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虚拟电厂概况

虚拟电厂是一种先进的能源管理系统，它利用先进的信息通信技术和软件系统，对分布式电源、储能系统、可控负荷和电动汽车等分布式能源进行协调和优化。这种系统参与电力市场和电网运行的协调和管理，形成一种特殊的发电厂系统。虚拟电厂的核心理念可以概括为“通信”和“聚合”，即通过先进的通信技术实现各种分布式能源的紧密协调，并通过聚合方式将这些能源整合成一个整体，使其能够像传统发电厂一样参与电力市场的运行。

虚拟电厂的关键技术包括智能计量技术协调控制技术和信息通信技术。这些技术确保虚拟电厂能够高效地管理和调度各种分布式能源，实现能源的优化配置和利用。最重要的是，虚拟电厂能够聚合分布式能源参与电力市场和辅助服务市场的运行。这意味着虚拟电厂不仅可以为配电网和输电网提供管理和支持服务，还可以促进可再生能源的消电纳，提高电力系统的灵活性、可靠性和经济性。因此，虚拟电厂的出现为能源领域的发展注入了新的活力和可能性。“虚拟电厂”解决方案在中国具有非常大的市场潜力，对于面临“电力短缺和低能效矛盾”的中国来说，无疑是一个不错的选择。

虚拟电厂是一种通过信息通信技术和软件系统，对分散式能源、可控负荷、电动汽车等分散式能源资源进行聚合协调优化，作为专用电厂参与电力市场和电网运行。虚拟电厂具有资源聚合能力，在“双碳”政策和新能源体系的背景下，虚拟电厂正成为解决中国能源转型问题的重要手段。作为新能源发电趋势的一部分，电力供应受到自然因素的限制，发电高峰与需求侧的用电高峰不一致，一旦发生紧急情况，电网很可能遭到破坏。通过调整负荷，虚拟电厂可以解决配电问题和助力电网平稳运行。

虚拟电厂优点

首先，在环保方面虚拟电厂展现出明显的优势。相较于传统发电厂依赖燃煤、燃油等能源，排放出的有害物质如烟尘、二氧化硫、氮氧化物等对环境造成严重污染，虚拟电厂主要依赖可再生能源，如太阳能、风能等。这些可再生能源在发电过程中几乎没有污染物排放，对大气和水质的污染影响极小。在全球环保意识日益增强的背景下，虚拟电厂的环保特性使其在未来发展中具有巨大的潜力。

其次，虚拟电厂展现出卓越的灵活性。传统发电厂的建设、调试和运维过程相对繁琐复杂。这些过程涉及大量的规划和建设工作，包括选址、设备采购、施工等，需要耗费大量时间和资源。并且，传统发电厂的调试和运维也需要专业知识和经验，以确保设备的正常运行和电力供应的稳定。由于这些过程的复杂性和耗时性，传统发电厂难以迅速响应电力需求的变化。然而，虚拟电厂能够快速调整输出功率，以满足实时电力需求，提供更为灵活的电力供应服务。这种灵活性不仅能够提升电力供应的效率，还能有效应对不同时间段的电力需求变化，如尖峰用电和低谷用电。

从经济角度来看，虚拟电厂也具备显著优势。其建设成本通常低于传统发电厂，因为虚拟电厂可以利用现有的可再生能源设备进行搭建，无需大规模的土地和建筑物投入。同时，虚拟电厂的运营成本也较低，减少了人力和物力的投入，大幅降低电力供应的成本，从而提高经济效益。

最后，虚拟电厂在供电可靠性上表现优越。传统发电厂可能受地理位置和季节因素影响，供电能力受到限制。然而，虚拟电厂具有整合分散在不同地区的可再生能源设备的能力，将其联网形成一个大规模的虚拟发电系统。这种系统通过智能调度技术和有效的能源管理，能够优化资源的配置和利用，确保电力供应的稳定性和可靠性。

综上所述，作为一种新兴的电力供应模式，虚拟电厂展现出明显的优势，包括环保、灵活性、经济性和可靠性。这些优势使得虚拟电厂在未来能源领域的发展中具有广阔的应用前景和重要价值。

图表：虚拟电厂优势

资料来源：智研瞻产业研究院

虚拟电厂分类

按照程度和规模分类：根据虚拟电厂的程度和规模，可以将其分为两种类型：一种是完全虚拟电厂，即由多个分散的独立电源组成，在物理上并不相连，但通过虚拟集中控制系统实现了协同运作；另一种则是部分虚拟电厂，即既包括独立电源，也包括传统发电站。

按照技术标准分类：根据虚拟电厂的技术标准，可以将其分为两大类：一种是基于国际标准的虚拟电厂，如IEC 61850等；另一种则是基于国内标准的虚拟电厂。

按照参与主体分类：根据虚拟电厂的参与主体，可以将其分为两类：一种是商业虚拟电厂，即由商业机构或发电企业建设和运营；另一种则是公共虚拟电厂，即由政府或其他公共机构建设和运营。

按照能源类型分类：根据虚拟电厂所涉及的能源类型，可以将其分为多种类型，如风电虚拟电厂、太阳能虚拟电厂、火电虚拟电厂等。

图表：虚拟电厂分类

资料来源：智研瞻产业研究院

虚拟电厂行业产业链

虚拟电厂的产业链由三个主要环节构成：上游基础资源、中游数字平台以及下游虚拟电厂聚合商。在上游基础资源环节，主要包括可控负荷、分布式能源以及储能系统。这些基础资源可以来自各种工厂车间、商场以及大型电器等设备。进入中游环节，数字化平台发挥着关键作用。这个平台是虚拟电厂和智能能源控制系统的核心，负责整合、优化和协调各种资源。通过这个数字化平台，虚拟电厂能够实现高效的能源管理和调度。可与配电中心、电力交易中心交互；下游地区可为广大用户提供配电、并网和营销服务。

图表:虚拟电厂产业链

资料来源：智研瞻产业研究院

虚拟电厂行业规模

2017 年，我国虚拟电厂市场规模约为 5 亿元人民币。2018 年，我国虚拟电厂市场规模呈现出高速增长态势，达到 20 亿元人民币左右。与虚拟发电厂相关的公司的营业收入总体上有所增加。2022年上半年，恒石科技营业利润4.29亿元，同比增长25.06%;东方电子营业利润21.87亿元，同比增长23.53%;金智科技营业利润63.81亿元，同比下降13.58%;远光软件营业利润8.96亿元，同比增长19.11%。

1.17-22市场规模数据图表:

统计数据显示，2017年中国虚拟电厂行业市场规模5.2亿元，2022年中国虚拟电厂行业市场规模53.8亿元。2017-2022年中国虚拟电厂行业市场规模如下：

图表：2017-2022年中国虚拟电厂行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理

2. 23-29市场规模数据图表

预测，2029年中国虚拟电厂行业市场规模115.5亿元。2023-2029年中国虚拟电厂行业市场规模预测如下：

图表：2023-2029年中国虚拟电厂行业市场规模预测

数据来源：智研瞻产业研究院整理

虚拟电厂发展障碍

首先，当前虚拟电厂的市场定位和市场准入标准尚未明确，这在一定程度上制约了其发展。在市场定位方面，由于虚拟电厂能够聚合多种资源，其市场定位也存在多元化的特点。例如，虚拟电厂可以作为发电企业、售电企业，甚至是电力消费者参与市场。这种多元化的市场定位使得不同的参与者在市场中有着不同的角色、策略，以及相应的权利和义务。

在市场准入方面，随着2021年底国家能源局发布新版《两个细则》，虚拟电厂的地位得到了明确。新细则确认了虚拟电厂作为并网主体和辅助服务市场主体的角色，为虚拟电厂参与市场提供了明确的法规依据，但各地在虚拟电厂的接入规则上仍未完善。目前，虚拟电厂在容量规模、响应时间等方面还缺乏统一的标准，这使得虚拟电厂在参与市场时面临一定的不确定性和难度。

因此，为了促进虚拟电厂的健康发展，有必要进一步明确其市场定位，并制定出统一、完善的市场准入标准。这将有助于规范虚拟电厂的市场行为，提高市场的公平性和效率，同时也为虚拟电厂的发展创造更加良好的市场环境。

其次，电力市场接受的新兴企业不够。虽然我国已经启动了现货市场试点，基本建立了省省两级市场格局，建立了中长期+电能现货市场和辅助服务市场，但可以参与新兴市场，虚拟电厂等参与者的参与相对有限。目前，虚拟电厂仅参与峰值负荷辅助服务市场。由于虚拟电厂兼具发电和负荷的特性，其在多数省份的现货市场中面临着参与限制。目前，这些省份的现货市场主要侧重于发电端，呈现出片面市场的特点。因此，虚拟电厂在多数情况下无法积极参与市场，或是只能作为价格接受者参与，这无疑限制了虚拟电厂灵活适应价值的体现。为了充分发挥虚拟电厂的优势，有必要调整现货市场的机制，以更好地适应虚拟电厂的特点，并允许其作为活跃的市场参与者，从而充分体现其灵活适应的价值。

再次是我国辅助服务市场规模小且单一，虚拟电厂价值难以体现。从市场规模的角度来看，目前我国辅助服务市场的总费用大约占全社会电费总费用的1.5%，国际为3％。一些国家，例如英国，占辅助服务成本的 10％ 以上。从产品类型的角度来看，我国辅助服务市场主要以调峰服务为主。然而，在部分地区或省份，调频和后备辅助服务也开始逐步开展，不乏电压支持、黑启动、爬坡、调峰等。其他类型的辅助服务，调频市场还没有反应，速度进一步分化。

图表：虚拟电厂发展障碍

资料来源：智研瞻产业研究院

虚拟电厂发展趋势

趋势一：政策助力虚拟电厂崛起

中国政府积极推动“能源革命”与可再生能源发展。为此，国家能源局多次发布文件，指导并加速虚拟电厂建设，提供了有力的政策支持。政府强化可再生能源发电补贴，并结合虚拟电厂建设与新能源发电推进，促进可再生能源发电装机规模的增长。此外，为提升电力市场效率，政府制定了相关市场规范，进一步支持虚拟电厂的发展。未来，政策环境将持续优化，推动虚拟电厂进步。

趋势二：技术创新驱动虚拟电厂进化

虚拟电厂的发展深受技术创新影响。物联网技术实现了多元能源设备的智能集成。储能技术的进步则实现了能源的高效存储与利用，配合智能调度系统，达到能量的动态平衡。云计算与大数据技术的运用，使虚拟电厂在系统设计、运营管理等方面更为高效、安全、精准。同时，通过数据加密、安全监控等方式，虚拟电厂的安全性也得到增强。未来，技术的持续进步与创新将推动虚拟电厂持续发展。

趋势三：虚拟电厂市场潜力巨大

作为新能源发展的重要途径，虚拟电厂市场前景广阔。据市场研究机构预测，中国虚拟电厂市场规模将在未来几年持续增长，未来五年市场规模年增长率将维持两位数。

虚拟电厂将成为电力市场的重要角色，参与多种电力交易市场，包括能量交易、市场调节、储能服务等。此外，虚拟电厂还将与物联网、人工智能等新技术融合，为用户提供更智能、高效、安全的电力供应。在应对能源挑战和探索新能源发展路径的过程中，虚拟电厂以其独特的优势和巨大的潜力，无疑将成为未来的重要选择。

图表：虚拟电厂发展趋势

资料来源：智研瞻产业研究院