【前瞻系列】虚拟电厂成为AI电力落地首选,行业或迎来快速发展,产业链再梳理(附股)

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前言:有研究指出,AI在新型电力系统建设中的极佳落地场景,虚拟电厂或迎快速发展期,有乡亲希望我能梳理下相关赛道,安排!

特别说明:

有看官对我各种系列觉得好奇,想问问我是如何分类的。这里统一回复下:

对于任何的题材实际都要经历四个阶段,分别是:萌芽、成长、爆发和衰退。我不同的系列实际对应的就是不同的阶段。

萌芽阶段:依赖于专业深度和人脉广度,像21年6月和大家全网首次分享「元宇宙」题材就是如此,限于规则关系,这部分内容我分享的很少,如果时机成熟,可以多分享一下。

成长阶段:依赖于资金厚度和政策力度,像连续2年的年度总结中我都谈到的储能就是如此。这是我分享的主要内容,也就是「前瞻系列」的由来。

爆发阶段:依赖于市场氛围和专业深度,像去年初和今年末爆发的数字经济概念就是如此,爆发阶段的确是大家已经熟悉的赛道,但赛道能不能挖掘出新意,决定了你的收获,像去年数字经济,我率先分享了温控赛道,这就是「风口系列」的由来

衰退阶段:潮起就有潮落,这阶段或许还比较火,但问题就明显了,国内的投研圈也是报喜不报忧的多,有的也会被掩埋,我会尽我所能给大家做「吹哨人」。

本篇目录
1.来龙去脉
2.认识虚拟电厂
3.产业链
4.行业现状
5.细分赛道
6.行业前景
7.市场空间
8.相关上市公司
9.独家核心提示

一,来龙去脉
我国风电、光伏产业发展迅速,发电量、装机容量占比逐年上升,进而带动电力系统灵活性调节资源需求提升。机构指出,灵活性资源建设包括供给侧和需求侧两大类,虚拟电厂是需求侧中解决时间错配的有效措施。

招商证券指出,在电力调度、电力市场两个方向,AI赋能虚拟电厂是极佳的落地场景。虚拟电厂是一套智慧能源管理系统,可将电网中分布式可调节资源聚合起来作为一个“虚拟”的电厂参与电力市场交易,需要联通源网荷储多个环节,基于发电量、用电量、电价等数据信息制定更加经济合理的电力分配方案,依据实际情况与用电规律对电力生产进行合理安排,同时对负荷端进行智能控制,AI接入有望在这些环节极大提升分析可靠性和响应速度。

二,认识虚拟电厂

虚拟电厂 是 一种聚合分布式能源资源的协调管理系统。虚拟电厂 VPP(Virtual PowerPlant) 指通过信息通信技术和软件系统等控制手段,将由地理位置上分散的分布式电源、可控负荷、电动汽车、储能系统等分布式能源资源(Distributed Energy Resources,以下简称 DERs),聚合、协调、优化以成为可调度的控制单元,接受电网调度或参与电力市场交易。和传统电厂属于典型的重资产投资模式不同,虚拟电厂属于以信息化技术为支撑的轻资产模式。

三,产业链

虚拟电厂产业链包括:上游基础资源、中游系统平台和下游电力需求方。

上游基础资源:可调负荷、分布式电源和储能设备。可控负荷重点是工业、商业和公共建筑、居民等,不同应用场景负荷可调潜力差异较大,商业和公共建筑可调负荷主要是空调、照明、动力,约占楼宇负荷的25%;居民可调负荷分布散、单点容量小、聚合难度较大。分布式电源指的是小型分布式光伏、风电、火电、水电等机组。储能包括机械储能、化学储能等。

中游资源聚合商:主要是依靠互联网整合优化供给和需求的信息,增强虚拟电厂的协调控制能力。

下游为电力需求方:由电网公司、售电公司和大用户构成。

三,行业现状

1.我国虚拟电厂仍处于邀约制试点阶段

参考欧美发达国家经验,虚拟电厂发展通常包含三个阶段,初期为政府部门、调度机构牵头组织的邀约型阶段,随着电力现货市场与辅助服务市场逐步完善转向市场化阶段,此后伴随新能源占比提升与电力系统升级迈向自主调度型阶段。

当前我国虚拟电厂仍处于邀约制阶段,以广东、江苏、上海等虚拟电厂发展较快的区域的试点项目以邀约型为主,在当地的政府部门与电网牵头发出邀约后,虚拟电厂运营商开展进行分布式资源聚合,以参与电力系统日前需求侧响应与现货电能量市场,为电力系统提供灵活调节能力。

2.从竞争格局来看,虚拟电厂运营商行业集中度较低

以广州市为例,2021年 8 月,广州开展虚拟电厂电力用户和负荷聚合商征集,至 2022 年 7 月,共公布 7 个批次虚拟电厂名单,包括 31 家负荷聚合商、89 家电力用户。31 家负荷聚合商中,其主营业务分别为售电/综合能源业务/充电桩设施制造建设运营/能源数字化/电力工程/电力设备制造的企业数量分别为 4/6/5/2/7/1,整体行业竞争较为激烈,行业集中度低,未来提升的空间巨大。

3.虚拟电厂核心竞争力体现在技术与资源

客户资源:虚拟电厂本质是化零为整,聚沙成塔;拉足够多客户做聚合,聚合的灵活性资源越多,调节能力就越强;同时客户资源意味着数据,意味着能锁定优质客户并开展精准营销,形成一定的先发优势。

技术层面:虚拟电厂的主要技术包括计量技术、通信技术、智能调度决策技术、信息安全防护技术等。目前大部分虚拟电厂试点实现了初步的用户用能监测,鲜有项目实现虚拟电厂的优化调度及对分布式能源的闭环控制。

在虚拟电厂控制各种分布式能源发电设备、储能系统以及可控负荷的过程中,充分了解每种负荷的调节及控制方式并对其协调控制是关键和难点。虚拟电厂需要服从电网的调度指令,同时通过类似于调度的手段去做调节,其与调度密切相关。因此,过去在调度方面有积累的企业具有优势。

4.虚拟电厂主要分为三大类

虚拟电厂主要分为三大类:负荷型虚拟电厂、电源侧虚拟电厂和源网荷储一体化虚拟电厂:

1)负荷型:虚拟电厂运营商聚合其绑定的具备负荷调节能力的市场化电力用户(包括电动车、可调节负荷、可中断负荷等)作为一个整体(呈现为负荷状态)组建成虚拟电厂,对外提供负荷侧灵活响应。

2)电源侧虚拟电厂:顾名思义,在分布式电源发电侧建立虚拟电厂。

3)源网荷储一体化虚拟电厂:集合发电电源和负荷用电用户,作为集中式电厂,作为独立市场主体参与电力市场,原则上不占用系统调峰能力。当前我国虚拟电厂试点的多为负荷型虚拟电厂,冀北试点的虚拟电厂为国内鲜有的源网荷储一体化虚拟电厂试点。

五,细分赛道

虚拟电厂主要由发电系统、储能设备、通信系统构成。

1.储能设备

储能设备包括机械储能、电磁储能、电化学储能等,目前储能电池是虚拟电厂稳定可再生能源波动最有效的工具。由于电力需求及供给端的分时偏差,电力在日常各种应用场景的使用中可能存在供不应求或者供大于求的情况产生,故而储能设备成为电力能源行业中重要组成部分。储能设备按照存储形式的区别主要可以分为机械储能、化学储能、电磁储能、相变储能四部分。

2.通信系统

通信系统是虚拟电厂进行能量管理、数据采集与监控,以及与电子系统调度中心通信的重要环节。

3.发电系统

发电系统将自身产生的电能输送到电网,虚拟电厂中典型的发电系统包括风电、光伏等新能源发电装置。

六,行业前景

1.规划暖风频吹,鼓励虚拟电厂发展

近年来,我国在推动电力市场建设、鼓励源网荷储与新型储能发展的规划中多次提到鼓励探索虚拟电厂商业模式与加大虚拟电厂投资力度,政策内容涵盖虚虚拟电厂的应用场景、盈利机制、运行要求等。

应用场景方面,虚拟电厂在可调节负荷、楼宇空调负荷、大数据中心负荷、用户侧储能、新能源汽车等场景中均可应用于分布式资源整合;

盈利机制方面,虚拟电厂作为调节资源将探索采用容量补偿、容量市场、稀缺电价等方式保障固定成本的回收;

运行要求方面,虚拟电厂应当具备可观可测可控的需求侧响应能力,参与电力中长期、辅助服务、现货等市场交易,为系统调节提供支撑。

2.建设新型电力系统催生虚拟电厂发展需求

新型电力系统建设涵盖发电侧、电网侧、用户侧的硬件与软件升级 ,催生各环节新场景及新模式 。随着新能源产业链规模持续扩大,新型电力系统中分布式电源、可调节负荷等 DERs占比将持续提升。虚拟电厂作为具备整合海量分布式能源资源聚合能力的协调管理系统,在新型电力系统中有望扮演关键角色,发挥调节电能量与信息流向、提高电力系统运行效率的功能,有望充分受益于新型电力系统相关政策落地与建设推进而快速发展。

3.发展分布式能源是大势所趋,虚拟电厂迎来发展契机

我国提出到 2025 年公共机构新建建筑屋顶光伏覆盖率力争达到 50%,因此可以认为分布式能源进入快速发展时期。 虚拟电厂一方面可以作为传统的可调度发电厂及时响应内部需求侧,另一方面可充当分布式资源与电网运营商、电力交易市场之间的中介,实现能源交易。因此虚拟电厂是促进能源转型,实现新能源大规模并网的关键。

七,市场空间

新型电力系统发展下虚拟电厂参与辅助服务需求持续提升,叠加电力现货市场与辅助服务市场建设逐步推进,我国虚拟电厂聚合商有望通过辅助服务与电力交易等途径回收投资成本并实现盈利。

辅助服务方面,参考《广州市虚拟电厂实施细则》对虚拟电厂日前、实时参与削峰、填谷的标准进行假设,根据“辅助服务补偿=有效响应电量×补贴标准×响应系数”的计算公式测算,预计到 2025/2030 年虚拟电厂参与辅助服务的收入规模分别为 595/1,211 亿元;

电力交易方面,假设到 2025 年虚拟电厂能够全面参与现货市场,通过购售电价差实现盈利,预计 2025/2030 年虚拟电厂参与电力交易的收入规模分别为 128/741 亿元。

综上所述,预计到 2025/2030 年,虚拟电厂整体的市场空间有望达到 723/1,961 亿元,其中聚合商市场空间有望达到 374/858 亿元。

八,相关上市公司

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九,独家核心提示
「前瞻系列」,自然是有些超前的,超前并不等于没有表现,但至少说明目前还没有被市场充分挖掘,而其中最容易出现的就是个股行情带动板块行情,所以在个股的把握上更为重要,这时候特别要关注「公司业务匹配度」的情况,也就是「高匹配度个股核心内容解读」中的内容,只有关联度高才能有持续表现。

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