證價格時廠商給予政府一定的利潤償還。差額合約機制使VPP擁有較為穩(wěn)定的現(xiàn)金流和穩(wěn)健 的財務狀況，保證未來投資發(fā)展與業(yè)務擴大。

　　電池儲能增長迅速，電動車攜屋頂太陽能合力推動VPP發(fā)展。英國VPP市場始于2009年，超過 50%的VPP容量來自電池儲能，近五年受以特斯拉為代表的科技廠商在電池儲能技術(shù)的突破， 以及屋頂太陽能、家庭/電網(wǎng)電池、電動車等分布式能源資產(chǎn)滲透率的提高推動，市場增長迅猛。 預計2025年市場總產(chǎn)能將增長到20GW。 多類公司齊力布局，市場分散度較高。英國VPP市場主要參與者以Centrica為代表的大型公用 事業(yè)公司、以Limejump為代表的獨立聚合商，以及以Flexitricity為代表的科技公司。但由于 市場尚處于高速增長期，22年市占最高的Centrica也只有25%左右市占率，整體分散度較高。