虚拟电厂

摘要：虚拟电厂是当前国家开展新型电力系统建设，实现“双碳”目标的一个重要建设方向。从我国虚拟电厂调节电量来看，2022年我国虚拟电厂调节电量占全社会用电量比重达0.5%。目前，短期内我国虚拟电厂主要盈利方式是参与电网调度，未来在新型电力系统发展下，虚拟电厂作为调节电源，将有望通过辅助服务与电力交易等途径实现盈利。

一、定义及分类

虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现DG（分布式电源）、储能系统、可控负荷、电动汽车等DER（分布式能源资源）的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。虚拟电厂可分为“负荷类”虚拟电厂和“源网荷储一体化”虚拟电厂两类。

二、行业政策

近几年，虚拟电厂行业政策密集发布，国家发展改革委、国家能源局在新型储能、电力市场体系、电力现货市场、需求侧管理、新型电力系统等政策中，均明确支持虚拟电厂发展，以虚拟电厂方式参与需求侧响应。2023年11月，国家发展改革委、国家能源局印发《关于进一步加快电力现货市场建设工作的通知》，提出要通过市场化方式形成分时价格信号，推动储能、虚拟电厂、负荷聚合商等新型主体在削峰填谷、优化电能质量等方面发挥积极作用，探索“新能源+储能”等新方式。2024年1月，国家发展改革委、国家能源局等四部门印发《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》，提出国家能源局派出机构要建立健全包括充电桩、充换电站、虚拟电厂、负荷聚合商在内的用户及第三方辅助服务市场机制。虚拟电厂作为促进新能源消纳的重要环节和电力商业模式创新的重要形式，后续政策的支持力度有望持续加大。

三、发展历程

虚拟电厂这一概念首先在国外被提出，经历了20多年的历史，归纳起来其技术主要分为三代：第一代邀约型、第二代交易型、第三代自治型。目前我国的大多数虚拟电厂正处于从第一代邀约型向第二代交易型转型阶段，各省开展的虚拟电厂项目以试点为主，引导用户通过开展需求响应，实现削峰填谷，测试需求响应能力。

四、行业壁垒

1、品牌壁垒

目前虚拟电厂行业大多通过招投标方式获得合同，虚拟电厂企业的技术水平、运行业绩、产品质量、市场信誉、售后服务等所形成的综合品牌是虚拟电厂企业最重要的核心竞争力，也是影响虚拟电厂企业是否中标的关键因素。因此，对于新进入虚拟电厂行业的企业存在一定的品牌壁垒。

2、技术壁垒

虚拟电厂行业属于技术密集型产业，虚拟电厂行业的产品大部分为定制产品，并向小型化、信息化、智能化、集成化方向发展，需要大量电力系统设计、高压电气设计、机械结构设计、微电脑技术、通讯技术等各专业的研发技术人才和技术带头人不断对产品进行研制和创新性改进，并需要先进、完善的工艺保证产品的精致。高水平的技术人员是保证虚拟电厂企业研发、制造水平的先进性、持续性的必要条件。因此，对新进入虚拟电厂行业的企业有较高的技术壁垒。

3、人才壁垒

虚拟电厂行业具有典型的智力密集型特点。由于虚拟电厂企业需要根据客户的特定化需求提供信息化服务，虚拟电厂行业内企业不仅需要掌握软件研发核心技术的专家型研发团队，还需要掌握客户所处行业知识背景的人才，尤其是需要具备上述两个方面优势的复合型人才。虚拟电厂行业内高素质的技术人才、管理人才和市场人才相对有限的现状，构成进入虚拟电厂行业的人才壁垒。

五、产业链

1、行业产业链分析

虚拟电厂产业链上游主要是基础资源，包括可控负荷、分布式能源以及储能，其中，可控负荷包括工业负荷、商业和建筑物负荷以及居民负荷；分布式能源包括太阳能光伏电池发电、风力涡轮机发电和水力发电；储能包括机械储能、电磁储能、化学储能和相变储能。产业链中游为虚拟电厂运营，产业链下游主要为虚拟电厂电力需求市场，包括电网公司、售电公司、工业企业和商业用户。

虚拟电厂行业产业链

可控负荷

湖北华夏明源能源管理有限公司

南京锐宣电力科技有限公司

中电高科（北京）科技有限公司

广州瀚信通信科技股份有限公司

分布式能源

中国华电集团有限公司

中核汇能有限公司

国核电力规划设计研究院有限公司

昆山协鑫蓝天分布式能源有限公司

储能

宁德时代新能源科技股份有限公司

惠州亿纬锂能股份有限公司

广州鹏辉能源科技股份有限公司

厦门海辰储能科技股份有限公司

中航锂电（北京）有限公司

上海派能能源科技股份有限公司

沃太能源股份有限公司

阳光电源股份有限公司

浙江南都电源动力股份有限公司

上游

国电南瑞科技股份有限公司

青岛特锐德电气股份有限公司

东方电子股份有限公司

国网信息通信股份有限公司

中游

电网公司

售电公司

工业企业用户

商业用户

下游

2、行业领先企业分析

（1）国电南瑞科技股份有限公司

国电南瑞科技股份有限公司是以能源电力智能化为核心的能源互联网整体解决方案提供商，是我国能源电力及工业控制领域卓越的IT企业和电力智能化领军企业。企业以先进的控制技术和信息技术为基础，利用“大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、区块链”等技术，为电网、发电、轨道交通、水利水务、市政公用、工矿等行业和客户提供软硬件产品、整体解决方案及应用服务。据统计，2023年上半年，企业电网自动化及工业控制营收同比增长5.24%至88.62亿元；电力自动化信息通信营收同比增长2.06%至30.18亿元；继电保护及柔性输电营收同比增长6.9%至29.59亿元。

（2）青岛特锐德电气股份有限公司

青岛特锐德电气股份有限公司自2004年成立至今，高度专注于智能箱变产品的集成设计与研发生产，拥有世界首创的220kV及以下模块化智能预制舱式变电站的完整技术体系和知识产权，自主研发的城市轨道交通智能箱式变电站和一体化光伏箱变等产品也开辟了行业创新的先河。此外，企业还构建了以“充电网、微电网、储能网”为载体的虚拟电厂平台，通过充电网高效聚合充电站电动汽车充放电、分布式发电和梯次电池储能，构建虚拟电厂，参与电力调峰辅助服务及需求侧响应电网互动，实现能源增值。据统计，2023年上半年，企业成套开关系统营收同比下降8.62%至7.45亿元；箱式设备营收同比增长51.57%至13.22亿元；系统集成业务营收同比下降4.64%至11.74亿元；电动汽车充电网及其他营收同比增长49.69%至23.67亿元。

六、行业现状

虚拟电厂是当前国家开展新型电力系统建设，实现“双碳”目标的一个重要建设方向。从我国虚拟电厂调节电量来看，2022年我国虚拟电厂调节电量占全社会用电量比重达0.5%。目前，短期内我国虚拟电厂主要盈利方式是参与电网调度，未来在新型电力系统发展下，虚拟电厂作为调节电源，将有望通过辅助服务与电力交易等途径实现盈利。

七、发展因素

1、有利因素

（1）环保优势较为突出

传统发电厂以燃煤、燃油为能源，排放的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质对环境造成了严重的污染。而虚拟电厂主要以可再生能源为基础，如太阳能、风能等，几乎没有污染物的排放，不仅有助于减少环境污染，还能降低碳排放，从而有助于应对气候变化。未来，随着技术的进步和政策的推动，虚拟电厂有望在能源市场中发挥更加重要的作用，为推动能源转型和可持续发展做出积极贡献。

（2）利好政策的支持

目前，我国已经充分认识清洁能源和可持续发展的重要性，纷纷出台政策鼓励和支持虚拟电厂的发展。包括《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》《关于加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见》《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》等政策，随着政策的深入实施和不断完善，虚拟电厂行业将迎来更加广阔的发展空间和机遇。

（3）市场需求增长推动虚拟电厂发展

随着全球能源结构的转型和可持续发展目标的推进，市场对清洁、高效的能源服务需求呈现出不断增长的趋势。传统能源供应方式已经难以满足现代社会的需求，而虚拟电厂通过聚合分布式能源资源，将各种可再生能源、储能设施以及传统能源进行有效整合，形成了一个智能、高效的能源供应系统，能够为用户提供可靠、经济、环保的能源解决方案，满足市场需求。

2、不利因素

（1）虚拟电厂尚处于早期探索期

我国虚拟电厂仍处于早期探索阶段，发展路线较为模糊，顶层建设仍欠缺。当前，虚拟电厂的建设主体、运营主体、监管主体、参与主体、系统设计、定价机制、技术标准和收益分成等问题尚未明确，这将导致虚拟电厂行业发展阻力较大。同时国内现行试点项目差异较大，并未形成区域性或全国性统一范式，不利于虚拟电厂软硬件技术发展。

（2）虚拟电厂聚合资源规模较小

目前，传统调度机构尚未形成调度负荷侧资源的习惯。由于历史和技术原因，传统电力系统运行较为注重系统安全，仍主要依赖于可靠性较高的源侧资源。而虚拟电厂作为新兴的负荷侧资源，其聚合的资源规模目前相对较小且分散，增加了调度的复杂性。此外，虚拟电厂采用无线公网进行通信控制，虽然提高了灵活性，但也带来了新的风险和挑战。

（3）虚拟电厂商业模式尚未确定

电力市场化改革是一个复杂而长期的过程，涉及多个方面的因素，包括政策、技术、经济等。而虚拟电厂作为一种新兴的商业模式，也需要在这样的市场环境下不断探索和发展。但目前我国电力市场化改革仍未成熟，虚拟电厂商业模式尚未确定。我国当前电力市场并非完全市场化交易，在“计划电价”的牵制下，虚拟电厂盈利困难，商业化运作难度大，商业模式仍需探索和印证。

八、竞争格局

目前，我国虚拟电厂行业的上市公司中，国电南瑞的营收规模较大，在100亿以上。据统计，2023年前三季度，国电南瑞营业收入达285.67亿元。虚拟电厂运营方面，国电南瑞建设的省级虚拟电厂运营管理系统在多地建立样板工程，处于行业领先地位；特锐德具备虚拟电厂条件的可调度资源容量超过300万kW；国网信通的虚拟电厂运营平台已接入国内多个虚拟电厂参与电网调节。

九、发展趋势

随着科技的不断进步，虚拟电厂的技术也将不断创新。例如，通过采用先进的控制算法和能源管理系统，虚拟电厂能够更有效地管理能源，提高能源利用效率。未来，随着5G、物联网、大数据等技术的不断发展，虚拟电厂的技术创新将更加活跃，推动行业向更高水平发展。此外，虚拟电厂行业未来将呈现多元化发展趋势。除了传统的电力供应外，虚拟电厂还可以与新能源汽车、储能系统等领域进行融合，提供更为丰富的能源服务。同时，随着分布式能源的不断增加，虚拟电厂也将更加注重与各类分布式能源资源的整合和优化。