虚拟电厂发展历程、市场规模及关键点有哪些？

虚拟电厂发展迎来新机遇，资源聚合商有望胜出。

根据国家电投中电国际政研室分类，虚拟电厂发展分为邀约型、市场型和跨空间自主调度型三个 阶段。 1） 邀约型阶段：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。当前以广东、江苏和上海等省市为代表的试点项目以邀约 型为主，业务上称之为需求响应。

2） 市场型阶段：在电能量交易、辅助服务和容量市场建成后，虚拟电厂聚合商以类似于实体电 厂的模式，分别参与这些市场获得收益。在这个阶段，也会同时存在邀约型模式，其邀约发 出的主体是系统运行机构。此时，由于电能现货市场、辅助服务市场和容量市场已建设成熟， 虚拟电厂聚合商能够基于自身商业模式参与这些市场获得收益，如欧洲的 Next-Kraftwerke 和澳大利亚 AGL、Tesla 和 Sonnen 等处于此阶段。国内企业电享科技也在澳大利亚开展相 关探索。

3） 跨空间自主调度型虚拟电厂阶段：随着可聚合资源的种类、数量、空间的扩大，虚拟电厂聚 合资源既包含分布式能源、储能系统和可控负荷等基础资源，也包括由基础资源组合而成的 微电网、局域能源互联网等，可以灵活制定运行策略、参与跨区域电力市场交易获得利润分 成、参与电力辅助获取补偿收益，并可使内部的能效管理更具操作性，实现发用电方案的持 续优化。目前，Tesla 在美国德州开展该阶段的探索。

欧美虚拟电厂发展较为成熟，欧洲虚拟电厂侧重于分布式电源+储能，北美虚拟电厂侧重于可控 负荷。上世纪九十年代，欧美多国已关注虚拟电厂，在虚拟电厂聚合资源方面类型丰富且各国各 有侧重，包括了源侧、负荷侧和储能侧等各类资源。 1） 欧洲各国侧重分布式电源+储能，主要考虑实现分布式发电的可靠并网、智能互动和参与电 力市场，打造持续稳定发展的商业模式，例如德国的 Next Kraftwerke 聚合的分布式可再生能 源占 97%； 2） 北美则是基于需求响应发展演化，兼顾可再生能源的利用，希望通过自主需求响应和能效管 理来提高综合能源的利用效率，因此可控负荷占主体； 3） 澳大利亚以用户侧储能为主，特斯拉在澳洲建成了号称世界上最大的以电池组为支撑的虚拟 电厂； 4） 日本以用户侧储能和分布式电源为主，计划到 2030 年超过 2500 万千瓦。

我国虚拟电厂处于邀约型向市场型过渡阶段，具有后发优势吸收欧美两种技术和模式。目前，我 国虚拟电厂以负荷侧资源调节为主，普遍聚焦于需求侧响应，在技术和市场前沿探索上，主要集 中在 AI 技术对负荷预测、分布式储能和微电网边缘计算控制实现需求侧响应，实现对电网的削峰 填谷。但是，这种模式不能发挥国内可再生新能源丰富的优势，难以实现 VPP 的规模效益。

电力信息化企业、智慧能源 IT 提供商和新能源企业进场，市场竞争激烈。虚拟电厂是技术、资源 和资本密集型行业，具有一定壁垒，但是由于发展潜力巨大，众多领域企业纷纷入场，竞争较为 激烈。目前，虚拟电厂领域的企业主要分为三类： 1) 电网下属信息化企业：依托在电力和信息化领域长期的技术、经验积累，以及背靠电网公司 可获得丰富的资源，具有天然优势，是当前 VPP 领域的主力军，代表企业有国网信通、国 电南瑞、远光软件等； 2) 电力信息化领域企业：依托在能源领域积累的技术储备，具备虚拟电厂系统建设和优化的能 力，可与能源企业合作实现资源整合和业务拓展，代表企业有恒实科技、金智科技、科陆电 子、华为等； 3) 新能源领域企业：新能源、新型储能领域企业入局，开展虚拟电厂的技术研发和布局，如中 国天楹、电享科技、国能日新等。

分布式电源、可控负荷和储能系统的高速发展推动虚拟电厂市场持续扩张。在欧美等地，虚拟电 厂发展已初具规模，据咨询机构 P&S 预测，2017 年全球虚拟电厂市场规模 19.8 亿美元，2018- 2023 年 CAGR 为 18.6%，到 2023 年达到 55.1 亿美元。在我国，虚拟电厂处于发展初期，随着 “双碳”政策的推进，虚拟电厂发展有着较为确定的市场空间，分布式能源和储能的建设可以稳 定带动虚拟电厂市场规模的扩大。

1) 分布式电源端：“双碳”政策驱动分布式电源高速发展。在光伏领域，根据中国光伏行业协 会数据，2021 年我国分布式光伏累计装机容量为 107.5GW，2015-2021 年 CAGR 达到 61.5%。在风电领域，根据中国风能协会数据，2021 年我国分布式风电装机容量新增 802.7 万千瓦，同比大幅增长 702%，累计装机容量达到 996.3 万千瓦。虚拟电厂功能依赖于其能 够整合的分布式电源的规模，用以参与电力需求响应。因此，分布式电源的发展对虚拟电厂 有重要影响。

2) 用电端：我国跨区跨省输电逐年提升，电力市场交易电量快速增长。虚拟电厂市场依赖于全 国统一电力交易，重点在于全国范围内的跨省、跨区电力调度，因此用电端的跨省、跨区输 电量和市场交易电量成为驱动虚拟电厂发展的关键因素。据中电联数据，2017 年-2021 年， 我国跨省输电量分别为 1.13/1.29/1.44/1.54/1.60 万亿千瓦时，我国跨区输电量分别为 0.42/0.48/0.54/0.61/0/69 万亿千瓦时，呈现逐年提升趋势。2017 年和 2021 年我国市场交易 电量分别为 1.63 万亿千瓦时和 3.78 万亿千瓦时，2017-2021 年 CAGR 达到 23.4%，电力市 场交易电量快速增长。

3) 储能端：新能源+储能是电力系统保持安全稳定运行的必然选择，改变电力行业控制优化机 制。在我国，储能已形成电源侧、电网侧和用户侧三足鼎立的格局。在发电侧，各地新能源 强制配储，风光储能预计将逐渐超过火储联合调频；在电网侧，储能帮助调节电网稳定运行； 在用户侧，储能主要应用在住宅、工商业园区、充电站、数据中心、港口岛屿、5G 基站等 场景。储能技术的快速发展使电能不可大规模储存的问题得到有效解决，配合电网调峰调频， 调节电网运行稳定和安全，将加快虚拟电厂在新型电力系统中的应用。

我国虚拟电厂发展亟待解决四个关键点： 1） 政策：虚拟电厂政策还有待完善，亟待出台国家和省级层面专项政策； 2） 平台：虚拟电厂总体处于试点示范阶段，且省级层面缺乏统一的虚拟电厂平台； 3） 调度控制：大部分虚拟电厂试点实现了初步的用户用能监测，鲜有项目实现虚拟电厂的优化 调度及对分布式能源的闭环控制； 4） 商业模式：虚拟电厂商业模式仍不清晰，尚处于探索阶段，更多的是通过价格补偿或政策引 导来参与市场。

未来大规模需求侧资源成为电力行业的主角，具有资源整合能力的聚合商有望胜出。从整个行业 的发展来看，原来固有的大机组、超高压的供应侧资源发展已经到了顶峰，取而代之的将是大规 模的需求侧资源，这部分资源潜力巨大，它们以零散的形式存在。由于虚拟电厂为资源的聚合体， 需要打通区域内部的分布式光伏、风电厂、主网、家庭、工业企业、充电站场站、储能装置、电 动汽车等多元化资源，同时虚拟电厂控制系统需要建立起内部协同机制，因此虚拟电厂对聚合商的资源整合能力具有较高的要求，聚合商的作用也因此越来越强，它可将供给侧和需求侧分散式 的资源全部聚合起来，最终成为整个行业和生态的主角。

我们认为，电网公司下属的电力信息化公司有望成为胜出的资源聚合商。虚拟电厂厂商将走向技 术型和运营型两个方向：1）在技术型方向，民营企业更有迭代动力，从而产生技术优势；2）在 运营型方向，国网和南网公司下属的电力信息化公司则更有优势，有望成为胜出的资源聚合商。 我们认为，随着全国统一电力市场的逐步规范和电力交易机制的成熟，虚拟电厂厂商的重心将倾 向于依靠投标策略获益，而虚拟电厂预测用电量和电价的准确性则是重点，电网下属的电力信息 化公司依托电网公司的资源和政策倾斜，有望获取更加丰富的用户数据，提高预测精度，逐步成 为胜出的资源聚合商。