新能源消纳和新型电力系统发展亟需灵活资源助力=▲◇，政策鼓励下虚拟电厂发展可期★▪•▽★▲。新型电力系统面临▽▲“双高▷◁■★○”•▲，源荷波动性亟需资源平抑▲•。从本质来看◇▲☆■，新能源电力具有强不确定性和低保障性◁■•，新能源高 比例渗透叠加居民和三产负荷快速增长▼…▼=●▪，源荷两端波动性增大•▪，电力系统面临缺电和弃电并存的局面◆▼▪，尖峰时刻电力系统供需不平衡矛盾 凸显•=…◁。新型电力系统的源荷波动仅靠传统煤电调节难以满足需求◁•▽，抽蓄和电化学储能调节性能优越○◁◆，但仍存在建设周期长和运行成本高等 问题-▽=-☆。需求侧响应调节性能较好=…◇▼•，提升系统灵活性性价比较高==◇…。考虑推广费用和相关智能设备以及管理平台成本△▲◇，其单位投资为 200~400 元/千瓦▽■▽•…▷，提升系统灵活性的成本相较于其他资源更低-○▼。国外虚拟电厂运行较为成熟◁▽△，国内虚拟电厂仍处于探索初期●▼▪▽□。国外虚拟电厂起步 较早■•▷▲=，发展特点各有侧重★…•，市场环境下运营模式较为成熟◇△-▼□▷。国内虚拟 电厂目前仍以示范项目为主△◇•●▲■，仍处于前期聚合控制技术验证和参与系 统响应的阶段○-☆◆△☆。少数项目实际接入调度◆…-△，多数项目成为需求侧响应凯发k8国际首页•△◆。 我们认为▼◇■，虽然虚拟电厂具有优越的调节性能和性价比◇□▽▷▷★，当前时点虚拟电厂仍缺乏政策端顶层设计●▽，且调用端调度部门未形成调度负荷侧 资源习惯▽••◆▪□，虚拟电厂的运行和商业模式仍需探索发展△•。

　　☆▪▪•：虚拟电厂可根据当地调频辅助服务市场相关规定△★■，在日前聚合计算并 申报自身调频能力○•△•，并在日内按照调度机构的指令▪▷○□-△，在日前中标的调频范围内实时跟随电 网 AGC（自动发电量控制）指令▷-○▽▽，完成频率调节动作▪▲○•-◆，并根据调频市场分时出清价格和调 节电量获得相应收益•=◁▽。

　　源荷储协调互动■-◆●▪•，共同支撑系统灵活▽▲▪▽。从可参与虚拟电厂的资源来看◇■，一切在配网层级•▪◇□◇■、 可以灵活调节自身出力及负荷的资源均可参与虚拟电厂☆…■▽◇■。以其自身特性划分=◁，可分为•◇□▲-“源▷-、 荷=•▪、储=▲★▷”三类●◆▼□▷。其中□◁■◁■▼，源类资源包括分布式光伏☆■=、风电●△☆、小型水电及小型火电机组（三联 供▷■☆◇▽、燃气轮机•▼•凯发k8国际首页电力行业、自备电厂等）▷=；荷类资源包括商业楼宇空调负荷▼□◇•-、工业园区生产及冷热负荷◇•▽-； 储类资源包括常规的工商业储能◇☆、独立储能以及其他形式的能量储能（蓄热罐☆=…新能源消纳系列报告(附），储气罐等） 和电动汽车充电桩等

　　•☆◁■…：虚拟电厂可根据当地电能量现货市场相关规定▷☆◇，在日前聚合计算并申报 自身出力（调节）能力◁▲▷○，并根据日前现货市场中标情况☆=◆●○，在日内/实时电力市场中根据更新 的调度指令实时主动调减（或增加）分布式发电资源的出力和用电负荷▷-•▼■=，并根据电能量市 场结算规则获得相应收益◇▪▽。我们认为■▷▼，随着全国统一电力市场体系建设提速▷◁◆◆，现货…◁•、辅助服务▪▪=▽■、容量等市场建设不断 深化…■，虚拟电厂参与电力市场的运营体系有望得到进一步完善

　　应用场景◁◆▪○=：依托电力市场环境★☆◇-，多方位综合获益=•-…★。目前●□▲◆▷☆，虚拟电厂商业化运营的应用场景以调峰为主★=○，在无现货市场的地区参与调峰辅助服务市场=△，提升系统灵活调节能力▲…★-□。对于部分开展现货市场并允许虚 拟电厂进入市场的地区•□▷▪，虚拟电厂可以选择参与现货市场…▷▽，调峰及调频辅助服务市场▼•。除参与市场交易和响应获取收益外▲■，虚拟电厂还需 要考虑所得收益与调度分布式资源的成本之间的优化问题•▪•▼。

　　需求侧响应◁▪◇•：严格意义上▪△，需求侧响应实际不属于电力市场化机制★☆▪□▽•，其补偿价格通常为事 前锚定的行政性补偿价格…◇□•◁★，执行部门也为电网公司的营销部门▷◁■…○◇。但相比于先前传统的▷•△•“拉 闸限电-▼”手段▽△◇●•，需求侧响应仍是以经济激励为主的措施◇▲▽，邀约具有负荷调节能力的用电客 户▷▼•★◁，并在约定的特定时段主动调减（或增加）虚拟电厂的出力和用电负荷▷…△☆…，实现电力系统 削峰填谷◁▷◁★，缓解电力供需矛盾▼•▪。

　　…☆：电力交易平台-虚 拟电厂平台-无线公网-分布式资源计量点•△▽◇☆◇。在虚拟电厂发展的当前阶段■☆□○=，采用的主要信息通信方式为光纤+无线公网…▪=-◁=。其中△■，光纤通信 主要用于紧急调度与切负荷◁☆▷◇；无线公网通信主要用于需求侧管理…□•☆-▷，调控中心不直接向虚拟 电厂下发实时调控指令•▷▪•●■。

　　（本文仅供参考…●•▲□，不代表我们的任何投资建议□◁=▪。如需使用相关信息◆◁◇▼○，请参阅报告原文★□。）

　　面向市场交易=-□=■◁、调度指令分解和分布式资源控制监测是虚拟电厂的三大运行要素…-■■。虚拟电 厂作为需求侧管理的市场化商业应用模式□▲，在电力市场交易的背景下以盈利为目的运行•▪••…◁。 从整个运行环节来看▪◇=◇，虚拟电厂首先以自身聚合的分布式能源资源的特性凯发k8国际首页▽…，包括分布式电 源的出力与爬坡曲线○-，储能部分的充放电功率及电量水平★▲▽■△■，负荷侧调节/中断的容量和相应 的响应时间等进行数学建模刻画▼▪◁△，得出虚拟电厂的响应能力▷●●。在面向市场的交易完成▽•△，调 度机构下达调节功率曲线★◆，虚拟电厂需要基于调用成本最优原则将调度下达功率曲线分解 至各个分布式资源▲▪◁-=•，通过远程终端监测或直接控制资源…△=，形成资源出力/用电负荷调节▷-▽，达 到整个虚拟电厂完成下达功率曲线☆■、构成■◇：★★△○▲“系统+通信+终端□•□•▷▷”•☆★▷■◇，虚拟电厂紧扣轻资产运行特点◁★▲○，把控运行核心 和控制要点

　　虚拟电厂是一种运用先进通信•▪=◆■、计算•=▲☆、调度-○☆、市场等手段□●，聚合大量分散的分布式能源资源•▲，并实现统一管理与协调优化的控制系统●…●△。据王宣元★…●▪◇、刘敦楠▲▪▪●-△、刘蓁等著《泛在电力物 联网下虚拟电厂运营机制及关键技术》-▲○，虚拟电厂对下可以实现包括分布式电源☆=★★▪▲、可控负荷■●、 电动汽车充电桩▽▽---□、工商业储能等在内的配网层级分布式能源资源的监测与控制■○▷，对上则可 以实现接受电网调度指令★◇•◆△，或面向电力市场参与电能量及电力辅助服务交易•▪■。其价值也对 应上述两点○□：1）为系统运营商提供高效安全◁■•、快速爬坡的灵活性-=；2）为海量■☆▼◇△、分散▲•▽…、多 元▲■◇•、异构的分布式能源资源创造参与系统调节或市场交易的机会▼=，使其获得一定收益▽▼。

　　缺电与弃电现象并存▷●□▷◆…，虚拟电厂应用空间广阔▽▽□…。虚拟电厂可参与交易范围逐步丰富○◁…。短期内国内虚拟电厂主要参加电网购买的辅助服务●•◆•-， 远期有望进入市场开展多层次交易与互动▷●▼◁。虚拟电厂盈利空间测算◆▪◁： 系统投资千万级◇…，收益率有望达 10%以上▪▷△•△◁。根据我们对虚拟电厂盈利空间的测算●△□，假设某虚拟电厂项目地处浙江▪…，聚合电化学储能▲▷□▼、可调 节工业负荷和可中断负荷…▪•▲○，同时参与浙江工商业用户电价峰谷套利■=、 需求侧响应和作为独立第三方主体参与调峰辅助服务▪●•，并获得相应收 益○□-△。以 1••:9 的比例进行分成●•，虚拟电厂运营商可实现年收益 118△★△.36 万 元•△-。项目静态回收期约 8□▪▪==◆.45 年◆-•，项目投资静态收益率约 10▲•○○.10%●□■•□○。虚拟电厂市场空间测算■•□：短期迅速发展▲◇▽，□▽★•▪○“十四五◁☆▲●”末有望形成百亿级 别市场△-○•=。根据我们对虚拟电厂市场空间的测算○…▲▲，以◁▪□▽▷●“到 2025 年▪▷，电力需求侧响应能力达到最大负荷的 3%～5%○★▲◁□☆”的国家层面要求确定需求侧响应的市场空间 =□•▪， 预计虚拟电厂理论市场空间为 219★◇.83/414…▷▲.08/663★□▽.62/1052▲…▪.65 亿元☆●●□，虚拟电厂运营商市场空间为 32□☆.98/74■▲.53/146/263△▽=□•.16 亿元-•=。完整版《电力行业新能源消纳系列报告》来源于公众号◇=●：百家全行业报告研究报告内容节选如下

　　除参与市场交易和响应获取收益外●•…◇，虚拟电厂还需要考虑所得收益与调度分布式资源的成 本之间的优化问题

　　虚拟电厂★▷▲•▼▽：配网层级的…☆☆★“微型调度▽…●□★” ◆★★。虚拟电厂是聚合分布式能源资源▼▪=▽，统一管理协调优化的控制系统▼◁◁▪■。虚拟电厂是一种运用先进通信…▽◇★▲、 计算◁••★▷、调度…●•☆☆、市场等手段凯发k8国际首页★-☆，聚合大量分散的分布式能源资源☆▽▽，并实现 统一管理与协调优化的控制系统-◆-○。其可为系统运营商提供高效安全•◆■、 快速爬坡的灵活性○○▷，同时也为海量的分布式能源资源创造参与系统调 节或市场交易的机会▷□，使其获得一定收益◇▽□☆▼●。从可参与虚拟电厂的资源 来看▼◁◆□□，大多身处配网层级••■•▲、可以灵活调节自身出力及负荷的资源可参与虚拟电厂▽◁。以其自身特性划分▼◆▼，可分为■▼“源△□◆、荷-□=…、储▪=★◁◁=”三类▷-▼=■。面向 市场交易•★•△▪、调度指令分解和分布式资源控制监测是虚拟电厂的三大运 行要素◇▲。从整个运行环节来看▽▼…，虚拟电厂首先以自身聚合的分布式能 源资源的特性得出虚拟电厂的响应能力▷★。在面向市场的交易完成▽○○▷，调 度机构下达调节功率曲线后-★■★-，虚拟电厂需要基于调用成本最优原则将 调度下达功率曲线分解至各个分布式资源◁▲▽▼◇，通过远程终端监测或直接 控制资源★•▼★，形成资源出力/用电负荷调节=△★▽□，达到整个虚拟电厂完成下 达功率曲线的效果○◆☆=。

　　■□◁◇☆。目前○…•▷，虚拟电厂运营商多采用与可调节资源签订代理合同▼△△-☆，并与可调 节资源约定价值分配比例的□◇▪“分成模式▲-◁”○□▼△◆◁。后续•●▲△，虚拟电厂还可基于聚合可调节资源类型和 参与市场机制的不同▪□▼□•●，探索开展☆◁■▷“代理购售电折扣式■=”▪▽、咨询/管理/运维/能源金融等一揽子 增值服务模式的合作模式•…○-•▪，实现虚拟电厂的盈利与商业模式多维度拓展▪▽○▽△。

　　中央系统即虚拟电厂主站-▷□▲，其中包含虚拟电厂运行的四大功能模块••▼□▷：用户数据采集与分析-•， 电力市场预测估计=…▪○，资源建模及聚合▼○=▷，以及市场优化交易决策

　　在日前中标的调峰范围内实时主动调 减（或增加）虚拟电厂的出力和用电负荷△-▷▪，★=◇-：虚拟电厂可根据当地调峰辅助服务市场相关规定▲•▲=，调峰及调频辅助服务市场•★▷。虚拟电厂商业化运营的应用场景以需求 侧响应和调峰辅助服务为主▪▽，在无现货市场的地区参与调峰辅助服务市场▼…▷■=，目前■•。

　　◁…◆☆▼□，即高比例新能源与高比例电 力电子装备并存的情况□=。从本质来看○▪○，新能源电力具有强不确定性和低保障性●-，超出社会 与能源系统协同发展节奏将会对能源安全带来挑战◆◇，推高能源成本●■023外滩大会带你畅，。据郭剑波院士在《新 型电力系统面临的挑战以及有关机制思考》中预测☆▷▪◇◆，2030 年新能源出力占总负荷之比的波 动范围为 5%~61%•△△■•，2060 年新能源出力占系统总负荷的比重为 11%~187%▽◇。大范围的新 能源出力贡献波动●=▲，叠加其出力▲△●=★○“极热无风…▼▽◁□●、晚峰无光□■▪”特性★◇■▽，将导致极端天气下新能源出 力的负相关性特征更为明显★◇…○◆，其长时间低出力将带来保供应挑战▲=…□。而在新能源高出力时段□▪◁◁○▽， 系统消纳▲▪▪◇、安全和储能等技术亟待实现高速发展▽▽。

　　新能源消纳和新型电力系统发展亟需灵活资源助力•◆★=，政策鼓励 下虚拟电厂发展可期

　　■□●▽。从电力消费的角度看•▪…●，相较于欧洲和美国等发达地区…▷▽▷□★，我国仍处于用电量水平仍 处于快速提升的阶段•□▼▽△◇，且电力消费需求体量已经大大超过了美国欧洲等发达国家和地区■▷◇■•。 在电力需求增速仍然较高的局面下▼■◁◆▽★，风光电量占比已经实现快速提升●▼◆…•☆。截至 2022年☆○★●，我国 新能源风光发电量占比已达 13▼□◇◁.7%★▷☆▼，与美国（14▷…○☆…▪.9%）水平相当▷◆。虽然与欧盟（22☆■.3%）=•、 德国（31▽☆.7%）尚存差距▼△，但以电力消费体量情况来看=●○，欧洲各个国家电力消费量与我国 分省用电量体量大致相同==。分省来看-◇，我国部分新能源大省也达到了高比例新能源发展阶 段■◆▷=…=，其中青海的新能源风光发电量已达 41☆•▲◇○.5%□◇▽▲▲，为新能源渗透率最高的省份○•=。其他省份包 括河北（31○○▼◇.1%）△◇▲●、甘肃（26=△△.8%）○=●-△…、宁夏（23●▲=◆▪▽.3%）●○★○◇▽、吉林（25◆•▷▪.6%）▪◇■、黑龙江（25★•▷▪.5%）等 也跨越 20%的新能源渗透率门槛

　　完成调峰相关调度指令…•，虚拟电厂可以选择参 与现货市场●■-▲■，在日前聚合计算并 申报自身调峰能力△★•□▼，

　　通信网络即虚拟电厂面向调度机构/市场机构和面向远程终端的信息交互和控制调度通道

　　今天分享的是储能系列深度研究报告●☆▷■☆…：《 电力行业新能源消纳系列报告 》▪▲△•=。（报告出品方=▷•：信达证券 ）

　　▽◇▼：省调控中心-切负荷中心站-大用户就近变电站-大用 户 10 kV 配电房/智能负荷控制终端◆□△。

　　平台声明▽•◇：该文观点仅代表作者本人■◁▷◆▼•，搜狐号系信息发布平台▼•，搜狐仅提供信息存储空间服务▷☆。

对于部分开展现货市场并允许虚拟电厂进入市场的地区□☆•-▼，并根据调峰市场分时 出清价格和调节电量获得相应收益◆☆▼▼▽。•▼■•-▲。提升系统灵活 调节能力☆○==•…。并在日内按照调度机构的指令◆◇•◁○★。

　　构成◆◇△☆=：☆•▽◁□“系统+通信+终端▲●”▽○，虚拟电厂紧扣轻资产运行特点▪▷，把控运 行核心和控制要点■•◁。从构成要素来看○△▲◁△★，虚拟电厂包括中央系统◇=、通信 网络和远程终端三部分☆◇=▽▼▽。中央系统即虚拟电厂主站△☆●-◆-，其中包含虚拟电厂运行的四大功能模块=■◁：用户数据采集与分析☆★□=，电力市场预测估计●=…， 资源建模及聚合••，以及市场优化交易决策▲☆△▽○。通信网络即虚拟电厂面向 调度机构/市场机构和面向远程终端的信息交互和控制调度通道●…=◁。当前阶段■★◇•，采用的主要信息通信方式为光纤+无线公网▽▪■☆•●。远程终端作为虚拟电厂控制终端资源的手段△=，一般以◁=“边端结合◁•◆”的形式▽•，既设置 即插即用的边缘智能网关△=☆◆■，实现边缘计算等功能▪◇◁-○，也实现可调节资源 的状态监测和柔性控制▷•。

　　第 1 级为可调节资源层级☆●，采集•■…、 监控并与上层通信实时的运行信息△•▽，自动接收响应第 2 级下发的调控指令和价格激励▼▷•，并 通过用户侧终端/用户侧管理平台实现☆☆▷=○▲；第 2 级为虚拟电厂级●=★▷▪，负责动态聚合各类可调节资 源•▪•-=，在线接收电网调控中心下发的调控指令并分解至虚拟电厂内各类可调节资源○○◁■▲•，以及接 收电力市场价格信号▪=…=，同时向电网调控中心▪▼-=、电力交易中心上报相关数据信息•◁…★◆，可通过虚 拟电厂智能管控平台实现=▼◆…◁；第 3 级为电网与交易级□•▼★=，虚拟电厂根据预测的相关信息和可控 资源的调度能力◁▲，与电网调控中心▷□◁★、电力交易中心进行信息决策互动和市场交易互动

　　由于新能源发电固有的强随机性☆▲、波动性和间歇性-•=◇，以及通过电力电子装置并入电网的特征□△●，以新能源为主体的新型电力系统将呈现●☆★▽…“双高▲▪◁□”的特点

　　▼◆▽◁□◁。从构成要素来看-◆▼▲•，虚拟电厂包括中央系统▪-☆△▽…、通 信网络和远程终端三部分■▪。虚拟电厂是一种轻资产模式的协调管理系统■△★▼，仅利用软件系统 平台及通讯技术整合分布式能源资源=○▽=，把控运行核心和控制要点☆▪，无需自有或投资分布式资源▷▪■。