虛擬電廠行業(yè)調(diào)研與市場研究報告2024-2026

2024-2026虛擬電廠行業(yè)調(diào)研與市場研究報告匯報時間：2024-08-02匯報人：黃與沛目錄定義或者分類特點產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展歷程政治環(huán)境商業(yè)模式政治環(huán)境目錄經(jīng)濟環(huán)境社會環(huán)境技術環(huán)境發(fā)展驅(qū)動因素行業(yè)壁壘行業(yè)風險行業(yè)現(xiàn)狀行業(yè)痛點問題及解決方案行業(yè)發(fā)展趨勢前景機遇與挑戰(zhàn)競爭格局定義分類特點01什么是虛擬電廠虛擬電廠（VirtualPowerPlant,簡稱VPP）,其核心思想就是通過運用IOT、云服務、AI等信息技術和軟件系統(tǒng)將分布式發(fā)電、需求側(cè)和儲能資源匯聚起來，通過數(shù)字化的手段形成一個虛擬的“電廠”來做統(tǒng)一的管理和調(diào)度，同時作為主體參與電力市場。從資源端來看，虛擬電廠資源包括可控負荷、分布式電源、儲能三類。虛擬電廠的發(fā)展是以三類可控資源的發(fā)展為前提的，分別是可控負荷、分布式電源與儲能，以上三類電源在現(xiàn)實中往往糅合在一起，作為虛擬電廠的控制單元。按照發(fā)展階段，可將VPP劃分為合約型、市場型和自主型三大類。合約型（邀約型）階段為虛擬電廠初始階段，通過專項資金、特定合同、激勵政策引導聚合商參與，完成邀約、響應和激勵流程。在不同牽頭單位和市場的驅(qū)動下，虛擬電廠的組織方式將逐步從邀約型轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鲂停谑袌鲂碗A段主體通過參與電能現(xiàn)貨市場、輔助服務市場獲得收益。自主型階段是高級發(fā)展階段，將能實現(xiàn)跨空間自主調(diào)度，既包含可調(diào)負荷、儲能和分布式能源等基礎資源，也包含由這些基礎資源整合而成的微網(wǎng)、局域能源互聯(lián)網(wǎng)。具體來看，虛擬電廠是一套能源管理系統(tǒng)，把分布式電源、儲能、電動汽車等多種可調(diào)節(jié)資源有機結(jié)合，通過通信技術與控制技術，對可調(diào)節(jié)資源進行調(diào)控和優(yōu)化?！疤摂M”是指其沒有實體電廠的存在形式；“電廠”是指其具有電廠的某些屬性，如提供調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務、參與電力市場并獲得收益等。通過5G通信技術、人工智能、邊緣計算、區(qū)塊鏈等先進技術，將分布式電源（DG）、可控負荷、儲能、電動汽車等分散在電網(wǎng)的分布式供能（DER）聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，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)。實現(xiàn)電源側(cè)的多能互補、負荷側(cè)的靈活互動，對電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務，達成與常規(guī)發(fā)電廠類似的效果。而在物理空間上，并不需要真正建造一個發(fā)電廠。虛擬電廠強調(diào)“聚合”的概念，在傳統(tǒng)電網(wǎng)物理架構的基礎上，利用能源管理系統(tǒng)將分散的發(fā)/用電主體整合為一個虛擬的可控集合體。虛擬電廠最具吸引力的功能就在于能夠聚合多種類型的分布式資源參與電力市場運行。以風能和太陽能為代表的新能源具有顯著的間歇性和強隨機波動性，以此為一次能源的發(fā)電方式不僅會將這些特性繼承下來，還會隨時空范圍的變化產(chǎn)生規(guī)律性改變。定義產(chǎn)業(yè)鏈02工業(yè)、居民、水利發(fā)電、儲能上游虛擬電廠資源聚合中游國家電網(wǎng)、地方電網(wǎng)、工業(yè)企業(yè)、商業(yè)用戶下游產(chǎn)業(yè)鏈010203發(fā)展歷程03政治環(huán)境04描述政治環(huán)境1政治環(huán)境《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》開展工業(yè)可調(diào)節(jié)負荷、樓宇空調(diào)負荷、大數(shù)據(jù)中心負荷、用戶側(cè)儲能、新能源汽車與電網(wǎng)(V2G)能量互動等各類資源聚臺的虛擬電廣示范《關于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機制和政策措施的意見》拓寬電力需求響應實施范圍，通過多種方式挖掘各類需求側(cè)資源并組織其參與需求響應，支持用戶側(cè)儲能、電動汽車充電設施、分布式發(fā)電等用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源，以及負荷聚合商、虛擬電廠運營商、綜合能源服務商等參與電力市場交易和系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)《關于加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》引導各地區(qū)根據(jù)實際情況，建立市場化的發(fā)電容量成本回收機制，探索容量補償機制、容量市場、稀缺電價等多種方式，保障電源固定成本回收和長期電力供應安全。鼓勵抽水蓄能、《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》儲能、虛擬電廣等調(diào)節(jié)電源的投資建設鼓勵聚合利用不間斷電源、電動車、用戶側(cè)儲能等分散式儲能設施。依托大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈等技術，結(jié)合體制機制綜合創(chuàng)新，探素智慧能源、虛擬電廠等多種商業(yè)模商業(yè)模式05經(jīng)濟環(huán)境06我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，幾度趕超世界各國，一躍而上，成為GDP總量僅次于美國的唯一一個發(fā)展中國家。我國經(jīng)濟趕超我國人口基數(shù)大，改革開放后人才競爭激烈，大學生就業(yè)情況一直困擾著我國發(fā)展過程中。就業(yè)問題挑戰(zhàn)促進社會就業(yè)公平問題需持續(xù)關注并及時解決，個人需提前做好職業(yè)規(guī)劃與人生規(guī)劃重中之重。公平就業(yè)關注經(jīng)濟環(huán)境社會環(huán)境07總體發(fā)展穩(wěn)中向好我國總體發(fā)展穩(wěn)中向好，宏觀環(huán)境穩(wěn)定繁榮，對于青年人來說，也是機遇無限的時代。關注就業(yè)公平與提前規(guī)劃促進社會就業(yè)公平問題需持續(xù)關注并及時解決，對于個人來說提前做好職業(yè)規(guī)劃、人生規(guī)劃也是人生發(fā)展的重中之重。就業(yè)問題與人才競爭我國人口基數(shù)大，就業(yè)問題一直是發(fā)展過程中面臨的挑戰(zhàn)，人才競爭激烈，大學生畢業(yè)后就業(yè)情況、失業(yè)人士困擾國家發(fā)展。政治體系與法治化進程自改革開放以來，政治體系日趨完善，法治化進程也逐步趨近完美，市場經(jīng)濟體系也在不斷蓬勃發(fā)展。中國當前的環(huán)境下描述了當前技術發(fā)展的日新月異，包括人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等前沿技術的涌現(xiàn)。技術環(huán)境需求增長、消費升級、技術創(chuàng)新等是行業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動因素，推動了行業(yè)的進步。發(fā)展驅(qū)動因素行業(yè)壁壘包括資金、技術、人才、品牌、渠道等方面的優(yōu)勢，提高了新進入者的難度。行業(yè)壁壘我國經(jīng)濟不斷發(fā)展技術環(huán)境08技術驅(qū)動技術環(huán)境的發(fā)展為行業(yè)帶來了新的機遇，是行業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動力。創(chuàng)新動力技術環(huán)境的不斷創(chuàng)新和進步，為行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了有力支持。人才需求技術環(huán)境的發(fā)展促進了人才的需求和流動，為行業(yè)的人才隊伍建設提供了機遇。團隊建設技術環(huán)境的發(fā)展要求企業(yè)加強團隊建設，提高員工的技能和素質(zhì)，以適應快速變化的市場需求。合作與交流技術環(huán)境的發(fā)展促進了企業(yè)間的合作與交流，推動了行業(yè)的整體發(fā)展。技術環(huán)境0102030405發(fā)展驅(qū)動因素09行業(yè)壁壘10行業(yè)風險11行業(yè)現(xiàn)狀12市場情況描述行業(yè)現(xiàn)狀由于中國經(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、疊加極端氣象等因素，我國用電負荷特性持續(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。相關數(shù)據(jù)顯示，2021年中國全社會用電量為31萬億千瓦時，同比增長30%，繼續(xù)保持增長態(tài)勢。從用電負荷方面來看，2021年全國主要電網(wǎng)最高用電負荷合計達到19億千瓦，同比增長11%，用電負荷特性持續(xù)惡化。虛擬電廠是滿足尖峰負荷的重要手段。隨著用電負荷特性持續(xù)惡化，電網(wǎng)負荷尖峰短而高，如果單純依靠增加電源來滿足100%的負荷需求要付出極大的代價。根據(jù)國網(wǎng)測算，通過建設煤電機組滿足其經(jīng)營區(qū)內(nèi)5%的峰值負荷，需要投資4000億的電廠和配套電網(wǎng)，而通過發(fā)揮需求側(cè)資源滿足峰值負荷需求，投資規(guī)模僅約1/10，虛擬電廠的經(jīng)濟價值凸顯。行業(yè)現(xiàn)狀01市場份額變化虛擬電廠2030年投資規(guī)模有望達到千億級。根據(jù)《虛擬電廠市場發(fā)展前景及實踐思考》一文中的測算，從可調(diào)負荷需求看，按照在全國構建不少于最大負荷5%的可調(diào)節(jié)負荷資源庫，到2025年，需構建可調(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?？紤]項目可行性，虛擬電廠可構建的可調(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,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。行業(yè)現(xiàn)狀分布式發(fā)電情況“碳達峰、碳中和”目標驅(qū)動新能源和分布式電源高速發(fā)展。從光伏發(fā)電領域來看，我國分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量逐年增長，增速加快。據(jù)統(tǒng)計，2021年我國分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量為105GW，同比增長356%。從風電領域來看，據(jù)國家電網(wǎng)數(shù)據(jù)，2030年國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)下的分布式電源裝機將達到290GW，占總裝機量10%左右，其中:分布式光伏裝機達到260GW、分散式風電裝機量達到30GW。01電力需求側(cè)從區(qū)域電力輸送來看，據(jù)中電聯(lián)數(shù)據(jù)，我國跨省及跨區(qū)輸送電量持續(xù)提升。2021年我國跨省輸送電量為60萬億千瓦時，跨區(qū)輸送電量為0.69萬億千瓦時。從電力交易市場來看，2022年我國電力交易市場飛速發(fā)展。據(jù)中電聯(lián)數(shù)據(jù)，2021年我國電力市場交易電量累計為37787億千瓦時，同比增長134%。2022年1月電力市場交易電量累計為4970.8億千瓦時，同比增長980%，實現(xiàn)飛速增長。02行業(yè)痛點13問題及解決方案14問題及解決方案統(tǒng)籌推進電力中長期交易、現(xiàn)貨市場和輔助服務市場建設:做好各交易品種之間的銜接；全面深化電力輔助服務市場，完善跨省跨區(qū)輔助服務交易機制，推動建立電力用戶參與輔助服務的費用分擔共享機制。加強能源市場秩序監(jiān)管。指導建立市場自律監(jiān)督工作機制，督促市場運營機構做好市場監(jiān)控和風險防控，建立健全在線監(jiān)測系統(tǒng)。盡快啟動虛擬電廠頂層設計:建議由國家層面出臺虛擬電廠指導性文件，明確虛擬電廠定義、范圍；積極培育“聚合商”市場主體；建立虛擬電廠標準體系；可以明確能源主管部門牽頭建設虛擬電廠。建設虛擬電廠基礎設施與系統(tǒng)平臺:政府部門統(tǒng)籌規(guī)劃，可以充分引入華為、阿里、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)技術優(yōu)勢，建設虛擬電廠的基礎設施與系統(tǒng)平臺，為廣大用能企業(yè)提供智慧能源服務。四是加快完善激勵政策和市場化交易機制。豐富虛擬電廠激勵資金，來源可包括尖峰電價中增收資金、超發(fā)電量結(jié)余資金、現(xiàn)貨市場電力平衡資金等。加快完善虛擬電廠與現(xiàn)貨市場、輔助服務市場、容量市場的銜接機制。01問題及解決方案統(tǒng)籌推進電力中長期交易、現(xiàn)貨市場和輔助服務市場建設做好各交易品種之間的銜接；全面深化電力輔助服務市場，完善跨省跨區(qū)輔助服務交易機制，推動建立電力用戶參與輔助服務的費用分擔共享機制。加強能源市場秩序監(jiān)管。指導建立市場自律監(jiān)督工作機制，督促市場運營機構做好市場監(jiān)控和風險防控，建立健全在線監(jiān)測系統(tǒng)。盡快啟動虛擬電廠頂層設計建議由國家層面出臺虛擬電廠指導性文件，明確虛擬電廠定義、范圍；積極培育“聚合商”市場主體；建立虛擬電廠標準體系；可以明確能源主管部門牽頭建設虛擬電廠。建設虛擬電廠基礎設施與系統(tǒng)平臺政府部門統(tǒng)籌規(guī)劃，可以充分引入華為、阿里、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)技術優(yōu)勢，建設虛擬電廠的基礎設施與系統(tǒng)平臺，為廣大用能企業(yè)提供智慧能源服務。四是加快完善激勵政策和市場化交易機制。豐富虛擬電廠激勵資金，來源可包括尖峰電價中增收資金、超發(fā)電量結(jié)余資金、現(xiàn)貨市場電力平衡資金等。加快完善虛擬電廠與現(xiàn)貨市場、輔助服務市場、容量市場的銜接機制。行業(yè)發(fā)展趨勢前景15發(fā)展趨勢前景描述利用虛擬電廠的聚合功能，形成規(guī)模化“削峰填谷”響應:虛擬電廠是儲能云網(wǎng)平臺的重要應用之一，微網(wǎng)可以看作是虛擬電廠的職能單元?？偟膩碚f，虛擬電廠的關鍵技術包括協(xié)調(diào)控制技術、交易運營技術、智能計量技術、信息通信技術。儲能云網(wǎng)平臺實現(xiàn)儲能及新能源電站的多方參與、聯(lián)合生產(chǎn)以及統(tǒng)一調(diào)度，達到資源最優(yōu)調(diào)配。例如，可通過建立省級-區(qū)域-站級的3層調(diào)控模型，實現(xiàn)平臺電網(wǎng)、投資商、供應商、用戶等產(chǎn)業(yè)鏈各方效益最優(yōu)化。通過儲能云網(wǎng)平臺將分布式儲能資源或零散分布、不可控的負荷資源轉(zhuǎn)化為隨需應變的“虛擬電廠”資源，利用虛擬電廠的聚合功能，形成規(guī)模化“削峰填谷”響應，實現(xiàn)儲能資源的最大化利用。區(qū)塊鏈技術:利用區(qū)塊鏈技術的安全可信、公開透明以及分布式多中心的特點，可構建防偽溯源、數(shù)據(jù)共享、跨境交易的配電物聯(lián)網(wǎng)信用生態(tài)體系。在虛擬電廠領域，區(qū)塊鏈有廣闊的應用前景。從虛擬電廠的構建和運營來看:1）源端，區(qū)塊鏈可對設備進行唯一性認證并進行出力核查。2）網(wǎng)端，可構建去中心化云平臺，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)信息“可信、可管、可控、可知”的傳輸，結(jié)合用戶側(cè)需求響應與發(fā)電側(cè)出力信息進行智能調(diào)度，提升供需兩端匹配效率。同時可利用賬本技術，采用可信交易積分等手段完善信用體系，提高交易效率。3）荷端，可對負荷進行唯一性認證，鼓勵負荷端節(jié)能減排或參與電力市場交易。行業(yè)發(fā)展趨勢前景機遇與挑戰(zhàn)16競爭格局17競爭格局目前我國江蘇、浙江、上海、冀北等地均開展了虛擬電廠的實踐，其中江蘇主要參與的是需求側(cè)響應市場，上海主要以聚合商業(yè)樓宇空調(diào)資源為主開展虛擬電廠試點，冀北主要參與華北輔助服務市場為主，從已開展的項目來看，目前已建的虛擬電廠平臺水平參差不齊，沒有統(tǒng)一的標準和接口，主要還是分散的不同市場主體自建虛擬電廠為主。具體從參與企業(yè)來看，國內(nèi)虛擬電廠運營商包括負荷聚合商與技術服務商兩類。1）負荷聚合商，重點聚焦需求側(cè)資源，通過預測需求側(cè)的電力預測曲線，參與虛擬電廠項目，獲得分成，如恒實科技。2）技術服務商，重點聚焦虛擬電廠軟件平臺建設，為電網(wǎng)公司構建信息化服務平臺，如國電南瑞、國網(wǎng)信通等。競爭格局目前我國江蘇、浙江、上海、冀北等地均開展了虛擬電廠的實踐，其中江蘇主要參與的是需求側(cè)響應市場，上海主要以聚合商業(yè)樓宇空調(diào)資源為主開展虛擬電廠試點，冀北主要參與華北輔助服務市場為主，從已開展的項目來看，目前已建的虛擬電廠平臺水平參差不齊，沒有統(tǒng)一的標準和接口，主要還是分散的不同市場主體自建虛擬電廠為主。具體從參與企業(yè)來看，國內(nèi)虛擬電廠運營商包括負荷聚合商與技術服務商兩類。1）負荷聚合商，重點聚焦需求側(cè)資源，通過預測需求側(cè)的電力預測曲線，參與虛擬電廠項目，獲得分成，如恒實科技。2）技術服務商，重點聚焦虛擬電廠軟件平臺建設，為電網(wǎng)公司構建信息化服務平臺，如國電南瑞、國網(wǎng)信通等。代表企業(yè)