2023年虚拟电厂行业研究报告

第一章 行业概况

虚拟电厂（Virtual Power Plant, VPP）是一种先进的能源解决方案，它通过云数据中心将分散在各地的小型电力生产设施（例如风力发电、太阳能发电、燃料电池）和电力需求端（例如工厂、商业建筑、居民区）统一起来，形成一个高效、灵活且可控的电力系统。这些小型电力设施并不直接提供大规模的电力，但当它们联合起来并通过高级软件进行智能调度时，就可以提供与传统电厂相当的电力供应。

虚拟电厂不仅可以优化能源的使用，减少碳排放，还可以提高电网的稳定性和可靠性。在电力需求高峰期或电网故障时，虚拟电厂可以快速调整电力供应，确保电网的稳定运行。此外，虚拟电厂还可以通过售电市场售出多余的电力，帮助电力生产者获得更高的收益。

(相关资料图)

图：虚拟电厂运作模式示意图

资料来源：资产信息网 千际投行 36氪研究院

根据全球能源互联网发展合作组织的预测，2025年、2030年最大负荷则将分别达到15.7、18.2亿千瓦。根据中国《“十四五”现代能源体系规划》提出在2025年电力需求侧响应能力达到最大用电负荷的 3%-5%的目标，预计2025年、2030年可调负荷资源库分别占最大用电负荷的5%、6%，对应资源库容量分别为7850、10,920万千瓦；参与平抑的用电量分别为745.8、1026.5亿千瓦时。

根据中国目前的补贴政策，削峰补贴5元/度、填谷补贴2元/度，按平均3.5计算得出2025年和2030年预计市场规模分别为：1305.2、1796.4亿元。

1.1 行业分类

全球虚拟电厂市场按技术分为分布式发电、需求响应、混合资产；按源分为可再生能源、热电联产、能源存储；按终端用户分为工业、商业、居民。

中国虚拟电厂主要分为三大类：

负荷型：虚拟电厂运营商聚合其绑定的具备负荷调节能力的市场化电力用户（包括电动车、可调节负荷、可中断负荷等）作为一个整体（呈现为负荷状态）组建成虚拟电厂，对外提供负荷侧灵活响应。

电源侧虚拟电厂：顾名思义，在分布式电源发电侧建立虚拟电厂。

源网荷储一体化虚拟电厂：集合发电电源和负荷用电用户，作为集中式电厂，作为独立市场主体参与电力市场，原则上不占用系统调峰能力。当前我国虚拟电厂试点的多为负荷型虚拟电厂，冀北试点的虚拟电厂为国内鲜有的源网荷储一体化虚拟电厂试点。

图 虚拟电厂交易机制

资料来源：资产信息网 千际投行 东吴证券

1.2 全球及中国行业发展

全球虚拟电厂（VPP）市场正在以一种显著的趋势不断增长。据商业研究公司的研究，由于对可再生能源的需求不断增加，虚拟电厂市场的发展也得到了推动。预计虚拟电厂市场规模将从2022年的19亿美元增长到2023年的23亿美元，复合年增长率（CAGR）超过22%，到2027年，预计市场规模将达到50亿美元，CAGR超过20%。

值得注意的是，虚拟电厂市场正在积极采用高级技术。为了保持市场地位，行业内的主要参与者正在专注于采用高级技术。例如，2022年10月，总部位于美国的虚拟电厂提供商AutoGrid系统公司与加拿大的恒温器制造初创公司Mysa合作，利用AI驱动的VPP平台和Mysa的智能恒温器技术，开发出公用规模的虚拟电厂。这些虚拟电厂可以利用其独特的特性，如需求响应资源、分布式发电、客户所有的灵活存储等，使不同的能源市场盈利并用于产生收入。公用公司和聚合器可以通过优化资产和预测来增加灵活的容量。

在地区分布上，2022年，北美是虚拟电厂市场的最大区域，预计中东将是预测期间增长最快的地区。虚拟电厂市场覆盖的地区包括亚太、西欧、东欧、北美、南美、中东和非洲。

图：全球虚拟电厂发展历程

资料来源：资产信息网 千际投行 东北证券

在中国虚拟电厂的发展正在加速，作为支持可持续能源混合的一种关键手段，其在中国的影响力日益增强，尤其是在可再生能源系统中，因此虚拟电厂变得越来越重要。这种类型的电厂使用先进的技术和软件系统收集来自分布式源（如屋顶太阳能设施、电源存储系统和电动汽车）产生的电力数据，它们不生成电力，而是管理能源流动并优化电力供应。

在山西省，已经完成了15座虚拟电厂的建设，他们的日电力产量可以在高峰期间为大约224,000户家庭提供电力。这些电厂的建设是为了优化能源系统，并确保对干净、可靠和负担得起的电力的日益增长的需求得到满足。

近期，中国的首个虚拟电厂工业标准研究项目获得了政府的批准，该项目将为虚拟电厂的资源配置和评估提供技术标准。去年，深圳建立了中国首个虚拟电厂调控中心，目前，江苏省、浙江省、上海等地也已实施了虚拟电厂的实践。

图：虚拟电厂发展阶段对比

资料来源：资产信息网 千际投行 东北证券

虚拟电厂已经成为传统电厂的重要补充，以确保能源供应的可靠性和稳定性。他们收集用户端可用的能源，如屋顶太阳能设施，并将其供应给其他需要的用户，这使他们在推动低碳和能源效率发展方面起着重要作用。

过去，煤炭等化石燃料往往是唯一的电力来源。电力供应管理是通过电网运营商的调度中心来满足需求。然而，随着电力生成的焦点逐渐转向如太阳能和风能等可再生能源资源，这些方式的间歇性和不总是在需要的时候可用，使得电力供应管理变得极其困难。在这种情况下，虚拟电厂作为传统电厂的补充，在需求超过供应的情况下分配由分布式源产生的电力。

根据华西证券的估计，到2025年，投资和建设虚拟电厂的市场规模将超过300亿元人民币（约合43.8亿美元）。