虚拟电厂风起，蓝海市场开启-开源证券.pdf

计算机 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 1/26 计算机 2022年 08月 21日 投资评级： 看好 （ 维持 ） 行业走势图 数据 来源： 聚源 《周观点：底部布局信创板块 — 行业 周报》 -2022.8.14 《周观点：继续推荐信创和 EDA板块 — 行业周报》 -2022.8.7 《关注信创板块的投资机会 — 行业周 报》 -2022.7.31 虚拟电厂风起，蓝海市场开启 —— 行业深度报告 陈宝健（分析师） chenbaojian@kysec.cn 证书编号： S0790520080001  虚拟电厂， 乘风而起 虚拟电厂是通过 先进 信息技术聚合分布式能源 ， 参与电力市场的电源管理系统。 “双碳”背景下，新能源装机比例及用户侧间歇性负荷的进一步增长，对电力系 统灵活调节能力提出了越来越高的要求。根据 36 氪引自国家电网数据，通过火 电厂实现电力系统削峰填谷，满足 5%的峰值负荷需要投资 4000亿；而通过虚拟 电厂，在建设、运营、激励等环节投资仅需 500-600亿元。我们认为虚拟电厂显 示出较强的经济性，有望成为 提高 新型电力系统 灵活性 的重要 手段 。 按照发展阶 段， 虚拟电厂 可 分别 合约型、市场型和自主型三类。 目前欧美已进入市场型阶段， 并积极探索自主型模式，国内尚处于合约型阶段，向市场型迈进是必由之路。  他山之石：欧美龙头积极探索市场型和自主型虚拟电厂 Next Kraftwerke 是欧洲最大的虚拟电厂运营商 之一 。欧洲虚拟电厂发展起步较 早 ， 其中以德国 厂商 Next Kraftwerke最为典型。 NextKraftwerke提供涵盖 数据采 集、电力交易、电力销售、用户结算等全链条 的解决方案 ， 并提供虚拟电厂 运营 服务 ， 盈利模式 包括 电网辅助服务 和 电力市场交易 ， 凭借高超资源聚合能力和多 元商业模式，营业收入实现较快增长 ， 2019年营业收入 为 6.81亿欧元 , 2012-2019 年营业收入 CAGR高达 52%。 Autobidder：特斯拉新能源产业生态的枢纽 。特斯拉 已 初步构建起“车 +桩 +光 + 储 +荷 +智”的新能源闭环生态 ，其中 虚拟电厂智能平台 Autobidder是核心枢纽， 负责新 能源交易 和 控制 管理。根据《智慧能源管理平台支撑需求侧变革》统计， Autobidder管理着数百兆瓦的电力资产，在澳大利亚等多地落地成熟的市场型虚 拟电厂项目，并在美国德州积极探索自主型虚拟电厂模式。  国内实践：政策加速落地，看好合约型向市场型迈进 国内虚拟电厂仍处于概念验证和试点示范阶段，以合约型为主。《 2030年前碳达 峰行动方案》、 《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》 等顶层规划不 断落地， 政策催化有望加速国内虚拟电厂向市场型迈进。 2022年 5月 20日，国 电投深圳能源虚拟电厂平台 试点 ，成为国内首个虚拟电厂调度用户负荷参与电力 现货市场盈利的案例。 长期来看， 根据 封红丽 在 《虚拟电厂市场发展前景及实践 思考》 一文中 的测算， 以 投资成本按 1000元 /千瓦计算 ， 预计 2025年、 2030年， 虚拟电厂投资规模分别至少约为 785亿元、 1062亿元。  投资建议 高度重视虚拟电厂投资机遇，重点推荐朗新科技、远光软件、东方电子等 在虚拟 电厂领域具有产品技术储备和项目落地的电力信息化核心厂商 ，其他受益标的包 括国能日新、国网信通、恒实科技等。  风险提示： 疫情反复风险；“双碳”落地不及预期风险；市场竞争加剧风险。 -38% -29% -19% -10% 0% 10% 19% 2021-08 2021-12 2022-04 计算机 沪深 300 相关研究报告 开 源 证 券 证 券 研 究 报 告 行 业 深 度 报 告 行 业 研 究 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 2/26 目 录 1、 虚拟电厂，乘风而起 4 1.1、 概念 ： 发挥 “电厂 ”作用的电源协调管理系统 4 1.2、 功能：提高新型电力系统灵活性的重要支撑 4 1.3、 结构 ： 虚拟电厂的核心在于 “聚合 ”和 “通信 ”. 6 1.4、 发展阶段 ： “合约型 -市场型 -自主型 ”演进 . 7 2、 他山之石：欧美龙头积极探索市场型和自主型虚拟电厂 . 8 2.1、 Next Kraftwerke：欧洲最大的虚拟电厂运营商之一 . 8 2.2、 Autobidder：特斯拉新能源产业生态的枢纽 . 10 3、 国内实践：政策加速落地，看好合约型向市场型迈进 . 13 4、 投资建议 16 4.1、 朗新科技：深耕廿载的能源数字化龙头 16 4.2、 远光软件：电力集团管理软件龙头，携手国网数科扬帆起航 17 4.3、 东方电子 ： 智能电网 “小巨人 ” 19 4.4、 国能日新：新能源发电功率预测龙头，类 SaaS模式成长可期 20 4.5、 国网信通 ： 国网旗下电力数字化龙头 ， “虚拟电厂 +储能 ”先驱 21 4.6、 恒实科技：综合能源服务领军，乘虚拟电厂东风而起 22 4.7、 受益标的盈利预测和估值 . 23 5、 风险提示 24 图表目录 图 1： 虚拟电厂是一种发挥 “电厂 ”作用的电源协调管理系统 4 图 2： 发电侧：新能源发电比例提升（ %） 5 图 3： 用电侧： 三产居民成为新增负荷主体 5 图 4： 相较传统电力系统 ， “虚拟电厂 ”更能满足新能源消纳需求 6 图 5： 较火电方案，虚拟电厂经济性突出 . 6 图 6： 虚拟电厂的核心是 “聚合 ”和 “通信 ” 7 图 7： Next Kraftwerke提供虚拟电厂全套解决方案 9 图 8： Next Kraftwerke公司 2012年来营业收入保持较快增长 10 图 9： 特斯拉形成 “车 +桩 +光 +储 +荷 +智 ”的新能源产业生态闭环 . 10 图 10： Autobidder是系统 +平台 +算法库 11 图 11： Autobidder是虚拟电厂实时交易 和控制平台 . 12 图 12： 特斯拉联合 PG&E推出虚拟电厂 . 13 图 13： Tesla等头部虚拟电厂涌入澳大利亚电力市场 13 图 14： 深圳能源虚拟电厂实现盈利 . 14 图 15： 朗新科技聚焦 “能源数字化 +能源互联网 ”双轮驱动发展战略 16 图 16： 朗新科技 2021年收入增速提振 . 16 图 17： 朗新科技 2021年净利润平稳增长 . 16 图 18： 东方电子开发的粤能投负荷聚合虚拟电厂项目聚合众多分布式能源 20 图 19： 国能日新形成以新能源发电功率预测产品为核心的产品体系 20 图 20： 国能日新功率预测类 SaaS模式具有高复购、高留存、高毛利率的优点 21 图 21： 国网信通虚拟电厂在国网山西电科院晋中 -榆次试验中心完成部署试运行 . 22 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 3/26 图 22： 恒实科技提供综合能源服务解决方案 22 图 23： 恒实科技在综合能源服务领域具有丰富技术积淀 23 表 1： 虚拟电厂主要包括分布式资源聚合和集控平台 7 表 2： 虚拟电厂 ： “合约型 -市场型 -自主型 ”演进 . 8 表 3： Next Kraftwerke是欧洲最大的虚拟电厂运营商之一 8 表 4： Next Kraftwerke公司探索多元商业模式 9 表 5： 特斯拉形成 “车 +桩 +光 +储 +荷 +智 ”的新能源产业生态闭环 . 11 表 6： 特斯拉虚拟电厂项目落地美国、澳大利亚等多个地区 12 表 7： 虚拟电厂在国内多点开花 . 13 表 8： 广州市补贴支持 “虚拟电厂 ”发展 13 表 9： 虚拟电厂政策催化加速 . 14 表 10： 虚拟电厂 2030年投资规模有望达到千亿级 15 表 11： 国能日新等积极布局虚拟电厂领域 15 表 12： 远光软件经历三个发展阶段 . 17 表 13： 国网数科为远光软件控股股东（截至 2022Q1） 18 表 14： 远光软件股票期权激励对象广泛 . 18 表 15： 东方电子在智能电网全产业链各环节均有成熟解决方案 19 表 16： 受益标的盈利预测和估值 . 23 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 4/26 1、 虚拟电厂 ， 乘风而起 1.1、 概念 ：发挥“电厂”作用的电源协调管理系统 虚拟电厂是一种通过信息技术聚合分布式能源 ， 参与电力市场的电源管理系统 。 1997年 Shimon Awerbuch博士在其著作《虚拟公共设施：新兴产业的描述、技术及 竞争力》中首次提出“虚拟电厂” （ VirtualPowerPlant， VPP） 这一术语，并将其定义 为：独立且以市场为驱动的实体之间的一种灵活合作，这些实体不必拥有相应的资 产而能够为消费者提供其所需要的高效电能服务。 根据 钟永洁 等发表的 《 虚拟电厂基础特征内涵与发展现状概述 》 一文 ， 虚拟电 厂不是一个真实的物理电厂，但起到了电厂的作用：发出电能，参与能量市场；通 过调节功率来参与辅助服务市场调峰、调频等。 VPP 是一种通过先进信息通信和监 测控制技术，聚合优化海量分布式新能源、储能系统、可控负荷、电动汽车，作为 一个特殊电厂参与电网运行和电力市场的电源协调 管理系统，对外表现为一个可控 电源。它既可作为“正电厂”向系统供电，又可作为“负电厂”通过负荷侧响应以 配合系统填谷 。 图 1： 虚拟电厂是一种发挥“电厂”作用的电源协调管理系统 资料来源： 钟永洁 等 《 虚拟电厂基础特征内涵与发展现状概述 》 2022 1.2、 功能 ：提高新型电力系统灵活性的重要支撑 “双碳”背景下， 新能源装机比例及用户侧间歇性负荷的进一步增长，对电力 系统灵活调节能力提出了越来越高的要求。挖掘负荷侧的灵活性资源和调节潜力， 成为提升电力系统调节能力和保障电力 安全稳定 供应的重要手段。 发电侧： 新能源发电比例提升，对电力系统灵活调节能力提出更高要求 。 以 光 伏和 风 力 为代表的新能源 发电， 严重依赖于光照强度、风力强度等自然资源特性指 标 ， 具有显著的间歇性和强随机波动性，若将单一形式的多台新能源发电机组规模 化地接入大电网，将产生较严重的系统稳定性问题，制约新能源电力大规模开发利 用 。 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 5/26 图 2： 发电侧：新能源发电比例提升（ %） 数据 来源： 国家统计局、开源证券研究所 用电侧：三产居民成为新增负荷主体，时段性需求模式使得电力负荷特性恶化 。 根据 袁家海 等撰写的 《 中国电力供应安全的经济分析与保障 路径研究》 报告 ， 中国 经济基本完成工业化 进程 、三产居民用电负荷成为新增负荷主体、叠加极端气象因 素，用电负荷特性持续恶化，主要表现为用电峰谷差拉大、尖峰负荷拔高且短暂、 平均负荷率降低 。 如果继续单纯依靠增加电源来满足 100%的负荷需求要付出 较高 代 价。 图 3： 用电侧：三产居民成为新增负荷主体 数据 来源： 国家统计局、开源证券研究所 虚拟电厂是安全高效 进行 新能源 消纳 的有效 手段 。 虚拟电厂 是满足新型电力系 统需求侧互动响应能力提升 的 重要工具 。 作为提升电力系统调节能力的重要手段之 一 ，虚拟电厂 对缓解电力紧张 、促进新能源电力消纳 将发挥重要作用 。 虚拟电厂提供的新能源电力与传统能源和储能装置集成的模式， 助力电力系统 由传统的“ 源随荷动”的运行模式向“源荷互动”转变 ，从而保障 在智能协同调控 和决策支持下对大电网呈现出稳定的电力输出特性， 成 为 新型电力系统安全稳定运 行的 有效抓手 。 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 火电 水电 核电 风电 太阳能发电 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 第一产业 第二产业 第三产业 城乡居民生活用电量 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 6/26 图 4： 相较传统电力系统，“虚拟电厂”更能满足新能源消纳需求 资料来源： 《虚拟电厂基础特征内涵与发展现状概述》 电力供需趋紧背景下，虚拟电厂经济效益突出， 前景可观 。根据 36氪数据， 在 需求侧，我国东西部电力供需关系趋紧，电力峰谷差矛盾日益突出，各地年最高负 荷 95%以上峰值负荷累计不足 50小时，亟需可靠的解决方案来应对。在供给侧，技 术日渐成熟促使虚拟电厂成本不断下降。 根据 36氪引自国家电网数据， 通过火电厂 实现电力系统削峰填谷，满足 5%的峰值负荷需要投资 4000 亿；而通过虚拟电厂， 在建设、运营、激励等环节投资仅需 500-600亿元。 我们认为虚拟电厂显示出较强的 经济性，有望成为新型电力系统建设的重要方向。 图 5： 较火电方案， 虚拟电厂经济 性 突出 资料来源： 36氪 1.3、 结构 ： 虚拟电厂的核心在于 “聚合”和“通信” 虚拟电厂的核心是“聚合”和“通信” ， 一是为配电网侧屋顶光伏、小型燃气轮 机、用户自建储能、柔性负荷、充电汽车等分散式资源进行聚合；二是为用户和电 网调度中心提供连接的平台，通过聚合技术服务于电网运行，并从电网和用户中获 取相应的利润。 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 7/26 图 6： 虚拟电厂的核心是“聚合”和“通信” 资料来源： 李鹏 等 《 虚拟电厂参与电力市场与调度控制技术研究综述 》 2022 表 1： 虚拟电厂主要包括分布式资源聚合和集控平台 组成 涵义 分布式 资源 电源 包括自用型分布式能源 （ DDG） 和公用型分布式能源 （ PDG）： DDG以户用光伏为主，定位为自发自用、余电上网” ； PDG主要包括风电、光伏、气电等中小型分布式电源， 为住宅、商业或工业设施等供电，目标是尽量出售自产电能以获得收益 储能设备 以分布式电化学储能为主，可以适应电力需求变化，补偿分布式电源发电出力波动性和不可控性，改善分布 式电源出力波动所致的电网不稳定问题，增强系统对分布式电源的消纳能力并提高能源利用效率 可控负荷 分为主动可控负荷和被动可控负荷，可以进行动态调度管理，有助于降低间歇性分布式电源对常规负荷的影 响，维持系统功率平衡，提升分布式能源利用效率，实现电网和用户双向互动 集控 平台 软件平台 主要作用是基于电网、资产和天气状况进行监视和预测，通过平衡运行约束和经济指标调度各类资源 通信设施 主要用于获取数据和发出指令 ： 不同运营商和终端设施选择不同通信协议，很多第三方聚合商使用手机网络，而电力公司大多选择巳经部署到位的专用网络 控制装置 平台运营商传递指令的控制单元，第三方运营商一般设计自有控制单元，与负荷和发电资源进行有效对接，电力公司一般从专业供应商购买此类装置，风电、光伏和储能电池一般通过加装额外功能的逆变器接收指令 资料来源： 全球能源互联网发展合作组织运行局 《虚拟电厂技术和商业模式研究》 2022、开源证券研究所 1.4、 发展阶段 ： “ 合约型 -市场型 -自主型”演进 按照资源类型，可将 VPP 分类为：需求型、供给型（电源型）和混合型三种 。 综合参考 《虚拟电厂技术和商业模式研究》 、《 虚拟电厂市场发展前景及实践思考 》（作 者 封红丽 ） ，需求侧资源型 VPP 以可控负荷以及用户侧储能、 DDG 等资源为主， 具 有功率调节能力，可以参与辅助服务市场，能量出售属性不足 。供给侧资源型以 PDG、 电网侧和发电侧储能等资源为主， 具有能量出售的能力，可以参与能量市场，并视 实际情形参与辅助服务市场 。混合资源型由分 布式发电、储能和可控负荷等资源共 同组成。其中， 日本和德国以储能和分布式电源 为主 ，美国以可控负荷为主 。 按照发展阶段，可将 VPP 划分为合约型、市场型和自主型三大类 。合约型（邀 约型）阶段为虚拟电厂初始阶段，通过专项资金、特定合同、激励政策引导聚合商 参与，完成邀约、响应和激励流程。 在不同牵头单位和市场的驱动下，虚拟电厂的 组织方式 将 逐步从邀约型转变为市场型 ，在市场型阶段主体通过参与电能现货市场、 辅助服务市场获得收益。自主型阶段是高级发展阶段，将能实现跨空间自主调度， 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 8/26 既包含可调负荷、储能和分布式能源等基础资源，也包含 由这些基础资源整合而成 的微网、局域能源互联网。 表 2： 虚拟电厂： “合约型 -市场型 -自主型”演进 发展阶段 涵义 目的 工具 主体 场景 对象 1.0 合约型 主要通过需求响应激励资金池 推动市场需求 削减峰荷 需求响应 政府机构 供热供冷 用电单位 2.0 市场型 主要通过市场交易引导用电方 加入电力市场 电力平衡 现货市场 交易机构 调峰调频 发电企业 3.0 自主型 主要通过信息化强化市场主体 参与力度 能源改革 智能算法 运营机构 有源负荷 产销用户 资料来源： 《虚拟电厂技术和商业模式研究》 、开源证券研究所 2、 他山之石： 欧美龙头积极探索 市场型和自主型虚拟电厂 2.1、 Next Kraftwerke：欧洲最大的虚拟电厂运营商 之一 欧洲虚拟电厂发展起步较早 ， 项目数量和案例相对较多 。其中，以德国、英国、 法国的虚拟电厂建设最为典型。根据 《虚拟电厂技术和商业模式研究》 统计，截至 2020年底，英国虚拟电厂项目数量已超过 32个，总容量达到 616万千瓦。虚拟电厂 已成为英国电网灵活调节能力的重要来源。法国虚拟电厂项目主要由法国电力公司 开发实施，项目数量累计超 17个，总容量超 150万千瓦。德国虚拟电厂项目已基本 实现商业化，项目参与方主要为独立运营商、售电公司，其中规模最大的运营商 NextKraftwerke近年来聚合电容量快速提升。 Next Kraftwerke 是欧洲最大的虚拟电厂运营商 之一 。 NextKraftwerke是德国一 家大型的虚拟电厂运营商，同时也是欧洲电力交易市场认证的能源交易商，参与能 源的现货市场交易 。 表 3： Next Kraftwerke 是欧洲最大的虚拟电厂运营商 之一 混合型 电网公司共建平台模式（英国特有） 电网发起采购模式（法国特有） 项目名称 NextKraftwerke Piclo RINGO 主要参与方 社区用户、技术开发商 配电公司、输电公司、平台运营商、 配网侧灵活性资源提供商 输电网公司、储能装置运营商 能源组合 发电侧、需求侧、储能 发电侧、需求侧、储能、分布式电源 储能装置 规模（万千瓦） 902 444.2 3.2 平衡服务 √ √ √ 直接销售 √ 需求响应 √ √ 投资方 Next Kraftwerke 政府补助、电网公司、其他社会资本 政府补助、电网公司先投资后出售 平台运营商 Next Kraftwerke Piclo 法国电网 公司 RTE 盈利方 聚合用户 ：增加售电收 益，分享电网平衡服务 收益； 平台运营商 ：分享电网 平衡服务收益。 配网侧灵活性资源 ：获得电网公司 所 支付平衡费用的部分收益； 平台运营商 ：获得技术服务使用费 电网公司 ：通过示范实现技术积累，减少新增线 路投资，降低系统平衡成本； 后期资产收购方 ：通过与电网公司签署协议，储 能装置仍由电网调控，可获得固定收益 资料来源： 《虚拟电厂技术和商业模式研究》 、开源证券研究所 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 9/26 Next Kraftwerke 提供 虚拟电厂 全套解决方案 。 NextKraftwerke公司涉及 虚拟电 厂 业务涵盖 数据采集 、电力交易、电力销售、用户结算等 全链条 ，同时也可以为其 他能源运营商提供虚拟电厂的运营服务。 图 7： Next Kraftwerke 提供虚拟电厂全套解决方案 资料来源： 云智环能 《 虚拟电厂概念、关键技术及市场发展现状 》 Next Kraftwerke 资源聚合能力高超 。根据《 虚拟电厂基础特征内涵与发展现状 概述 》， NextKraftwerke 可以实现 风电光伏、生物质发电 2 种发电资源的整合， 优势 互补， 能以较大的竞争优势参与电力市场，获取最大收益。 同时，可以 通过聚合资 源量变上升为质变，以聚合后资源参与电能量市场和辅助服务市场，提高议价能力， 在获取最大收益的同时为电网安全稳定运行贡献力量 。 Next Kraftwerke 积极探索多元盈利模式 。德国《可再生能源法》明确规定，所 有 100 千瓦以上可再生能源发电项目必须参与电力市场交易销售，因此很多分布式 新能源项目倾向于选择交由虚拟电厂运营。除直接参与新能源电力市场交易外，以 NextKraftwerke为代表的德国虚拟电厂运营商也在积极聚合生物质发电、水电等灵活 性较高的机组，从日内市场和平衡市场获利。 表 4： Next Kraftwerke 公司探索多元商业模式 序号 模式详述 模式 1 将风电、光伏等零或低边际成本的发电资源参与 电力市场交易 模式 2 利用每次 15min，每天 96次的电力市场价格波动，虚拟电厂调节分布式电源的出力、需求响应，实现 低谷用电、高峰售电 ，获取最大经济利润 模式 3 利用微燃机、生物质发电等启动速度快、出力灵活的特点， 参与 电网辅助服务 ，获取收益 资料来源：《 虚拟电厂基础特征内涵与发展现状概述 》、开源证券研究所 凭借高超的 资源 聚合能力 和多元商业模式 ， Next Kraftwerke 营业收入实现 较快 增长 。 截至 2018年， NextKraftwerke管理了超过 6854个客户资产，包括生物质发电 装置、热电联产、水电站、灵活可控负荷、风能和太阳能光伏电站等，容量超 5987MW。 NextKraftwerke 管理的单个客户资源平均只有 0.87MW，单个资源规模偏小且零散， 调度和交易难度大、成本高，很难通过市场交易获利。 NextKraftwerke公司通过其高 超的资源聚合能力和创新的商业模式， 营业收入保持较快增速 。 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 10/26 图 8： Next Kraftwerke 公司 2012 年来营业收入保持较快增长 资料来源： NextKraftwerke公司官网 2.2、 Autobidder： 特斯拉 新能源产业生态 的枢纽 特斯拉形成“车 +桩 +光 +储 +荷 +智”的新能源产业生态闭环 。根据《 特斯拉新 能源生态闭环 》总结， 特斯拉在电动汽车业务取得突破后，不断进军储能、发电、 虚拟电厂等新能源领域，初步构建起“车 +桩 +光 +储 +荷 +智”的新能源闭环生态。 （ 1）“车 +桩” 组成特斯拉新能源生态体系的用能端 ， 通过对车型布局、电池系 统、充电网络和充电技术的持续迭代优化，特斯拉电动汽车和充电设备等产品受到 市场广泛认可。 （ 2）“光 +储” 组成特斯拉新能源生态体系的产能端 ， 在“车 +桩”的 用能端率先取得突破的基础上，特斯拉开始进军储能项目开发、光伏和储能设备制 造、光伏发电运营等领域，形成在产能端的光储协同布局。 （ 3）“荷 +智” 组成特斯 拉新能源生态体系的交易端， 虚拟电厂智能平台 Autobidder 实现了在交易端与公用 电网的连接，成为特斯拉构建新能源生态体系的基本依托。 图 9： 特斯拉 形成“车 +桩 +光 +储 +荷 +智”的新能源产业生态闭环 资料来源： 桂原 等 《 特斯拉新能源生态闭环 》 2022 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 11/26 表 5： 特斯拉 形成“车 +桩 +光 +储 +荷 +智”的新能源产业生态闭环 领域 布局 车 2008，电动跑车 Roadster面市 2012、 2015， ModelS、 ModelX先后面市 2017、 2020， Model3、 ModelY批量交付 桩 2012-2019，连续推出三代超级充电桩 光 2016，以 26亿美元收购美国光伏面板制造及运营企业 SolarCity，并将自有家用储能产品与其整合， 开发了面向居民用户的太阳能发电屋顶 SolarRoof，成为当时全球唯一实现分布式能源产业链垂直整合的企业 储 2011，在高电价和加州政府高额补贴的双重加持下，进入储能领域 2015，成立能源部门 TeslaEnergy， 随之布局光伏发电与深化光储协同， 逐渐形成了涵盖小型家用级（ Powerwall）、中型商用级（ Powerpack）和大型公用级（ Megapack）的储能产品布局 荷 +智 2017，推出集能源交易管理系统、实时交易控制系统和复杂算法库于一体的虚拟电厂智能平台 Autobidder 资料来源： 《 特斯拉新能源生态闭环 》 、开源证券研究所 Autobidder 是系统 +平台 +算法库 。 根据 吴建军等 发表的 《智慧能源管理平台支 撑需求侧变革》 一文 ， Autobidder不仅仅是电力交易的数字化软件，特斯拉还赋予它 分布式能源交易管理系统、虚拟电厂交易和控制平台，以及开源复杂算法库等更多 涵义。 图 10： Autobidder 是系统 +平台 +算法库 资料来源： 吴建军等 《智慧能源管理平台支撑需求侧变革》 2022 Autobidder 是虚拟电厂实时交易和控制平台 。 Autobidder 可以在车辆、电池、 光伏设备等特斯拉生态系统、甚至电网中自动调度能源电力，以实现高效的资源分 配和最大的商业效益。 Autobidder 可为虚拟电厂实现精准预测、快速调度、智慧响应功能 。根据 《智 慧能源管理平台支撑需求侧变革》 ， Autobidder 作为分布式数据库和算力平台与能源 产品进行双向通信，不仅能提供负荷和发电量预测共享功能，还可将各能源产品所 搭载的信息和计算数据互联共享，并依据内部算法库计算的优先级相互发送或接收 指令进行统一调动贯通，将分布式能源、可控负荷以及储能装置整合成一个虚拟的 可控集体，以提供更智能和更灵活的发电、配电和可用性。 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 12/26 图 11： Autobidder 是虚拟电厂实时交易和控制平台 资料来源： 《智慧能源管理平台支撑需求侧变革》 Autobidder 实现从 2C 业务的聚合到 2B 业 务的规模化运行 。根据 《智慧能源管 理平台支撑需求侧变革》 统计， Autobidder管理着数百兆瓦的电力资产，已在全球范 围内提供了千兆瓦时的电网服务 ，在澳大利亚、美国等多地区落地成熟的市场型虚 拟电厂项目，并在美国德州积极探索自主型虚拟电厂模式。 表 6： 特斯拉 虚拟电厂项目落地美国、澳大利亚等多个地区 地区 时间 进展 澳洲 2018 利用澳大利亚 5万多处居民光伏屋顶 SolarRoof与特斯拉家用电池 Powerwall，打造出当时全球最大的虚拟电厂，电力容 量达 250兆瓦时，电池储存总容量达到 650兆瓦时。每户家庭可通过家用光储设备自行发电和储存电能， Autobidder则 将多余的电能汇集到中大型储能设施 Powerpack和 Megapack，并出售给电网公司获得收益，实现了光伏业主、特斯拉 和电网公司的三方共赢 2019 特斯拉位于澳大利亚南部的 HornsdalePowerReserve储能电站在高频电力交易中取得成功，仅 2年多就收回投资 2020 特斯拉已在线上拥有了 1000个 Powerwall，同时也已得到下阶段新增 3000个储能产品的合约 2021 推出“特斯拉虚拟电厂能源计划”（ TeslaEnergyPlanontheTeslaVirtualPowerPlant）以扩大规模，针对南澳大利亚的 Powerwall拥有者定制了能源管理计划，并将其特斯拉能源计划和特斯拉虚拟电厂扩展到维多利亚州 2022 将其由储能产品 Powerwall提供支持的虚拟电厂业务扩展到南澳大利亚州和维多利亚州周边的其他邻近州和地区，包括 新南威尔士州、昆士兰州东南部和澳大利亚首都地区。这些地区的现有特斯拉 Powerwall所有者或新买家可以选择加入 虚拟电厂计划 美国 2022 举行 Powerwall家庭储能电池的试验项目， 64个德州北部家庭参与 该 试验，安装特斯拉屋顶太阳能板和家用储能电池。 试验结果表明，设备能够在几秒钟内激活空闲的电池容量，并为电网提供输电服务，进而减轻德州电网的压力 。 特斯拉目前正在呼吁德州的主要电网营运商改变规则，就住宅电池如何参与电力市场和获得收益制定规则。 若该计划得到德州电力可靠性委员会（ ERCOT）的批准，将在一年内推出住宅发电计划 2022 与美国加州公共事业公司 PG&E合作在加州创建新的虚拟电厂（ VPP），向符合条件的 Powerwall用户提供 2美元每 kWh 的报酬激励，以便在电网发生紧急状况时向其输送额外电力，从而保障电网稳定，避免停电事件发生 。 将有 5万个 Powerwall用户符合补贴条件，累计 500MWh的能源容量可以在电力紧急状况下调配。根据市场电力需求 情况和 Powerwall用户数量来预估的话，不论他们在任何地方，每一次电力调度，他们都能有 10-60美元的收入，并且 系统越大，收益越多。随着 Powerwall VPP项目的成功推进，特斯拉将建成世界最大的分布式电池 英国 2020 启动“英国能源计划”，并签署为“任何英国住户”提供发电的许可。英国电力系统运营商（ ESO）允许特斯拉储能电池组进入英国电网平衡机制（ BM）市场，并引入 Autobidder平台根据电能市场价格自行交易储存的电力与电量 资料来源： 《智慧能源管理平台支撑需求侧变革》 、电享科技 公众号 、开源证券研究所 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 13/26 图 12： 特斯拉联合 PG&E 推出虚拟电厂 图 13： Tesla 等头部虚拟电厂涌入澳大利亚电力市场 资料来源： 电享科技 公众号 资料来源： 电享科技 公众号 3、 国内实践： 政策加速落地，看好合约型向市场型迈进 虚拟电厂在国内多点开花 。根据 李彬 等 在 《 支撑虚拟电厂互动的信息通信关键 技术研究展望 》 一文中的 总结， 近年来国内各地积极响应国家政策和电网公司的号 召，相继发布适应本地现状的 VPP 相关政策，并开展虚拟电厂实践示范， 典型如江 苏、浙江、上海、冀北等地。 表 7： 虚拟电厂在国内多点开花 地区 主要应用场景 主要响应资源 特点 江苏 需求响应、新能源消纳等 可中断 /可调节负荷 源 –网 –荷控制系统、国内规模最大 浙江 需求响应、削峰填谷等 储能设施、充电桩、居民、楼宇等 国内单次响应体量最大 上海 商业楼宇能源管理、削峰填谷等 工商业负荷 、 储能等 以商业楼宇为主的 VPP 体系 冀北 新能源消纳、广域需求响应等 光伏 /电采暖等 多主体参与 资料来源： 李彬 等 《 支撑虚拟电厂互动的信息通信关键技术研究展望 》 2022、开源证券研究所 国内 虚拟电厂 仍处于 概念验证和 试点 示范 阶段 ， 以 合约 型 为主 。早期虚拟电厂 示范项目多为合约型需求响应类，直接参与电力市场交易的项目为数不多，仍需要 政府补贴行业发展，典型如广州市 2021年 6月发布的 《广州市虚拟电厂实施细则》 。 未来伴随 虚拟电厂 在 交易运行规则、资源聚合范围 、 新能源协调控制策略、调度算 法等方面标准 的统一 ， 有望迎来 较大 的市场化 发展空间。 表 8： 广州市补贴支持“虚拟电厂”发展 序号 响应类型 提前通知时间 补贴标准（元 /千瓦时） 响应系数 1 削峰 邀约响应 提前 1天 0-5 1 2 ＞ 4小时 1.5 3 实时响应 / 3 4 填谷 邀约响应 提前 1天 0-2 1 5 ＞ 4小时 1.5 6 实时响应 / 3 资料来源： 《广州市虚拟电厂实施细则》 、开源证券研究所；注： 补贴费用 =有效响应电量×补贴标准×响应系数 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 14/26 虚拟电厂顶层设计 加速 ，首个省级方案落地 。 2021年国务院发布的 《 2030年前 碳达峰行动方案》 中提出，引导虚拟电厂参与新型电力系统灵活调节。此后虚拟电 厂政策 催化 显著加速。 2022年 6月 23日， 山西省能源局发布《虚拟电厂建设与运营 管理实施方案》 ，为 目前国内首份省级虚拟电厂运营管理文件 。 表 9： 虚拟电厂 政策催化 加速 时间 政策文件 虚拟电厂相关表述 2021.10 国务院 《 2030年前碳达峰行动方案》 加快建设新型电力系统。大力提升电力系统综合调节能力，加快灵活调节电源建设， 引导自备电厂、传统高载能工业负荷、工商业可中断负荷、电动汽车充电网络、虚 拟电厂等参与系统调节，建设坚强智能电网，提升电网安全保障水平 2022.1 国家发改委、国家能源局 《关于加快建设全国统一电力市场体 系的指导意见》 构建适应新型电力系统的市场机制。 鼓励抽水蓄能、储能、虚拟电厂等调节电源的投资建设 2022.1 国家发改委、国家能源局 《 “十四五 ”现代能源体系规划 》 完善电力辅助服务市场机制。丰富辅助服务交易品种，推动储能设施、虚拟电厂、 用户可中断负荷等灵活性资源参与辅助服务。 2022.3 国家能源局 、 南方监管局 《 2022年南方区域电力市场监管工作 要点》 推动储能 、 虚拟电厂等更多市场主体纳入 “两个细则 ”考核补偿管理 ， 研究增加转动 惯量、爬坡等新的辅助服务品种。组织调度机构制定新型储能、虚拟电厂等第三方 主体并网调度运行规程、规范和标准 2022.6 山西省能源局 《虚拟电厂建设与运营管理实施方案》 目前国内首份省级虚拟电厂运营管理文件 2022.7 上海市政府 《 上海市数字经济发展 “十四五 ”规划 》 发展 “虚拟电厂 ”新业态 ， 利用先进计量 、 通信 、 控制等技术 ， 对分布式异构能源进 行聚合 ， 实现自动化远程调度 、 精准化智能分析和便捷化市场交易 ， 构建 “ 技术 + 产品 +运营 +生态 ”“虚拟电厂 ” 产业链条 。 建立城市级 “虚拟电厂 ”和能源互联网中心 资料来源：国务院、国家发改委、国家能源局、 山西省能源局 、 上海市政府 、 开源证券研究所 国内虚拟电厂建设从合约型向市场型迈进 。 2019 年底 ， 冀北虚拟电厂通过参与 调峰市场获利 。 2020 年底，山东开展虚拟电厂参与的现货能量市场、备用容量市场 和辅助服务市场的交易，标志着 国内 虚拟电厂建设逐步从单一市场迈向 参与联合 电 力市场、多种电力市场。 2022年 5月 20日，部署于国电投深圳能源的虚拟电厂平台 发出指令，调度尚呈新能源蛤地智能充电站将 50千瓦时电量从 0时转移至 4时 ， 根 据 5 月 26 日广东电力现货市场数据，深圳能源通过此次试验获利，平均度电收益 0.274元，成为国 内 首个虚拟电厂调度用户负荷参与电力现货市场盈利的案例。 图 14：