20230804_安信证券_电力及公用事业行业深度分析：虚拟电厂行业系列报告_30页.pdf

行 业深度分 析/电力及 公用事 业 2023 年 08 月 04 日 电力及 公用事业 行 业 深度 分 析 助 力 新 型 电 力 系 统 调 度 用 户 侧 灵 活 资 源，虚 拟电厂 商业模 式兑现 在即 虚 拟 电 厂 行业 系 列 报 告（1）证券研究报告 投 资评 级 领先大市-A 维持评级 首 选股票 目 标价（元）评级 行业表现 资料来源：Wind 资讯 升幅%1M 3M 12M 相 对收益-2.7 3.7 4.7 绝 对收益 0.1 3.1 3.2 温 晨阳 分 析师 SAC 执 业证 书编 号：S1450523070006 周喆 分 析师 SAC 执 业证 书编 号：S1450521060003 邵 琳琳 分 析师 SAC 执 业证 书编 号：S1450513080002 相关报告 2023 年上半年全国储能新增装机 17.72GWh，装机规模持续快速增长 2023-08-02 2023 上半年全国电力辅助服 务 市 场规 模 增长，市 场 主体多元化发展 2023-08-02 电 力 市 场 对可 灵 活 调度电 力 资 源 需求 增 长，虚拟 电 厂 作 为重 要的 分布 式资源 聚合、调度 手段，价值 彰显。（1）中长期看，国内新能源出力占比提升，负荷峰谷差持续扩大；短期看，厄尔尼诺带来的高温天气 或将在未来两年推升国内用电负荷峰值，国内电力市场供需紧平衡。（2）虚拟电厂是整合、调控分布式电力资源的重要载体，一方面聚合源荷储等多类资源，解决分布式电力资源因规模较小难以统一调度的资质问题，有效提升可灵活调度电力资源规模；另一方面可同时作为正、负 电厂，参与需求侧响应、辅助服务、电力现货市场交易，推进国内多层级电力市场化建设。（3）国内电力市场将持续处于供需紧平衡状态，可灵活调度的电力资源市场需求将迎高速发展窗口，虚拟电厂建设价值彰显。虚 拟 电 厂 产业 参 与 各方可 通 过 输 出系 统 化 平台技 术 服 务，参 与需 求侧 响应、辅助 服务、电力 现货市 场交 易 等商 业模 式 获利。（1）虚拟电厂产业链可大致拆解为上游电力资源、中游虚拟电厂系统化平台、下游电力调度需求方与响应方。（2）商业模式方面，虚拟电厂搭建方通过销售系统化虚拟电厂技术服务创收，国内相关业务尚处于起步阶段；虚拟电厂运营方及其所聚合的电力资源，则主要通过响应电网侧调度中心的多品种响应需求，并与交易中心结算响应补偿，目前国内不同地区已就需求侧响应、辅助服务、电力现货市场交易等商业模式运行机制做出政策指引。（3）市场规模预期方面，参考国家电网测算思路，以接入 200 万千瓦 电 力 资 源 的 虚 拟 电 厂 的 建 设 投 资 与 运 营 数 据 为 例。假设2025 年国内可灵活调 度的电力资源建设 目标 如期完成，结合参考已有案例，推算虚拟电厂建设投资的单位成本以及运营中的单位收益，我们预期 2025 年国内虚拟电厂建设市场规模累计约 200 亿元，全年运营市场规模约 50 亿元。国 内 虚 拟 电厂 行 业 仍处起 步 阶 段，未 来 相 关政策 背 书 有 望推 动市 场规 模快速 扩容。（1）梳理国内已落地及规划中的虚拟电厂项目，存在层级差异显著、聚合资源类型单一、相关方背景多元等特征，行业发展仍处于起步阶段。（2）一方面，虚拟电厂本身参与电网调度的资质认可是其长远发展的基本；另一方面，电 力市场体系的完善，能够在助力虚拟电厂主要商业模式跑通。-14%-4%6%16%26%36%2022-08 2022-12 2023-04 2023-08电 力 及公 用事 业 沪深300行 业深度分 析/电力及 公用事 业（3）未来国内政策层面对虚拟电厂合法参与电力资源调度资质的鼓励与认可、建设分级或全国统一电力市场体系的推进，构成催化国内虚拟电厂市场规模快速增长的关键动力。投 资建 议：建议关注分 布式资源运营经验丰富的【南网能源】、【芯能科技】；建议关 注虚拟电厂策略布局明 确的【国能日 新】；建议关注电力计量表计 领先企业，具备电力调 度系统建设经验的【东 方 电 子】；建 议 关 注 具 备 国 内 领 先 虚 拟 电 厂 建 设 运 营 经 验 的【恒实科技】；建议关注智能配网终端供应商【国电南瑞】、【威胜信息】、【炬华科技】、【众智科技】。风险提示：政 策进 度 不及 预 期 的风 险，虚 拟 电厂 项 目 建设 不 及预期的风险，假设条件变化影响测算结果的风险。0YDWvMtOsRqRrPnOqNoRmN8OaO9PpNnNnPsRkPnNwOiNoOrO7NmNmRMYnPtNuOpOoR行 业深度分 析/电力及 公用事 业 内容目录 1.有 效协 调电 网供 需，虚 拟电厂 调控 实力“不 虚”.5 1.1.虚拟 电厂 是整 合、调 控分布 式电 力资 源的 重要 载体.5 1.2.新能 源出 力占 比提 升，冲击 电网 有序 供需 格局 是虚拟 电厂 发展 的重 要契 机.5 1.3.虚拟 电厂 聚合 源荷 储 多类资 源响 应调 度，调控 实力“不虚”.6 2.虚 拟电 厂产 业链、内 部 结构与 商业 模式 拆解.7 2.1.虚拟 电厂 产业 链可 大 致拆解 为上 游电 力资 源、中游虚 拟电 厂 系 统化 平台、下游 电力调度 需求 方与 响应 方.7 2.2.虚拟 电厂 典型 内部 结 构拆解 南方 区域 虚拟 电厂为 例.8 2.3.虚拟 电厂 典型 商业 模 式分析.8 2.3.1.技 术服 务供 应商 对 外输出 系统 化的 虚拟 电厂 搭建技 术服 务.9 2.3.2.运 营方 与用 户参 与 电力市 场交 易获 利：需求 侧响应.10 2.3.3.运 营方 与用 户参 与 电力市 场交 易获 利：辅助 服务.12 2.3.4.运 营方 与用 户参 与 电力市 场交 易获 利：电力 现货市 场.13 2.4.预期2025 年国 内虚 拟电厂 建设 市场 规模 累计 约200 亿元，全 年运 营市 场规模 约50 亿元.14 3.国 内可 灵活 调度 电力 资 源需求 增长，虚 拟电 厂价 值彰显.16 3.1.虚拟 电厂 可作 为正、负出力 电厂，配 合电 力系 统灵活 调度 指令.16 3.2.以高 效运 营调 控为 目 标，数 字化 技术 为建 设虚 拟电厂 的核 心.16 3.3.国内 长期 电力 系统 发 展+短 期高 温催 化，可灵 活 调度电 力资 源或 迎高 速发 展窗口期，虚 拟电 厂价 值凸 显.18 4.国 内虚 拟电 厂行 业仍 处 起步阶 段，未来 相关 政策 背书有 望推 动市 场规 模快 速扩容.20 5.相 关标 的.22 5.1.东方 电子.22 5.2.恒实 科技.23 5.3.众智 科技.24 5.4.威胜 信息.25 5.5.炬华 科技.25 5.6.国能 日新.26 6.投 资建 议.28 7.风 险提 示.28 图表目录 图1.虚拟 电厂 结构 参考 图.5 图2.欧美 多国 为增 强电 力系统 灵活 响应 能力，推 进虚拟 电厂 建设 进程.5 图3.虚拟 电厂 聚合 多元 电力资 源构 成动 态可 行域.7 图4.虚拟 电厂 产业 链拆 解.7 图5.虚拟 电厂 典型 内部 结构拆 解 南 方区 域虚 拟电厂 为例.8 图6.虚拟 电厂 向内 承载 搭建方、运 营方，向 外对 接有序 用电 需求 方.9 图7.东方 电子 综合 能源 及虚拟 电厂 业务 仍处 于起 步发展 阶段.9 图8.典型 的需 求侧 响应 机制运 作模 式：2023 年 四川省 电力 需求 侧市 场化 响应实 施方 案.11 行 业深度分 析/电力及 公用事 业 图9.虚拟 电厂 参与 电力 市场需 求侧 响应 获利 商业 模式.12 图10.虚 拟电 厂参 与电 力 市场辅 助服 务获 利商 业模 式.13 图11.虚 拟电 厂参 与电 力 市场现 货交 易获 利商 业模 式.14 图12.2025 年 国内 最高 用 电负荷 将 达 14-16 亿千 瓦 左右.15 图13.预期 2025 年 国内 虚拟电 厂建 设市 场规 模累 计约200 亿 元，全年 运营 市场规 模 约 50亿元.16 图14.电 力系 统聚 合及 响 应的时 序要 求多 元.17 图15.宁 夏将 数字 化实 力 水平作 为虚 拟电 厂运 行技 术规范 的核 心.18 图16.山 西将 数字 化实 力 水平作 为虚 拟电 厂运 行技 术规范 的核 心.18 图17.国 内风 电光 伏发 电 量占 比 2025 年 预期 达 17%，相 较2022 年 提升 约 6pct.19 图18.2022 年 国内 负荷 峰 谷差 约 3.33 亿 千瓦，相 较 2017 年 增长 近50%.19 图19.历 史厄 尔尼 诺现 象 对全球 气候 的影 响持 续两 年左右.19 图20.东 方电 子 2022 年 实现营 业收 入54.60 亿元，同比 增长 约21.73%.22 图21.东 方电 子虚 拟电 厂 功能架 构.23 图22.恒 实科 技营 业收 入2017-2022 年均 复合 增长 率约 为 18.27%.23 图23.恒 实科 技虚 拟电 厂 架构案 例.24 图24.众 智科 技营 业收 入2019-2022 年均 复合 增长 率约 为 13.07%.24 图25.威 胜信 息营 业收 入2017-2022 年均 复合 增长 率约 为 15.07%.25 图26.炬 华科 技营 业收 入2017-2022 年均 复合 增长 率约 为 9.13%.26 图27.国 能日 新营 业收 入2017-2022 年均 复合 增长 率约 为 21.37%.26 图28.国 能日 新虚 拟电 厂 智慧运 营管 理系 统.27 表1：虚 拟电 厂聚 合源、荷、储 侧电 力资 源，特性 与关键 衡量 指标 不同.6 表2：接 入规 模达 200 万 千瓦的 虚拟 电厂 总投 资额 约5.56 亿元.14 表3：接 入规 模达 200 万 千瓦的 虚拟 电厂 年 化 收益 约1.26 亿元.15 表4：虚 拟电 厂所 聚合 的 不同资 源具 备不 同的 功能 特质.16 表5：虚 拟电 厂建 设运 营 需要一 系列 数字 化技 术禀 赋，实 现可 观、可测、可 调控.17 表6：国 内部 分虚 拟电 厂 项目建 设情 况梳 理.20 表7：国 内多 省市 发布 出 台相关 政策，鼓 励与 认可 虚拟电 厂合 法参 与电 力 资 源调度 资质、建设分 级或 全国 统一 电力 市场体 系.21 表8：国 能日 新定 向增 发 募集资 金使 用规 划.27 行 业深度分 析/电力及 公用事 业 1.有效协 调电网供需，虚拟 电厂调控实力“不 虚”1.1.虚 拟电 厂是整 合、调控分 布式 电力资 源的 重要载 体 虚拟电厂是整合、调控分 布式电力资源的重要 载体。虚 拟电 厂（Virtual Power Plant,VPP）是一种 先进 的分 布式 电力 资源管 理方 案，通 过数 据 化、信息 化等 手段，将分 散的电 源（例 如光伏、风电 等）、可控 负荷（例如 商业 楼宇、工 厂、空调、充电 桩等）、新 型储 能等资 源统 一调度，形成 一个 高效、灵 活、可 控的 电力 系统。另 一方面，虚 拟电 厂借 助通 信、算 法等 技 术手段学 习电 力市 场供 需动 态以及 价格 等电 力市 场信 号，稳 定电 源出 力、调节 负荷峰 谷、为 相关主体 盈利，控 制、调度 自身系 统内 部集 合的 可控 电力资 源。图1.虚拟电厂结构参考图 资料来源：36 氪研究 院,安信证 券 研究中心 1.2.新 能源 出力占 比提 升，冲 击电 网有序 供需 格局 是 虚拟 电厂发 展的 重要契 机 电力系统对可灵活电 力资 源需求增长 推动虚拟 电厂 建设。伴 随全 球节 能减 排 战略在 各国 陆续推进，大规 模分 布式 风电、光伏 为代 表的 新能 源并 网对全 球电 力系 统的 稳定 带来挑 战。随 着新型能 源结 构对 电力 系统 调度能 力要 求的 提升，可 灵活调 度电 力资 源需 求也 快速增 长。虚 拟电厂的 重要 价值 即为 将分 布式电 源、负荷、新 型储 能等灵 活性 资源 有效 聚合，通过 数字 化 手段实现 智能 调控，有机 响 应电网 的调 度需 求。梳 理 德国、美 国、澳 大利 亚等 国家虚 拟电 厂的发展历史，可见 电力 系统 对可灵 活调 度电 力资 源需 求增长，是 推动 虚拟 电厂 发展的 重要 动 力。图2.欧美多国为增强电力 系统 灵活响应能力，推进 虚拟 电厂建设进程 资料来源：国家 电网,安信 证券研 究中心 行 业深度分 析/电力及 公用事 业 1.3.虚 拟电 厂聚合 源荷 储多类 资源 响应调 度，调控实 力“不虚”虚拟电厂物理层面聚 合源、荷、储 侧多类电力资 源。为 灵活 地满 足电 网的 调 度需求，虚拟 电厂 需要 首先 在物 理层 面上聚 合一 系列 可调 控的 电力资 源，此类 资源 类型 可以是 非常 多元 的。基于国 内外 已落 地及 规划 中的虚 拟电 厂项 目，可 聚合 的电力 资源 可大 致分 为源、荷、储三 类，每一类 资源 的特 性及 衡量 其灵活 响应 度的 关键 指标 均不同。（1）电源侧，虚拟 电厂 聚合 的 资源类 型主 要为 分布 式风 光、分 布式水 电，风 光发 电 设备出 力间歇性 较强，水 电出 力则 具备较 强连 续性，衡 量电 源侧资 源灵 活响 应度 的关 键指标 包括：额定出力、出力 曲线，最小 开停机 时间 等。这 些电 力 设施不 直接 提供 大规 模电 力，但通 过智 能软件联 合调 度可 提供 匹配 传统发 电厂 的响 应能 力。（2）负荷侧，虚拟 电厂 聚合 的 资源包 括工 业园 区、商 业 楼宇、居 民负 荷等，其中 工业园 区负荷可实 现跨 时段 平移，商 业楼宇 和居 民负 荷则 即可 平移也 可中 断，衡量 负荷 侧资源 灵活 响 应度的关 键指 标包 括：可平 移容量&时 间、可中 断容 量&时间 等。（3）储能类，虚 拟电 厂 聚 合的 资源包 括分 布式 储能、新 能源汽 车等，基 于储 能设 备的灵 活充放电 性能，其 可平 移属 性显著，衡 量储 能类 资源 灵活响 应度 的关 键指 标包 括：充 放电 状态&效 率、可用 容量、响 应 时间等。表1：虚拟电厂聚合源、荷、储 侧电力资源，特性与 关键 衡量指标不同 资 源类型 分 布式资源 特性 关 键指标 源 分布式风光 间歇性 额定出力、预测及历史出力曲线 分布式水电 连续性 额定出力、爬坡上下限、最小开停机时间 荷 工业园区 可平移 可平移容量&时间、UPS 水平及备用容量 商业楼宇、居民负荷 可中断、可平移 可平移容量&时间、可中断容量&时间 储 分布式储能 可平移 充放电状态&效率、额定功率&容量、响应时间 新能源车 可平移 充放电状态&效率、可用容量、响应时间 通信基站 可平移 充放电状态&效率、可用容量、响应时间 资料来源：安信 证券研 究中心 整理 电力市场调控需求驱 动虚 拟电厂动作，虚 拟电厂动 态参与电力市场生态。虚 拟电厂 通过 聚合多元的 可灵 活调 度电 力资 源，构 成灵 活资 源动 态可 行域。该可 行域 的触 发来 自电力 市场 的 动态 调控 需求，而 市场 动态调 控需 求由 电力 系统 运行动 态、市场 运营 动态 等多维 度耦 合驱 动。虚拟电 厂聚 合分 布式 电力 资源并 网，改变 了电 力系 统的物 理拓 扑结 构，能够 间接调 整电 力 系统潮流 传输 路径；同 时，虚拟电 厂内 用户 参与 电力 市场的 机制 与决 策，直接 形成价 格等 交 易信号，构成 电力 市场 的重 要组成 部分。虚 拟电 厂的 数据与 通信 技术 将物 理和 市场运 行动 态 反馈至系 统运 营商，运 营方 与电网 确认 系调 控需 求，从而触 发虚 拟电 厂搭 建的 灵活资 源响 应 系统变化，通 过改 变 电 网潮 流满足 调控 需求，同 时参 与电力 市场 交易，进 而深 入影响 电力 市 场供需格 局。行 业深度分 析/电力及 公用事 业 图3.虚拟电厂聚合多元电 力资 源构成动态可行域 资料来源：安信 证券研 究中心 整理 2.虚拟电 厂产业链、内部结 构与商业模式拆解 2.1.虚 拟电 厂产业 链可 大致拆 解为 上游电 力资 源、中 游虚 拟电厂 系统 化平台、下游 电力 调度需 求方 与响应 方（1）上 游电 力资 源：虚 拟 电厂物 理层 面对 多元 分布 式电力 资源 的聚 合是 其实 现调度 功能、跑通商业 模式 的基 础，目前 国内虚 拟电 厂聚 合的 分布 式资源 主要 包括 电源、负 荷、储 能类 电 力设施，其 中电 源以 分布 式 风电光 伏、水 力发 电机 组 为代表；负荷 以工 业园 区、商 业楼 宇、居民负荷 为代 表；储能 以新 式储能、新 能源 车、充电 桩为代 表。（2）中 游虚 拟电 厂系 统化 平台：物理层 面完 成对 电 力资源 的聚 合之 后，虚 拟 电厂系 统搭 建方需要依 靠物 联网、云、大 数据等 数字 化技 术，在 数 据层面 完成 对多 种资 源的 有机组 织、聚 合管理、优化 调控，进 而实 现虚拟 电厂 的主 要价 值。虚拟电 厂系 统搭 建方 将数 字化技 术服 务 标准化，向产 业下 游输 出，构成虚 拟电 厂产 业链 的关 键环节。（3）下 游 电 力调 度需 求方 与响应 方：虚 拟电 厂通 过 对电网 调控 需求 响应，一 方面服 务电 网企业，另 一方 面作 为电 力市 场的参 与方 通过 与电 网的 交易获 益，并完 成交 易收 益在虚 拟电 厂 运营方与 具体 用户 之间 的再 分配。因此 虚拟 电厂 产业 链下游 环节 既包 括电 网企 业，也 包括 通 常担任运 营角 色的 电力 资源 聚合商（售 电公 司为 主）、具体用 户。图4.虚拟电厂产业链拆解 资料来源：千际 投行,安信 证券研 究中心 行 业深度分 析/电力及 公用事 业 2.2.虚 拟电 厂典型 内部 结构拆 解 南方 区域 虚拟电 厂为 例 以南方区域虚拟电厂 的结 构为例拆解典型虚拟 电厂 系统的内部结构。虚 拟 电 厂整体 可分 数据中心专 区和 网络 隔离 区，数据中 心集 资源 聚合、数 据服务、调 度控 制等 虚拟 电厂主 体功 能 于一体，网络 隔离 区则 处于 虚拟电 厂内 部网 络、外部 电网之 间，通过 防火 墙保 障虚拟 电厂 信 息传输安 全性 的同 时，配置 注册及 配置 中心，管 理下 属聚合 商身 份权 限，完成 资源监 视和 电 力市 场交 易标 的统 整等 工作。各分 区内 均通 过对 底层电 力资 源、聚合 商运 行数据 的搜 集整 合，借助数 字化 平台 生成 控制 指令，依靠 信息 专线 完成 数据和 控制 指令 的上 传下 达，同 时将 需求、申报、出清、结 算环 节的 数据对 外向 调度 中心、交 易中心 汇报。图5.虚拟电厂典型内部结 构拆 解 南方区域虚拟 电厂 为例 资料来源：东方 电子,安信 证券研 究中心整理 2.3.虚 拟电 厂典型 商业 模式分 析 虚拟电 厂基 于自 身聚 合的 电力资 源、系 统化 的数 字 化水平，完成 对源、荷、储等多 类资 源的灵活调 度，以及 对电 力系 统有序 用电 需求 的响 应。与此同 时，理顺 虚拟 电厂 完成该 角色 过 程中主要 的参 与方、参 与方 的动作 规范 以及 参与 方之 间的利 益分 配，是跑 通虚 拟电厂 商业 模式，进而促 进行 业快 速发 展的 重要一 环。本节 将首 先梳 理虚拟 电厂 商业 模式 中的 主要参 与方，及其扮演 的主 要角 色，其次 结合目 前国 内电 力市 场建 设的进 度与 未来 规划，尝 试拆解 厘清 主 要参与方 如何 通过 虚拟 电厂 参与电 力市 场交 易并 获利。虚拟电厂向内承载搭 建方、运营方，向外对接有序 用电需求方。从 功能 方面 看，虚 拟电 厂是响应电 网公 司有 序用 电需 求的系 统化 方案，因 此其 作为系 统化 平台 需要 承载 搭建方、运 营 方的同时，对 接有 序用 电需 求方等 主体。其 中，虚拟 电厂搭 建方 主要 负责 系统 化输出 虚拟 电 厂平台搭 建所 需的 技术 服务 解决方 案，国内 代表 搭建 方多为 在智 能配 用电、出 力预测 等业 务 领域有所 积淀 的企 业，例 如 恒实科 技、东 方电 子、国 能日新 等；虚 拟电 厂运 营 方负责 整合 电网需求和 资源 动态，制定 落 实相关 主体 的相 应任 务，目前构 成较 多元，包括 售 电公司、传统 负荷聚合 商、虚拟 电厂 搭建 方等；有序 用电 需求 通常 由电网 公司 发布，电 网侧 通常设 置调 度 及交易中 心统 一管 理需 求发 布及交 易落 实。行 业深度分 析/电力及 公用事 业 图6.虚拟电厂向内承载搭 建方、运营方，向外对接 有序 用电需求方 资料来源：安信 证券研 究中心 整理 2.3.1.技术服务供应商对外 输出 系统化的虚拟电厂搭 建技 术服务 虚拟电厂搭建方通过 销售 系统化虚拟电厂技术 服务 创收，国内相关业务尚处 于起步阶段。虚拟电厂 搭建 方对 外输 出系 统化平 台技 术解 决方 案，收取建 设费 和后 续运 维费 用，是 虚拟 电 厂搭建环 节最 直接 的商 业模 式。目 前国 内虚 拟电 厂市 场发展 仍处 于起 步阶 段，相关公 司的 虚 拟电厂业 务尚 未形 成规 模化 收益。以东 方电 子为 例，公司近 年先 后承 建南 方五 省、南 方电 网 虚拟电厂项目，典型案例“粤能投”虚拟电厂管理平 台项目，被授予中国电力 技术市场 2022 年综合 智慧 能源 优秀 示范 项目奖 牌，广州 明珠 工业 园项目 成为 国家“十 三五”科技 创新 成 就展中唯 一参 展的 综合 能源 国家重 点项 目，虚拟 电厂 业务走 在国 内市 场前 列。2022 年 公司 综合能源及 虚拟 电厂 业务 实 现 营业收 入1.68 亿元，同 比 下降 约 5%，仅 贡献 整体营 收的 3%，毛利率约 25%。图7.东方电子综合能源及 虚拟 电厂业务仍处于起步 发展 阶段 资料来源：东方 电子，安信证 券研 究中心 2022 年 1 月，国 家发 改委、国家 能源 局发 布关 于加 快建设 全国 统一 的电 力市 场体系 的指 导 意见，指 出要 加快 建设 全国 统一电 力市 场体 系，实现 电力资 源在 更大 范围 内共 享互济 和优 化 配行 业深度分 析/电力及 公用事 业 置，提升 电力 系统 稳定 性 和灵活 调节 能力，丰富 交 易品种，持续 推动 电力 中 长期、现 货、辅助服务 市场 建设。结 合国 内多省 及地 区的 电力 市场 机制与 交易 品种 的建 设进 度，本 节将 尝 试从需求 侧响 应、辅助 服务、电力 交易 三种 机制 入手，分析 虚拟 电厂 的商 业模 式。2.3.2.运营方与用户参与电 力市 场交易获利：需求侧 响应 需求侧 响应 指当 电力 市场 价格升 高、电力 系统 可靠 性因供 需异 常受 到威 胁时，电网 企业 以 邀约的形 式向 终端 用户 发出 降低负 荷的 指令，并 且通 过补偿 等手 段鼓 励用 户积 极响应，改 变 短期的用 电潮 汐特 征，达到 平抑电 价上 行、稳定 电网 的目标。我们参 考四 川省 经济 和信 息化厅 等四 部门 2023 年 4 月发布 的2023 年四 川省 电力需 求侧 市场化响 应实 施方 案（后 文 简称 方案），拆解 虚拟 电厂参 与需 求侧 响应 的商 业模式。方案：（1）明确 了参与 需求 侧响 应的相 关方 资质 和准 入条 件要求，例 如电 力用 户必 须为电 压等 级 大于 10KV 的 工商 业用 户，并且具 备智 能电 表与 数据 传输条 件；负荷 聚合 商必 须代理 电量 超 过10 亿 KWh，或不 超 过 10 亿KWh，但 履约 保函 达到800 万。（2）详细 规定 了四 川省 需 求侧响 应组 织流 程：预期 电力 系统 满足 响应 启动条 件时，调 度中 心组 织不同 时序 要求 的需 求 评 估，交 易中 心 对外发布 相应 需求；电力 用户 或负 荷聚 合商 可通过 虚拟 电厂 运营 商申 报响应 容量 与价 格，并经 由调度 中 心 确 认；交易 中心 按照 边际 出清 方式完 成市 场出 清，确认 并推送 中标 结果；电力 用户 或终 端负 荷在 对应时 间段 按照 中标 结果 执行需 求响 应，执行 接受 动态监 管；电网 通过 交易 中心 结算 响应补 贴、考 核费 用，虚 拟电厂 侧则 根据 代理 合同，按 照“保 底+分成”（约定 响应 保底 价格，及以上 部分 分成 比例，用户 可获得 最低 不低 于保 底价 格的响 应收 益，存在额 外收 益时 按约 定比 例与代 理/运营 商分 成）或“固 定价 格”（约定 响应 固 定价格，用户可获得 按照 固定 价格 计算 的响应 收益，剩 余部 分收 益由代 理/运营 商获 得）模 式完成 响应 补 贴与考核 费用 在电 力用 户、代理/运营 商之 间的 再分 配。该模式 下虚 拟电 厂通 常作 为负荷 运营/代 理方，聚合 终端负 荷资 源，达 到市 场 准入条 件，同 时统筹预 测、调度 下属 负荷 的响应 容量 与报 价。一方 面充分 挖掘 代理 负荷 的可 平移、可中 断 特质潜力，将 其转 化为 标的 参与市 场化 交易，直 接为 电力用 户带 来增 量收 益，并且虚 拟电 厂 运营方也 可按 代理 约定 分享 部分收 益。行 业深度分 析/电力及 公用事 业 图8.典型的需求侧响应机 制运 作模式：2023 年四川省 电力需求侧市场化响 应实 施方案 资料来源：硕电 汇，安 信证券 研究 中心 行 业深度分 析/电力及 公用事 业 图9.虚拟电厂参与电力市 场需 求侧响应获利商业模 式 资料来源：安信 证券研 究中心 整理 2.3.3.运营方与用户参与电 力市 场交易获利：辅助服 务 辅助服 务是 指为 了维 护电 力系统 的安 全稳 定运 行，保证电 能质 量，发电 侧并 网主体、用 电 侧可 调节 负荷（含 通过 聚合商、虚 拟电 厂等 形式 聚合）提供 的服 务，此类 服务包 括但 不限 于：一次调 频、AGC（自动 发电 控制）、调峰、无 功调 节、AVC（自 动电 压控 制）、黑 启动、转动 惯量、快 速调 压等。我们参 考 2021 年 12 月国 家能源 局发 布的 电 力辅 助服务 管理 办法、2022 年 7 月山 东能 源监管办 发布 的 山东 省电 力辅助 服务 管理 实施 细则，拆解 虚拟 电厂 参与 辅助 服务市 场的 商业模式。（1）辅 助服 务市 场交 易适 用于山 东电 力调 度控 制中 心调度 管理 范围 内的 火电、核电、光伏 发电、新 型储 能等 并网 主体，虚拟电 厂聚 合分 布式 电源、储能、电动 汽车 充电 桩、工商业 负荷、居民负 荷等 可调 节资 源，可作为 独立 市场 主体 参与 辅助服 务市 场。山东 能源 监管办 按照“谁提供、谁获 利；谁受 益、谁承担”的 原则，对 不同 品种的 电力 辅助 服务 调用、补偿 及分 摊 实时组织 与监 管。（2）相关 文件详 细指 引虚 拟电厂 等并 网主 体参 与辅 助服务 市场 的动 作规 范：并网 主体 应 将自身技 术参 数、运营 状态 向调度 中心 同步，后 者综 合电网 系统 输配、调 度规 程及辅 助服 务 市场交易 情况，对 外公 布辅 助服务 类型 以及 向需 求。国家 能源 局鼓 励通 过市 场化方 式，包 括集中竞 价、公 开招 标/挂牌/拍卖、双边 协商 等，确 认 承担电 力辅 助服 务的 并网 主体。承担辅助服 务的 主体 一方 面因 有偿辅 助服 务获 得补 偿，另一方 面再 不能 被调 用或 者达不 到预 定 调用标准 时接 受考 核。不同 的辅助 服务 类型 可制 定不 同的补 偿与 考核 标准。电力调 度机 构 负责辅助 服务 的计 量，电 力 交易机 构负 责披 露辅 助服 务交易 结果，同时 完成 并 网主体、运营/代理商之 间的 结算，虚 拟电 厂运营 方根 据内 部聚 合资 源的服 务情 况完 成对 内补 偿与费 用的 再 分配。行 业深度分 析/电力及 公用事 业 图10.虚拟电厂参与电力市 场辅 助服务获利商业模式 资料来源：安信 证券研 究中心 整理 2.3.4.运营方与用户参与电 力市 场交易获利：电力现 货市 场 电力现 货市 场是 指符 合准 入条件 的市 场主 体开 展日 前、日 内、实时 电能 量交 易的市 场，电 力现货市 场通 过竞 争形 成分 时市场 出清 价格，并 配套 开展调 频、备用 等辅 助服 务交易。电 力 现货市场 建设 的目 标是 形成 体现时 间和 空间 特性、反 映市场 供需 变化 的电 能量 价格信 号，发 挥市场在 电力 资源 配置 中的 决定性 作用，提 升电 力系 统调节 能力，促 进可 再生 能源消 纳，保 障电 力安 全可 靠供 应，引导电 力长 期规 划和 投资，促进 电力 系统 向清 洁低 碳、安 全高 效转 型。2022 年 11 月，国家 能源 局对外 发布 了 电力 现货 市场基 本规 则（征求 意见 稿）（后文 简 称基本 规则）。成熟 的电 力现货 市场 应是 集中 了需 求侧响 应、不同 种类 辅助 服务、电能 量 现货 交易 等不 同交 易标 的的市 场，目前 国内 不同 省市、地区 建设 现货 市场 的进度 与路 径不 一，所以存 在独 立的 需求 侧响 应、辅助 服务 市场。综合 考虑国 内发 展现 状与 基 本规则，我 们在本小节 专注 拆解 虚拟 电厂 参与电 能量 交易 市场 的商 业模式。（1）电 力现 货市 场成 员包 括电力 市场 主体、电网 企 业和运 营机 构，其 中电 力 市场主 体包 括各类型发 电企 业、电力 用户（含电 网企 业代 理购 电用 户）、售电 企业 和储 能、分 布式发 电、负荷聚合商、虚 拟电 厂和 新能 源微电 网等 其他 市场 主体，市场 运营 机构 包括 电力 交易机 构和电力调度机 构。相关 主体 均可 按照规 则参 与电 能量 交易。（2）基本 规则 对 电能 量交易 市场 中多 主体 的动 作规范 进行 了指 引：电力 调度 中心 首先 结合 电网与 市场 主体 情况，完 成参数 管理 与数 据准 备。日前 市场：调 度中 心按 照中长 期合 同约 定曲 线和 电网实 际运 行情 况，规定 时间内 下发 运 行日送受 两端 市场 的中 长期 送受电 计划，市 场主 体在 规定时 间内 完成 申报，调 度中心 以发 电 成本最小/社 会福 利最 大为 优 化目标，以已 发布 的信 息 作为市 场优 化边 界条 件，采用用 户侧 申报电量 或调 度负 荷预 测作 为需求，集 中优 化出 清形 成日前 市场 出清 结果。日 内市场：调 度 中心以日 前调 度计 划为 基础，根据 日内 运行 情况 和相 关预测 信息，滚 动优 化日 内机组 组合，市场主体 可在 规定 时间 前调 整报价。实 时市 场：调度 中心根 据最 新的 电力 负荷 预测、联络 线 计划和系 统约 束条 件等，以 发电成 本 最 小为 目标 进行 出清。交易 中心 按自 然月 周期 向市场 主体 出具 结算 账单，并按 照规 定向 市场 主体 收付款，不 同 时序市场 的具 体结 算方 式不 同。虚拟电 厂运 营方 聚合 内部 资源，统筹 规划 最优 电能 量交易 方案 的同 时完 成代 理申报、数 据 汇总上报 等工 作，同时 与内 部电力 资源 方分 享参 与电 能量交 易市 场交 易获 得的 收益。行 业深度分 析/电力及 公用事 业 图11.虚拟电厂参与电力市 场现 货交易获利商业模式 资料来源：安信 证券研 究中心 整理 2.4.预期 2025 年 国内虚 拟电 厂建 设市场 规模 累计约 200 亿 元，全年运 营市 场规模约50 亿元 目前国 内虚 拟电 厂市 场仍 处于起 步阶 段，各省 及地 区已落 地及 规划 中的 虚拟 电厂项 目规 模 不一、分 布零 散，目前 较难准 确测 算全 国虚 拟电 厂市场 容量。本 节参 考国 家电网 的测 算过 程，以国内 标杆 虚拟 电厂 为例，展开 单个 虚拟 电厂 的投 资与收 益分 析。（1）投 资测 算：以 接入 规 模达 到 200 万千 瓦的 虚拟 电厂建 设为 例，接 入日 前 级资 源 150 万千瓦（其中50 万千 瓦支 持填 谷），小 时级 资源 30 万 千 瓦（其中10 万千 瓦支 持填 谷），分 钟级 资源15 万千 瓦，秒级 资源5 万千瓦。年 运行 维护 开 支0.2 亿 元，总建 设成 本 5.56 亿元。（2）收益 测算：按 照提 取 代理服 务费、赚 取调 频服 务费两 种方 式核 算收 益，假设日 前级、小时级、分 钟级 激励 标准 分 别为 4 元/千瓦 时、8 元/千 瓦时、15 元/千瓦 时，夜 间 辅助调 峰服 务收益 0.2 元/千 瓦时，储 能 调频放 电差 价 0.5 元/千 瓦 时，年 收益 约1.255 亿元。表2：接入规模达 200 万千瓦的 虚拟电厂总投资额约 5.56 亿元 费 用类型 单价 数量 小 计（亿元）平台建设费 500 万元/套 1 套 0.05 工业企业日前级资源接入与监测 0.01 万元/千瓦 150 万千瓦 1.5 工业企业小时级资源接入与监测 0.02 万元/千瓦 30 万千瓦 0.6 商业分钟级资源接入与监测 0.05 万元/千瓦 15 万千瓦 0.75 储能建设*0.18 万元/千瓦时 13.69 万千瓦 2.46 年运行开支 0.2 亿元/年 1 0.2 合计 5.56 注：储能 建设容 量，按 照最大 调频 容量 5 万 千瓦，年均运 行小时 数 1000 小时计算，平均每 天的放 电能力 需要达 到 5 万千 瓦 X（1000 小时/365 天）=13.69 万千瓦 时/天。资料来源：国家 电网，安信证 券研 究中心 行 业深度分 析/电力及 公用事 业 表3：接入规模达 200 万千瓦的 虚拟电厂年化收益约 1.26 亿元 收 益类型 响 应容量（万千瓦）单价（元/千瓦时）单 次响应时 长/里程 响应 次数 提成 比例 小计（亿元）日前级资源（传统需求响应市场）150 4 元/千瓦时 4 小时 10 20%0.48 小时级资源（传统需求响应市场）30 8 元/千瓦时 2 小时 10 20%0.096 分钟级资源（传统需求响应市场）15 15 元/千瓦时 1 小时 10 20%0.045 基于调峰辅助服务市场的互动收益 60 0.2 元/千瓦时 8 小时 200 20%0.384 调频服务 5 0.5 元/千瓦 200 千瓦 5 100%0.25 合计 1.255 资料来源：国家 电网，安信证 券研 究中心 预期 2025 年国内虚拟电 厂建设市场规模累计约 200 亿元，全年运营市场规 模约 50 亿元。2023 年 5 月，国家 发改 委 公布 电 力需 求侧 管理 办 法（征求 意见 稿），文件 指出预计到2025年，各 省需 求响 应能 力达 到最大 用电 负荷 的 3%至 5%，其 中年 度最 大用 电负 荷 峰谷差 率超 过40%的 省份 达到5%或 以上。2023 年7 月，中国 电力 企业联 合会 召开 中 国电 力行业