中泰證券發布研究報告稱,虛擬電廠是一種新型電源管理系統,通過信息技術和軟件系統,將多種分布式資源聚合起來,參與電力系統運行與電力市場交易。該行預計,隨著全國統一電力市場和電力現貨市場的建設在未來進一步推進,電力市場交易總量與市場主體的數量將進一步增加,對電力系統綜合調節能力的要求將隨之提升,從而帶動對虛擬電廠輔助服務的需求,預計2025年、2030年虛擬電廠的運營市場規模將分別達到932.19億元、1283.10億元。
【資料圖】
核心標的:國能日新(301162.SZ)、朗新科技(300682)(300682.SZ)、恒實科技(300513)(300513.SZ)、國電南瑞(600406)(600406.SH)、國網信通(600131.SH)、遠光軟件(002063)(002063.SZ)、南網科技(688248.SH)、東方電子(000682)(000682.SZ)、萬勝智能(300882.SZ)、南網能源(003035.SZ)等。
中泰證券主要觀點如下:
工業互聯網是新一代信息通信技術與工業經濟深度融合的新型基礎設施、應用模式和工業生態,在包括新能源行業在內的眾多行業的信息化、智能化轉型升級的進程中扮演者不可或缺的角色。
虛擬電廠即是依托新能源技術與工業互聯網技術,提升電網智能調度與消納能力的典型案例。2022年夏季,全球多地連續出現高溫天氣,各國電網用電負荷陡增。如何通過工業互聯網技術實現用戶側資源與電網供需互動、緩解電網負荷壓力,成為了社會各界熱議的問題。在全球推動綠色能源轉型的大背景下,發展虛擬電廠對于促進電網供需平衡、實現分布式能源低成本并網、推動新能源充分消納、保障電力系統安全運行等具有重要意義。
怎么定義虛擬電廠?
虛擬電廠(VPP,VirtualPowerPlant)是一種新型電源管理系統,通過信息技術和軟件系統,將多種分布式資源聚合起來,參與電力系統運行與電力市場交易。虛擬電廠不是一個真實的物理電廠,但通過聚合海量分布式資源,它可以對外表現為一個可控電源,起到提供電能、調峰調頻等電廠所具有的作用。
根據虛擬電廠對外特征,可將虛擬電廠分為電源型虛擬電廠、負荷型虛擬電廠、儲能型虛擬電廠、混合型虛擬電廠等類型。其中電源型虛擬電廠具有能量出售的能力,可參與能量市場,并視實際情況參與輔助服務市場;負荷型虛擬電廠具有功率調節能力,可參與輔助服務市場,但出售能量的能力不足;儲能型虛擬電廠既可參與輔助服務市場,也可以在部分時段放電以出售電能;混合型虛擬電廠:全能型虛擬電廠是同時具有多類虛擬電廠的特征的全能型角色。
虛擬電廠的核心競爭力在于技術和資源的運用,本質是通過協調控制技術、智能計量技術和信息通信技術將各類分布式發電設備與儲能設施結合,對電力負荷進行協調和控制。虛擬電廠所聚合的資源越多,調節能力越強,核心競爭力也就越強。
虛擬電廠的興起回應了新能源行業的什么痛點?
供給側:光伏、風電等新能源裝機量迅速提高,但受地理位置和自然條件的影響,各省份裝機量差異較大,這要求電力系統實現分布式能源的聚合;并且新能源具有隨機性、間歇性和波動性的特點,若直接規?;⒕W,將對電力系統的安全性與穩定性造成巨大沖擊,這要求電力系統提升其靈活調節能力。而虛擬電廠能夠聚合分布式資源、提升調節能力,從而回應能源供給側結構性變化的需求。
需求側:近年來我國全社會用電總量與最高負荷屢創新高,且第三產業和居民用電占比持續提升,其需求模式的時段性特征進一步拉大了電力需求的峰谷差。特別是新能源汽車銷量激增,其不均勻的充電時間分布給電網負荷帶來極大負擔。相較于單純增加電源,虛擬電廠能夠更靈活、更經濟地實現削峰填谷,以滿足新形勢下的能源需求。
虛擬電廠在各國如何落地?
德國:虛擬電廠已實現商業化,其主要業務是優化100kW以上中型可再生能源電廠在日前市場的售電,代表案例有Next-Kraftwerke等。
美國:較早開展需求側管理,需求響應(DR,DemandResponse)項目最多、種類最齊全。美國虛擬電廠通過控制電力價格、電力政策的動態變化降低用電負荷,或獲取電力用戶手中的儲能來保證電網系統穩定性。代表案例有Tesla虛擬電廠智能平臺Autobidder等。
中國:虛擬電廠總體處于試點示范階段,仍在探索商業模式,更多通過價格補償或政策引導來參與市場。代表案例有國網冀北泛在電力物聯網虛擬電廠示范工程、廣東深圳自動化虛擬電廠等。
如何梳理虛擬電廠的產業鏈?
虛擬電廠的上游為由可控負荷、分布式能源與儲能構成的基礎資源,中游為提供虛擬電廠運營服務與技術支持的系統平臺,下游為由電網公司、售電公司、大用戶構成的電力需求方。
如何測算虛擬電廠的盈利能力?
電價機制改革:峰谷電價差越大,用戶購買輔助服務和需求側響應的激勵也就越大;電價平均水平越高,用戶購買能效優化服務、虛擬電廠進行現貨交易的收益也就越大。因此,電價機制改革進程是虛擬電廠盈利能力的重要影響因素。該行預計,隨著新型電力系統的加快構建,電價機制改革將不斷深化,推動電力回歸商品本質,并持續拉大電價峰谷價差、推高電價平均水平。
電力市場建設:電力現貨交易與中長期交易互為補充,其中現貨市場具有重要的價格發現功能,中長期市場的店里價格往往根據現貨市場價格而定;對基礎資源的聚合能力是決定虛擬電廠競爭力的重要因素,而統一的電力市場將為虛擬電廠提升跨空間資源聚合的能力打開空間,奠定虛擬電廠商業模式向跨空間自主調度型階段發展的基礎。該行預計,隨著全國統一電力市場和電力現貨市場的建設在未來進一步推進,電力市場交易總量與市場主體的數量將進一步增加,對電力系統綜合調節能力的要求將隨之提升,從而帶動對虛擬電廠輔助服務的需求。
商業模式頂層設計是虛擬電廠盈利能力的重要影響因素:我國虛擬電廠多數試點項目涉及的業務場景較為有限,并且省級層面缺乏統一的虛擬電廠平臺。因此我們認為,虛擬電廠盈利能力的提升,需要國家層面和更多省級層面的專項政策的出臺,以及頂層設計提供統一的省級/市級/區域及虛擬電廠平臺,開辟應用模式拓展的新空間。該行預計,隨著國家層面頂層設計的完善與統一的虛擬電廠平臺的建設,虛擬電廠涉及的業務場景與盈利方式將進一步多樣化發展。
虛擬電廠的市場空間有多大?
投資市場規模:根據全球能源互聯網發展合作組織的預測,2025年、2030年最大負荷則將分別達到15.7、18.2億千瓦。該行根據國家電網的數據測算得到,虛擬電廠可調負荷資源庫的投資成本約為914元/千瓦,由此預計2025年、2030年虛擬電廠投資規模將分別達到718、998億元。
運營市場規模:該行認為虛擬電廠的核心服務為平抑峰值負荷,因此通過測算虛擬電廠用可調負荷資源庫解決峰值負荷調節問題所帶來的平抑負荷的價值,作為虛擬電廠運營市場規模的估計。該行預計2025年、2030年虛擬電廠的運營市場規模將分別達到932.19億元、1,283.10億元。
風險提示:“雙碳”政策推進不及預期的風險,虛擬電廠相關技術發展不及預期的風險,電價機制改革推進不及預期的風險,電力市場發展不及預期的風險,行業規模測算偏差的風險,研報使用的信息數據更新不及時的風險等。