报告行业投资评级 * 报告未明确给出统一的行业投资评级，但通过分析虚拟电厂的发展潜力、政策支持及市场空间，整体传递出对行业前景的积极看法 [22][23][104] 报告核心观点 * 发展虚拟电厂是构建以新能源为主体的新型电力系统、应对高比例可再生能源并网挑战的关键解决方案 [9][13][14] * 虚拟电厂通过聚合和优化分布式能源、储能、可调负荷等资源，能够为电网提供灵活的调节能力，填补巨大的可调节资源缺口 [21][30][65] * 到2030年，中国虚拟电厂总运营资产潜力预计将超过目前五大发电集团的规模，市场空间巨大 [22][23] * 虚拟电厂将成为新能源发展的最佳伙伴，特别是在分布式光伏进入电力市场、面临收益不确定性的背景下，虚拟电厂可通过协同运营帮助其对抗风险、保障收益 [100][104] 为什么要发展虚拟电厂 * 能源转型驱动：中国碳中和路径要求能源生产清洁化、能源消费电气化，电力系统需构建以新能源为主体的新型体系 [9][10] * 电源结构剧变：预计到2060年，清洁能源装机占比将达93.5%，火电占比将降至26.2% [11] * 系统平衡挑战：为实现碳中和，发电侧需新增超过50亿千瓦新能源装机，大量煤电机组退出导致“源随荷动”模式难以为继，发电侧波动性巨大 [12] * 电网安全压力：高比例可再生能源并网对电网稳定性构成巨大压力，例如，对于一个风电装机超5吉瓦的系统，1米/秒的风速变化可能导致超过500兆瓦的发电功率波动 [15][16] * 灵活性资源缺口：新型电力系统调节需求剧增，但传统调节资源占比减少、成本增高，存在巨大调节资源缺口 [21] * 负荷侧资源潜力：储能、电动汽车、分布式能源等负荷侧“沉睡资源”已具备开发条件，亟待通过虚拟电厂拓展资源边界 [21] * 虚拟电厂优势：相较于传统电网调节手段，虚拟电厂具备轻资产、经济性好、建设周期短、可调节性强等竞争优势 [19] * 政策持续加码：自2015年起，从国家到地方层面出台了一系列支持虚拟电厂参与电力市场和需求响应的政策文件，行业政策环境日益完善 [25] 虚拟电厂国内外应用案例 * 基本概念：虚拟电厂是聚合用户侧分布式储能、电动汽车、工业可调负荷等多种资源的新型市场主体，对内实现多能协同，对外参与电力系统调控和市场运行 [30][31] * 调控架构：虚拟电厂连接电网调度与可调资源，通过资源整合优化和控制，实现削峰填谷、调频、调峰等功能，其响应特性与真实电厂一致 [32][33] * 全球发展历程：概念于1997年提出，在欧美国家已进入实践阶段，中国自2016年起在江苏、上海、华北、山西等地开展了试点和实际运营 [40] * 欧洲模式：侧重于聚合发电侧资源（如分布式电源、储能），主要目标是参与电力市场交易、避免负电价损失、获取辅助服务收益，代表企业Next Kraftwerke运营超13930个分布式能源单元，接入装机容量达10613兆瓦 [42][45] * 美国模式：源于需求侧响应，聚焦于整合用电负荷侧资源（如家用光伏、储能），以填补电力供应缺口并获取补偿，2021年美国家用光伏装机容量已达22.5吉瓦 [50][52] * 特斯拉案例：与公用事业公司合作，基于Autobidder平台聚合负荷侧资源，提供电网支撑、峰谷调节及电力市场交易等功能 [53] * 国内典型企业（国家电投/兆瓦云）： * 作为国内虚拟电厂领域的先锋企业，具备设计、建设、运营全链条解决方案 [56] * 实际运营覆盖14个省级区域，签约用户超1000户，签约容量达10吉瓦 [56][59] * 已成功运营山西、华北、西北、浙江等多个虚拟电厂项目，其中山西项目并网容量3621.23兆瓦，西北项目并网容量2984.637兆瓦 [58] 关键技术和典型案例 * 资源建模：需对分布式光伏、风电、储能、电动汽车、工业负荷等异构资源建立参数化解析模型，提取其调节能力、速率、精度、持续时间等核心外特性参数，以支撑电网调用 [62][64] * 动态聚合：由于资源种类多、行为复杂、时域差异大，需建立统一的动态描述方法，并实现面向调频、调峰等多业务场景的实时指令分解 [65] * 协同控制：提出“边侧自治-云边协同”的技术体系，通过分布式协同互动调度与运行控制，实现快速指令响应（通信时延<120ms，就地响应时延<160ms） [67][68] * 山西案例（兆瓦云）：作为山西唯一非本省负荷聚合商，已接入电网参与辅助服务，并为山西电网开发了全国首套虚拟电厂调节能力测试平台，同时正探索以虚拟电厂主体身份直接参与电力现货交易 [72] * 西北案例（兆瓦云）：获得宁夏首批虚拟电厂聚合商资质，采用“运营代驾+深度服务”模式，例如代驾青铜峡铝厂参与辅助服务，并通过为其建设“源网荷储”综合能源管控系统优化用电成本 [74][75] * 京能集团案例：帮助京能集团搭建集团级虚拟电厂平台，已接入100余户用户，并网容量达1626.15兆瓦，并参与多个区域市场 [80] * 蒙西大用户案例：通过结合电力现货市场价格，优化用户生产计划与检修安排，成功帮助用户控制电价上涨风险，预计可节约度电成本最高0.12元 [83][84] 思考和展望 * 双重视角：虚拟电厂对新能源发展具有双重作用，一方面“北向”服务大电网，参与交易和调度；另一方面“南向”服务配电网内的分布式资产，保障其投资收益 [87][89][90] * 政策拐点：《全额保障性收购可再生能源电量监管办法》于2024年4月执行后，分布式光伏的电量消纳和电价均不再有绝对保障，必须通过市场交易决定，这给其发展带来不确定性 [92][94][97] * 发展困境与机遇：分布式新能源面临并网难和投资模型不确定的困境，但这也是其转型升级的机遇，进入电力市场已是大势所趋 [95][97][99] * 虚拟电厂的解决方案：虚拟电厂可将分布式光伏与工商业储能、可调负荷联合优化运营，形成自平衡单元，以对抗电力市场风险、保障收益，并可能帮助项目穿越电网承载力“红黄区”，创造更多投资机会 [100][101] * 未来角色：虚拟电厂将成为新能源发展最好的伙伴，助力行业开拓崭新格局 [104]