20230802_华福证券_公用事业行业虚拟电厂专题报告：虚拟电厂蓄势待发源网荷储联动是新型电力系统必然选择_40页.pdf

虚拟电厂蓄势待发，源网荷储联动 是新型电力系统必然选择华福证券低碳研究 虚拟电厂专题报告|2023 08 02 S0210523030001 -2023 13.7 8000 1 2025 330-550 675/3%-5%2025/330/550 108 111 2025 21ZFUwPnQsRpOtNpMqNtMnM8OcM9PtRnNpNnOeRpPwOeRnNmQ9PoOyQxNmPzRMYpOwP 虚拟电厂是什么 为什么需要虚拟电厂 虚拟电厂如何创造收益 虚拟电厂市场规模测算 相关标的 风险提示目录3 1997 4 virtual power plant VPP-+SCADA 5 C 6 资源 分类 代表资源 向上调节能力（填谷）向下调节能力（削峰）可调节负荷工业连续性工业 较弱，受生产计划限制非连续性工业 较强，受生产计划限制建筑公共、商用、居民建筑中的空调资源弱 有一定调节能力交通 新 能 源 汽车/充电桩 中等，受用户行为限制储能机械储能 抽水蓄能、飞轮储能强 强化学储能 铅酸电池、钠硫电池电磁储能 超级电容、超导储能相变储能分布式电源小型燃机、小型光伏和小型风电、水电、生物质、燃料电池新能源几乎无调节能力 +7 D2D 虚拟电厂是什么 为什么需要虚拟电厂 虚拟电厂如何创造收益 虚拟电厂市场规模测算 相关标的 风险提示目录8 2023H1 389.21GW 470.67GW 31.76%2023 H1 22.99GW 22 12.94GW+77.67%78.42GW 22 30.88GW+153.95%2022 2022 51.11GW 58.48%23H1 198.23GW 9 Wind 2018-2023H1 2018-2023Q1 CAISO CAISO CAISO 2222.5%2023 15%4 29-5 1 10-15 10 CAISO 4 29-5 3/MWh 2013 73%2022 66%2013 25%2022 33%1 2 3 2023 13.7 8000 1 11 2013-2022%2022 Wind 2023H1 214.86+40.63%2023H1+44.13%1 2 3 12 Wind 2016-2023H1 2016-2023H1 2023 6-2030 5%13 3%-5%2022 2025 3%5%5%7 11 14 时间 政策文件 部门 主要内容2021关于推 进电力 源网荷 储一体化和 多能互 补发展 的指导意见 发改委、能源局充分发挥 负荷侧 的调节 能力。依托“云大物 移智链”等技 术，进 一步加强源网 荷储多 向互动，通过 虚拟 电厂等一 体化聚 合模式，参与 电力中长期、辅助服 务、现 货等市 场交 易，为系 统提供 调节支 撑能力。2021关于加 快推动 新型储 能发展的指 导意见 发改委、能源局积极支持 用户侧 储能多 元化发 展。鼓励围绕 分布式 新能源、微电 网、大 数 据中心、5G 基站、充 电设施、工业 园区等 其他终 端用户，结合 体制机制综 合创新，探索 智慧能 源、虚拟电厂 等多种 商业模 式。2021 能 源领域5G 应用实施方案发改委、能源局等四部 门依托5G 网络实现电、气、冷、热 多种能 源灵活 接入，重点开 展生产 控制、分布式 能源管 理、虚 拟电厂、智能 巡检与 运维等 典型业 务场景 5G 深度 应用，支 撑 构建 灵 活互 动、开 放共 享的 综合 能 源创 新 服务 体 系。2021电力系 统辅助 服务管 理办法（征 求意见 稿）能源局有偿电力 辅助服 务可通 过固定 补偿 或市场化 方式提 供，鼓 励采用 竞争方式确定 承担电 力辅助 服务的 并网 主体。积 极推进 新型储 能、用 户可调节负荷、聚合 商、虚 拟电厂 等资 源参与电 力辅助 服务。2022“十 四五”现代 能 源体系规划发改 委、能源局开展工业 可调节 负荷、楼宇空 调负 荷、大数 据中心 负荷、用户侧 储能、新能 源汽 车与 电 网（V2G）能 量互 动等 各类 资源 聚 合的 虚 拟电 厂 示范。力争到 2025 年，电力需求 侧响应 能力达到 最大负 荷的 3%5%，其中 华 东、华 中、南 方等地 区达到 最大负 荷的5%左右。20222022 年 能 源工作指导意见能源局提升能源 需求侧 响应能 力。健 全分 时电价、峰谷电 价，支 持用户 侧储能多元化 发展，充分挖 掘需求 侧潜 力，引导 电力用 户参与 虚拟电 厂、移峰填谷、需求 响应。20222022 年 能 源监管工作要点能源局深化电力 市场机 制建设，建立 用户 参与的辅 助服务 分担共 享机制，全面推动高 载能工 业负荷、工商 业可 调节负荷、新型 储能、电动汽 车充电网络、虚拟电 厂等参 与提供 辅助 服务。2022关于完 善能源 绿色低 碳转型 体制 机制 和 政策 措 施的意见发改 委、能源局完善电力 需求响 应机制。拓宽 电力 需求响应 实施范 围，通 过多种 方式挖掘各类 需求侧 资源并 组织其 参与 需求响应，支持 用户侧 储能、电动汽车 充电 设施、分布 式 发电 等 用户 侧可 调节 资源，以及 负 荷聚 合 商、虚拟电厂 运营商、综合 能源服 务商 等参与电 力市场 交易和 系统运 行调节。2022关于进 一步推 进电能 替代的指导 意见 发改委、能源局、等十 部门推进“电 能替代+综合 能源服 务”模式，鼓 励电动 车V2G、大数据中 心、5G 数 据 通讯基站等 利用虚 拟电厂 参与系 统互动。2023电力需 求侧管 理办法（修订版）（征求意 见稿）发改委逐 步 形成占 年度最 大用电 负荷3%左右的需 求侧机 动调峰 能力，保障非严重缺电 情况下 的电力 供需平 衡。2023中央全面 深化改 革委员 会第二次会 议深改委要健全适 应新型 电力系 统的体 制机 制，推动 加强电 力技术 创新、市场机制创新、商业 模式创 新。虚拟电厂是什么 为什么需要虚拟电厂 虚拟电厂如何创造收益 虚拟电厂市场规模测算 相关标的 风险提示目录15/2022 9 7 8 277 609 1.63 5/16 阶段 邀约 型阶 段 市场型阶 段 跨空间自 主调度 型阶段特点在没有电 力市场 的情况 下，由政府部 门或调 度机构 牵头组织，各个聚 合商参 与，共同完成 邀约、响应和 激励流程。虚拟电厂 聚合商 以类似于实体 电厂的 模式，参与电力 市场获 得收益。同时 也会存 在邀约型模式，其邀 约发出的主体 是系统 运行机构。随着虚拟 电厂聚 合的资 源种类越来 越多、数量越 来越大、空 间越来 越广，此时可称之 为“虚 拟电力 系统”，其 中既包 含可调 负荷、储能 和分布 式电源 等基础资源，也包 含由这 些基础 资源 整合 而 成的 微 网、局域能源 互联网。获利渠道 需求侧响 应电能 量现 货市 场、辅助服务市 场和容 量市场电能量现 货市场、辅助 服务市场和 容量市 场等代表项目江苏、上 海、广 东等地 开展的需求 侧响应国网冀北 虚拟电 厂 德国Next Kraftwerke时间 省份 文件 补偿标准2022/10 江苏江苏省电 力需求 响应实施细则（修订征 求意见稿）对通过需 求响应 临时性 减少（错避 峰）的负 荷按照其响应 调控时 间和响 应速度 执行 可中断负 荷电价，响应速 度系数 取值为0.8-3，调控 时长对 应电 价 标准为10-15 元/kW；对通 过需求 响应临 时性增加（填谷）负荷，约定响 应谷 时段可再 生能源消纳补 贴为5 元/千瓦，平 时段 补 贴为8 元/千瓦。2022/6 山东2022 年 全 省 电力可中断负荷需求 响应工 作方案紧急型需 求响应 按响应 速度分 三档，容量补 偿每响应1 千瓦负荷 不超过2/3/4 元/千瓦.月，电量补偿根据实 际响应 量和现 货市场 价格 计算。2022/4 广东广东省市 场化需 求响应实施细则（试行）日 前 邀约申 报价格 上限为3500 元/MWh，申报可响 应 容量下 限0.3MW；可中 断负荷 申报价 格上限为5000 元/MWh，申 报可 响 应容 量 下限 为0.3MW。2021/6 浙江关 于 开展2021 年 度电力需求响应 工作的 通知日 前 削峰电 量补贴4 元/千瓦时 封顶，日内削 峰电量 补 贴固定4 元/千瓦 时，容 量 补贴0.1-1 元/千瓦.月；填谷容 量补贴5 元/千瓦.日。2019H1 1.47%2.5%3%2021 12/2023H1 80%17 2023H1 2017 2022 6 20 96 2022 2-2023 1 1 10-13 17-20 46%45%4 18 2022 2-2023 1 2019 12 11 358MW 204MW VPP 4G 5G/2022 11 4800 3701 673.70 182/19 2022 4 10751MW 1532MW 20 V2G 虚拟电厂是什么 为什么需要虚拟电厂 虚拟电厂如何创造收益 虚拟电厂市场规模测算 相关标的 风险提示目录21 2025 330-550=*1 2025 16.3 2 2025 3%5%2025 3%5%3 5%4000 500-600 5%550 675/2025/330 550 22 5%vs 2025 保守情况 乐观情况全 社 会最 大 用电 负 荷（GW）1630 1630需求侧响 应能力 占比 3%5%需 求 侧响应 单位投 资（元/千瓦)675 675需求侧响 应总投 资（亿 元）330 550 2025 1 2025 9.5 2 0.65/3 2.5%2025 3.5%4 10%5 20%-80%50%2025 108 23 2025 虚拟电厂 运营商 分成比 例20%30%40%50%60%70%80%全社会用 电量（亿千瓦 时）95000 95000 95000 95000 95000 95000 95000平 均 用电价 格（元/千瓦 时）0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65辅助服务 费用占 电费比 重 3.5%3.5%3.5%3.5%3.5%3.5%3.5%辅助 服务 费用（亿元）2161 2161 2161 2161 2161 2161 2161虚拟电厂 占比 10%10%10%10%10%10%10%虚拟电厂 收益规 模（亿 元）216 216 216 216 216 216 216虚拟电厂 运营商 收益规 模（亿 元）43 65 86 108 130 151 173 2025 1 2025 9.5 2 10%3 4 2h 0.7/4 20%5 20%-80%50%2025 111 50%2025 24 2025 虚拟电厂 运营商 分成比 例20%30%40%50%60%70%80%全社会用 电量（亿千瓦 时）95000 95000 95000 95000 95000 95000 95000现货交易 占比 10%10%10%10%10%10%10%单 日 可套利 时段（h）4 4 4 4 4 4 4 平 均 峰谷价 差（元/千瓦 时）0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7虚拟电厂 占比 20%20%20%20%20%20%20%虚拟电厂 收益规 模（亿 元）222 222 222 222 222 222 222虚拟电厂 运营商 收益规 模（亿 元）44 67 89 111 133 155 177 虚拟电厂是什么 为什么需要虚拟电厂 虚拟电厂如何创造收益 虚拟电厂市场规模测算 相关标的 风险提示目录25 1 2 3 26-2007-2022 1 2 2022 3 2021 8 33 1333MW 27 2022 +2.0 2.0 2022 2.0 6 23H2 9 28 2018 2021-2022-2022 5+30 150 30 29项目名称 使用募集 资金数（万元）投资总额（万元）项目周期（年）FIRR（%）静态投资 回收期（年）能源聚合 商运营 管控平 台 8,153.70 8,953.70 3 年 23.70%4.97 年虚拟电厂 交易运 营平台 10,683.10 11,483.10 3 年 19.97%5.09 年碳排 放大 数据 管 理运 营 平台 6,993.62 7,393.62 3 年 22.01%5.13 年补充流动 资金及 偿还银 行贷款 41,277.58 41,277.58合计 67,108.00 69,108.00 2003 2016 1.4 EMS EMS 2.0 EMS3.0 EMS2.0 EMS 3.0 2023 7 8 EMS3.0 30 EPCOS EPCOS E P C O S EPCOS 2022 30%100MWh 2023 4 100MWh 2023 2024 50MWh 2024 100MWh 31 2022 726MW 2022 121MW GW 8.8 6.16 7.23 166.26MW 9,093.09 4,111.26 2022 951 EPC 32 Wind 2018-2022(MW)2018-2022 2018-2022 1994 8 18-22 CAGR 13.24%22 104MW 23-25 2GW CAGR 168%33 MW 2010 2018-2022 545.9MW 1359.7MW CAGR 25.63%2023 5 300 1.49GW 500MW 2023 2GW 34 Wind 2018-2023M5(MW)2018-2022&B2B2C+1 B 25 2 C 4 1 2023H1 90 800 2 1 1.2GW 2023H1 2.3 75MW 820 35 虚拟电厂是什么 为什么需要虚拟电厂 虚拟电厂如何创造收益 虚拟电厂市场规模测算 相关标的 风险提示目录36 37 38 612 A 300 500 6 20%6 10%20%6-10%10%6-20%-10%6-20%6 5%6-5%5%6-5%39 1436 MT 20 200120