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虛擬電廠：配網(wǎng)層級的“微型調(diào)度” 。虛擬電廠是聚合分布式能源資源，統(tǒng)一管理協(xié)調(diào)優(yōu)化的控制系統(tǒng)。虛擬電廠是一種運(yùn)用先進(jìn)通信、計(jì)算、調(diào)度、市場等手段，聚合大量分散的分布式能源資源，并實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理與協(xié)調(diào)優(yōu)化的控制系統(tǒng)。其可為系統(tǒng)運(yùn)營商提供高效安全、快速爬坡的靈活性，同時(shí)也為海量的分布式能源資源創(chuàng)造參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)或市場交易的機(jī)會，使其獲得一定收益。從可參與虛擬電廠的資源來看，大多身處配網(wǎng)層級、可以靈活調(diào)節(jié)自身出力及負(fù)荷的資源可參與虛擬電廠。以其自身特性劃分，可分為“源、荷、儲”三類。面向市場交易、調(diào)度指令分解和分布式資源控制監(jiān)測是虛擬電廠的三大運(yùn)行要素。從整個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)來看，虛擬電廠首先以自身聚合的分布式能源資源的特性得出虛擬電廠的響應(yīng)能力。在面向市場的交易完成，調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)調(diào)節(jié)功率曲線后，虛擬電廠需要基于調(diào)用成本最優(yōu)原則將調(diào)度下達(dá)功率曲線分解至各個(gè)分布式資源，通過遠(yuǎn)程終端監(jiān)測或直接控制資源，形成資源出力/用電負(fù)荷調(diào)節(jié)，達(dá)到整個(gè)虛擬電廠完成下達(dá)功率曲線的效果。
　　構(gòu)成：“系統(tǒng)+通信+終端”，虛擬電廠緊扣輕資產(chǎn)運(yùn)行特點(diǎn)，把控運(yùn)行核心和控制要點(diǎn)。從構(gòu)成要素來看，虛擬電廠包括中央系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程終端三部分。中央系統(tǒng)即虛擬電廠主站，其中包含虛擬電廠運(yùn)行的四大功能模塊：用戶數(shù)據(jù)采集與分析，電力市場預(yù)測估計(jì)，資源建模及聚合，以及市場優(yōu)化交易決策。通信網(wǎng)絡(luò)即虛擬電廠面向調(diào)度機(jī)構(gòu)/市場機(jī)構(gòu)和面向遠(yuǎn)程終端的信息交互和控制調(diào)度通道。當(dāng)前階段，采用的主要信息通信方式為光纖+無線公網(wǎng)。遠(yuǎn)程終端作為虛擬電廠控制終端資源的手段，一般以“邊端結(jié)合”的形式，既設(shè)置即插即用的邊緣智能網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算等功能，也實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)資源的狀態(tài)監(jiān)測和柔性控制。
　　應(yīng)用場景：依托電力市場環(huán)境，多方位綜合獲益。目前，虛擬電廠商業(yè)化運(yùn)營的應(yīng)用場景以調(diào)峰為主，在無現(xiàn)貨市場的地區(qū)參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場，提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力。對于部分開展現(xiàn)貨市場并允許虛擬電廠進(jìn)入市場的地區(qū)，虛擬電廠可以選擇參與現(xiàn)貨市場，調(diào)峰及調(diào)頻輔助服務(wù)市場。除參與市場交易和響應(yīng)獲取收益外，虛擬電廠還需要考慮所得收益與調(diào)度分布式資源的成本之間的優(yōu)化問題。
　　新能源消納和新型電力系統(tǒng)發(fā)展亟需靈活資源助力，政策鼓勵下虛擬電廠發(fā)展可期。新型電力系統(tǒng)面臨“雙高”，源荷波動性亟需資源平抑。從本質(zhì)來看，新能源電力具有強(qiáng)不確定性和低保障性，新能源高比例滲透疊加居民和三產(chǎn)負(fù)荷快速增長，源荷兩端波動性增大，電力系統(tǒng)面臨缺電和棄電并存的局面，尖峰時(shí)刻電力系統(tǒng)供需不平衡矛盾凸顯。新型電力系統(tǒng)的源荷波動僅靠傳統(tǒng)煤電調(diào)節(jié)難以滿足需求，抽蓄和電化學(xué)儲能調(diào)節(jié)性能優(yōu)越，但仍存在建設(shè)周期長和運(yùn)行成本高等問題。需求側(cè)響應(yīng)調(diào)節(jié)性能較好，提升系統(tǒng)靈活性性價(jià)比較高?？紤]推廣費(fèi)用和相關(guān)智能設(shè)備以及管理平臺成本，其單位投資為200~400元/千瓦，提升系統(tǒng)靈活性的成本相較于其他資源更低。國外虛擬電廠運(yùn)行較為成熟，國內(nèi)虛擬電廠仍處于探索初期。國外虛擬電廠起步較早，發(fā)展特點(diǎn)各有側(cè)重，市場環(huán)境下運(yùn)營模式較為成熟。國內(nèi)虛擬電廠目前仍以示范項(xiàng)目為主，仍處于前期聚合控制技術(shù)驗(yàn)證和參與系統(tǒng)響應(yīng)的階段。少數(shù)項(xiàng)目實(shí)際接入調(diào)度，多數(shù)項(xiàng)目成為需求側(cè)響應(yīng)。我們認(rèn)為，雖然虛擬電廠具有優(yōu)越的調(diào)節(jié)性能和性價(jià)比，當(dāng)前時(shí)點(diǎn)虛擬電廠仍缺乏政策端頂層設(shè)計(jì)，且調(diào)用端調(diào)度部門未形成調(diào)度負(fù)荷側(cè)資源習(xí)慣，虛擬電廠的運(yùn)行和商業(yè)模式仍需探索發(fā)展。
　　缺電與棄電現(xiàn)象并存，虛擬電廠應(yīng)用空間廣闊。虛擬電廠可參與交易范圍逐步豐富。短期內(nèi)國內(nèi)虛擬電廠主要參加電網(wǎng)購買的輔助服務(wù)，遠(yuǎn)期有望進(jìn)入市場開展多層次交易與互動。虛擬電廠盈利空間測算：系統(tǒng)投資千萬級，收益率有望達(dá)10%以上。根據(jù)我們對虛擬電廠盈利空間的測算，假設(shè)某虛擬電廠項(xiàng)目地處浙江，聚合電化學(xué)儲能、可調(diào)節(jié)工業(yè)負(fù)荷和可中斷負(fù)荷，同時(shí)參與浙江工商業(yè)用戶電價(jià)峰谷套利、需求側(cè)響應(yīng)和作為獨(dú)立第三方主體參與調(diào)峰輔助服務(wù)，并獲得相應(yīng)收益。以1:9的比例進(jìn)行分成，虛擬電廠運(yùn)營商可實(shí)現(xiàn)年收益118.36萬元。項(xiàng)目靜態(tài)回收期約8.45年，項(xiàng)目投資靜態(tài)收益率約10.10%。虛擬電廠市場空間測算：短期迅速發(fā)展，“十四五”末有望形成百億級別市場。根據(jù)我們對虛擬電廠市場空間的測算，以“到2025年，電力需求側(cè)響應(yīng)能力達(dá)到最大負(fù)荷的3%～5%”的國家層面要求確定需求側(cè)響應(yīng)的市場空間，預(yù)計(jì)虛擬電廠理論市場空間為219.83/414.08/663.62/1052.65億元，虛擬電廠運(yùn)營商市場空間為32.98/74.53/146/263.16億元。
　　投資建議：虛擬電廠產(chǎn)業(yè)鏈全景：承上啟下，設(shè)備服務(wù)提供與資源聚合運(yùn)營兩條主線。從產(chǎn)業(yè)鏈參與的角度看，由于當(dāng)前虛擬電廠仍處于示范項(xiàng)目起步階段，目前已參與產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)主要以提供通信/自動化控制系統(tǒng)、預(yù)測及優(yōu)化等軟件模塊，和提供遠(yuǎn)程終端和智能電表等設(shè)備/服務(wù)提供商。部分有能力投資且有意愿嘗試虛擬電廠項(xiàng)目的企業(yè)，也會基于其已有的優(yōu)化能力或自建/控