证券研究报告 | 2023年08月15 日 大国碳中和之新型电力系统 超配 灵活性调节需求释放，虚拟电厂大有可为 核心观点 行业研究·行业专题 新一轮电改启动，聚焦新型电力系统建设，灵活调节需求释放。新一轮电 改聚焦于加快构建新型电力系统，而提升电力系统灵活性是重要方向， 尤其是在未来高比例新能源接入电网后，由于新能源具有间歇性、随机 性特征，将导致电力系统转动惯量减小、频率调节能力降低等问题，快 速消耗电力系统灵活调节资源，驱动灵活调节需求加快释放。 公用事业 虚拟电厂聚合多种灵活性资源，经济性、灵活性优势突出。虚拟电厂可聚 合分布式光伏、储能、可调负荷等多种用户侧灵活性资源，通过调度灵 活性资源实现削峰填谷并提供辅助服务，保障电网安全稳定运行。与灵 活性改造后的火电机组、抽水蓄能、燃气发电等灵活性资源相比，虚拟 电厂具有爬坡速率快、可自由组合容量、投资成本低等优势。 虚拟电厂盈利来源多元，多重因素催化加速市场规模扩张。虚拟电厂可通 过提供削峰填谷、辅助服务、能效管理、偏差考核补偿等服务，以及参 与电力现货市场、绿电绿证交易、CCER 交易、容量市场实现盈利。当前， 我国虚拟电厂处于发展初期阶段，主要盈利来源为需求侧响应补贴，未 来受电力体制机制改革持续推进、极端天气频发、净负荷峰谷差拉大、 用户侧可聚合资源增加以及电价变化等因素催化，虚拟电厂市场规模有 望持续扩张。据测算，到 2025 年虚拟电厂投资端累计市场规模为 131-220 亿元，2025 年虚拟电厂运营端市场规模为 129-216 亿元。 虚拟电厂竞争格局及竞争关键要素：目前国内虚拟电厂项目多以示范性项 目为主，未出现规模较大的虚拟电厂运营商，虚拟电厂市场格局较为分 散。从虚拟电厂产业链构成、运营和盈利模式来看，虚拟电厂行业竞争 的关键要素在于聚合资源、信息预测及交易运营。 海外虚拟电厂发展回顾：1）德国虚拟电厂主要整合分布式发电资源，可 参与批发市场、日间市场、平衡服务。德国通过平衡基团机制，使所有 能源供应商承担平衡义务，激发对灵活性资源的需求。2）美国加州虚 拟电厂主要整合需求侧资源，可参与日前和实时的能量市场、旋转/非 旋转备用市场。3）澳大利亚虚拟电厂主要整合储能资源，可参与批发 市场、批发需求响应市场、6 种 FCAS 调频辅助服务市场、可靠性和应急 储备交易、提供配电网支持服务。 投资建议：新型电力系统建设背景下，灵活性调节资源需求持续释放， 虚拟电厂迎来快速发展机遇期，软硬件设备供应商、运营商均显著受益。 推荐灵活性资源丰富、有序推进负荷聚合商转型的南网能源，灵活性资 源可开发空间较大的芯能科技，以配售电业务为基础发力综合能源服务 业务的三峡水利，建议关注虚拟电厂业务逐步落地的苏文电能。 风险提示：政策不及预期；市场竞争加剧；电价波动风险；补贴下降。 重点公司盈利预测及投资评级 公司 代码 003035.SZ 603105.SH 600116.SH 公司 名称 南网能源 芯能科技 三峡水利 投资 评级 买入 买入 买入 昨收盘 （元） 6.12 15.08 8.44 总市值 （百万元） 231.82 75.40 161.38 资料来源：Wind、国信证券经济研究所预测 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 EPS 2022A 0.15 0.38 0.25 2023E 0.27 0.54 0.45 PE 2022A 40.8 39.7 33.8 2023E 22.7 27.9 18.8 超配·维持评级 证券分析师：黄秀杰 021-61761029 证券分析师：郑汉林 0755-81982169 huangxiujie@guosen.com.cn zhenghanlin@guosen.com.cn S0980521060002 S0980522090003 市场走势 资料来源：Wind、国信证券经济研究所整理 相关研究报告 《公用环保 202308 第 2 期-山西、山东完善辅助服务相关政策， 欧洲天然气价格大涨》 ——2023-08-14 《公用环保 2023 年 8 月投资策略-绿证全覆盖促进绿电消费，消 纳权重稳步提升》 ——2023-08-06 《公用环保 202307 第 5 期-23H1 光伏发电装机加速，天然气消费 量同比增长 5.6%》 ——2023-07-31 《绿电行业专题-多重因素边际改善，绿电板块有望迎来修复》 ——2023-07-24 《公用环保 202307 第 4 期-公用环保板块基金持仓梳理，全国累 计发电装机同比提高 10.8%》 ——2023-07-23 证券研究报告 内容目录 新一轮电改启动，聚焦新型电力系统建设 .......................................... 6 新型电力系统建设推进，虚拟电厂迎发展机遇 ...................................... 9 新型电力系统建设加快推进，灵活调节性资源需求释放 ...................................... 9 虚拟电厂：聚合多种灵活性资源，经济性、灵活性优势突出 ................................. 12 多重因素催化，虚拟电厂发展提速 ....................................................... 16 虚拟电厂产业链、市场竞争格局及市场规模测算 ........................................... 24 海外虚拟电厂发展回顾 ......................................................... 32 欧洲：聚焦电源侧，平衡责任向下分派，激发灵活性资源需求 ............................... 32 美国：聚焦负荷侧，挖潜居民端灵活性资源 ............................................... 38 澳大利亚：聚焦储能侧，户用光储规模大，调频服务交易品种多 ............................. 46 海外虚拟电厂发展总结：因地制宜聚合资源，多种市场机制推动虚拟电厂发展 ................. 52 投资建议 ..................................................................... 54 南网能源：负荷聚合商转型有序推进，未来发展潜力较大 ................................... 54 苏文电能：发展光伏+储能+充电桩业务，虚拟电厂逐步落地 ................................. 61 芯能科技：基于分布式光伏拓展用户侧储能+充电桩业务，灵活性资源可开发空间较大 .......... 63 三峡水利：以配售电业务为基础，发力综合能源服务业务，具备发展虚拟电厂的基础 ........... 65 风险提示 ..................................................................... 68 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 2 证券研究报告 图表目录 图 1： 新型电力系统四大基本特征 ............................................................ 7 图 2： 新型电力系统建设“三步走”发展路径 .................................................. 8 图 3： 新型电力系统图景展望 ................................................................ 8 图 4： 国内风电光伏装机容量及占比情况（万千瓦） ............................................ 9 图 5： 国内风光新能源发电量及占全社会用电量比例的情况（亿千瓦时） .......................... 9 图 6： 高比例新能源接入电网导致系统电力转动惯量减小 ....................................... 10 图 7： 新能源占比越高，调频能力越差（K 为常规同步机组占比） ................................10 图 8： 电力系统灵活性维持电力系统供需平衡示意图 ........................................... 10 图 9： 电力市场建设释放灵活性示意图 ....................................................... 11 图 10： 虚拟电厂运营示意图 ................................................................ 12 图 11： 虚拟电厂发展的三个阶段 ............................................................ 13 图 12： 国内冀北虚拟电厂架构示意图 ........................................................ 13 图 13： 需求侧资源优化负荷曲线示意图 ...................................................... 15 图 14： 虚拟电厂调峰能力示意图 ............................................................ 15 图 15： 国内用电量结构变化情况 ............................................................ 16 图 16： 2012 年至 2020 年美国加州鸭型曲线示意图 ............................................. 17 图 17： 2021 年江苏某县光伏处理及净负荷曲线 ................................................ 17 图 18： 2023 年 H1 全国高温日数距平分布图 ..............................