中国虚拟电厂行业研究报告 2023年 部门：投资研究部 ©2023 iResearch Inc. 署名：赵坤、邱斯瑶 虚拟电厂VPP研究范畴界定 虚拟电厂既是电力交易市场的重要组成，也是能源互联网的有机节点 分别从VPP的两个核心驱动要素来看，其中商业规模化主要对应了“电力交易市场”的逐渐迭代，技术应用驱动，主要是对应了 “能源互联网”的大技术系统研究范式。当然，考虑本报告的阅读主体主要是企业经营者、投资机构、第三方研究机构等更加侧重 于市场商业化、企业案例分析等方向，所以本文的研究范围主要聚焦在VPP在电力交易市场背景下的商业范式研究。 虚拟电厂不同行业落位分类 虚拟电厂研究范围 交易 窄口径 电力交易市场 电力现货 交易市场 电力辅助 服务市场 电力中长期 交易市场 绿色发展 虚拟电厂 分布式发电 可控负荷 技术 泛口径 能源互联网 安全保障 智慧能源 虚拟电厂 分布储能 数字量测 AMI 广域测量 WAMS 智能监控/ 辅助决策 快速仿真/ 模拟 短期相关 长期相关 来源：国家电网、国家电力调度控制中心、艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。 ©2023.8 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 2 CONTENTS 目录 01 中国虚拟电厂行业发展背景 Development background 02 全球虚拟电厂行业发展现状 Global Industrial perspective 03 中国虚拟电厂行业发展现状 China Industrial perspective 04 国内外典型企业案例 Case study 3 01 中国虚拟电厂行业 发展背景 Development background 4 1.1中国电力能源供给端 风光发电装机量递增，对应峰谷调拨及合理消纳需求旺盛 从每年新增发电装机量来看，风光电装机量虽然存在一定的投资周期性，但是长期来看，仍是比较核心的成长型电力资产。结合其 在全天候场景下存在明显的“波动性”、“低出力”特征。从长期的投资收益角度考虑，需要结合“补贴叠加充分交易”来实现经 济效益和绿色效益的双提升。 2015-2022年中国新增发电装机量结构分布 5% 10% 24% 6% 10% 17% 2% 10% 15% 34% 42% 7% 7% 4% 4% 17% 24% 34% 26% 35% 2% 13% 38% 27% 1% 12% 19% 23% 42% 51% 40% 1% 7% 45% 25% 2019 2020 90% 60% 30% 31% 10% 2015 120% 28% 30% 25% 中国电源出力全天候分布特征 0% 2016 光电(%) 2017 火电(%) 2018 风电(%) 2021 水电(%) 2022 核电(%) 0时 2时 4时 6时 8时 10时 12时 14时 16时 18时 20时 22时 火电(%) 核电(%) 风电(%) 光电(%) 来源：国家能源局，中电联，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。 ©2023.8 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 5 1.1中国电力能源供给端 风光发电规模扩大，未来有效消纳成为绿色经济持续发展的首要目标 从能源发电结构来看，中国能源发电量占比中，风光发电的占比出现明显的扩大趋势。当然聚焦2022年，可以看到，发电量相对占 比出现了一定程度的下滑。考虑到发电装机量（前置投资因素），有效并网量（后置消纳因素）。当下节点，需要有效的解决风光 电长期、合理消纳的问题。才能在相对理想的条件下，实现在2025年达到16.5%发电占比的目标。当然，从整个电力网络的有效运 营角度来看，有效解决其“峰谷调拨”及“合理消纳”问题，将成为能源市场持续繁荣的重中之重。 2015-2022年中国能源发电量结构 3% 4% 19% 5% 9% 5% 10% 5% 5% 12% 11% 18% 18% 16% 14% 2025-2060年中国能源发电量结构预测 35% 30% 65% 70% 2050e 2060e 84% 74% 69% 68% 67% 70% 17% 2015 火电(%) 2019 水电(%) 2020 2021 风、光电及其他(%) 2022 核电(%) 2025e 风、光电(%) 其他(%) 来源：国家能源局，全球能源互联网发展合作组织，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。 ©2023.8 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 6 1.1中国电力能源供给端 分布式发电摊薄集中投资收益，平抑长期供需缺口及短期波动性 从政策推动性角度来看，分布式风光电自2021年起，开始进入强政策推动期。国家能源局及其他相关部委，分别按照不同行政层级 （省、县、市、区），以及不同执行主体（公共机构、政府机构、企业单位等）推动分布式光伏、分散式风电的加快发展。比如在 2022年5月发布的《关于促进新时代新能源 高质量发展的实施方案》，明确提出到 2025 年，公共机构新建建筑屋顶光伏覆盖率力 争达到 50%。当然，国内分散式风电，相较分布式光电，仍存在较为明显的技术商业化差距。 2017-2021年中国分散式风电装机量 2017-2022年中国分布式光电装机量 39200 996 803 30600 23852 20400 17400 13000 5258 4400 2017 2018 6748 3000 2019 新增装机量（万千瓦） 8600 3452 2020 194 12 2021 2022 累计装机量（万千瓦） 50 2017 14 64 2018 30 94 2019 新增装机量（万千瓦） 100 2020 2021 累计装机量（万千瓦） 来源：国家能源局，CWEA，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。 ©2023.8 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 7 1.2中国电力能源需求端 第三产业+居民电力消费比重逐年升高，弹性系数分布区间长期上移 从整体电力消费结构来看，第三产业+居民用电的消费比重逐年升高，一方面对应了整体中国经济结构发展中，泛口径下的高端制造 业和软件服务业、物流服务业等，肩负了更强的新经济动能。同时另一方面，基于全产业数字化的背景下，用电终端（包括居民用 户）的用电依赖性也在逐渐增强。结合长周期下的，在未来国内经济增速维持温和增长的前提下，考虑到第三产业+居民用电的分布 式+储能渗透率逐渐提升，电力消费弹性系数，大概率会进入低波动、高运行的新区间。 2010-2022年中国电力消费分布结构 2010-2021年中国电力消费弹性系数 2% 2% 2% 2% 2% 2% 2% 1% 1% 1% 1% 1% 1.43 1.3 12% 12% 13% 13% 13% 13% 14% 14% 14% 14% 15% 14% 15% 1.41 2% 11% 11% 11% 12% 12% 13% 13% 14% 16% 16% 16% 17% 17% 1.25 1.2 1.28 0.98 0.95 1.1 0.95 0.74 0.73 75% 75% 74% 74% 74% 72% 71% 70% 69% 68% 68% 68% 66% 1.4 0.56 0.73 0.14 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 第二产业 第三产业 居民用电 第一产业 来源：国家能源局，中电联，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。 ©2023.8 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 8 1.2中国电力能源需求端 新兴行业电力依赖性与日俱增，负荷特征呈现复杂化趋势 作为国内新经济增长的典型电力负荷需求方，数据算力、5G通信、新能源汽车等，其电力需求在量级增速方面，呈现出明显的快速 增长。当然从负荷特征来看，数据中心因为其产业发展的应用场景已经开始从“中心化网络”向“边缘计算”过渡，所以有可能呈 现出“大者更大，小者更密”的分布特征，对应电力负荷特征也会出现两极分化。新能源汽车，特别是BEV车型的高渗透率，也对应 会增加电力负荷的随机性。从整体来看，更加系统化、动态化的电力系统，会成为未来电力供需网络的核心形态。 2020-2025年中国新兴产业电力负荷结构 2020-2025年中国新兴产业电力消费结构 14% 15% 16% 17% 18% 762 210 411 1825 2185 1612 4063 2020 434 2183 2797 548 498 558 4317 2469 649 CAGR=44.5% 3399 5009 2789 6435 39 37 32 3167 2296 2089 4508 4835 5264 5740 6047 2021 2022 2023e 2024e 2025e 新能源汽车充电（亿千瓦时） 电炉钢（亿千瓦时） 计算机、通信和其他电子设备制造业（亿千瓦时） 数据中心（亿千瓦时） 光伏制造（全产业）（亿千瓦时） 通讯基站（亿千瓦时） 57 49 3043 2724 2439 3416 606 74 CAGR=43.4% 1316 1018 334 CAGR=24.2% 20% 25 6 6 2020 34 28 28 9 11 2021 15 16 2022 数据中心（亿千瓦时） 21 22 2023e 2024e 2025e 新能源汽车（亿千瓦时） 5G通信（亿千瓦时） 来源：信达证券研究中心，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。 ©2023.8 iResearch Inc. www.iresearch.com.cn 9 1.3中国电力能源服务端 分布式储能技术的规模化应用，将成为电力供需结构矛盾的核心节点 结合前面讨论的新能源发电的并网量级矛盾、结果矛盾来看，新型储能技术的规模化，一方面能够在时间层面解决“并网错峰”的 现实问题；同时也能主动促进电力负荷端的“源荷一体化”改善。从产业供需两端，改善电力能源的市场化应用的问题。同样以新 能源汽车相关配