欧美虚拟电厂率先建设,中国尚处试点阶段,前景可观。从全球来看,虚拟电厂 在欧美发达国家发展已经形成一定规模,亚太地区虚拟电厂需求将进一步增长。咨 询机构 P&S 预计,全球虚拟电厂市场将从 2016 年的 1.92 亿美元增长至 2023 年的 11.88 亿美元,年均复合增率超 30%。我国虚拟电厂尚处于初期发展阶段,供需两侧 发展潜力可期。 中国虚拟电厂处于邀约型向市场型转型阶段。根据璞跃中国(Plug and Play China),中国虚拟电厂尚处于邀约型向市场型转型阶段,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。
虚拟电厂在国内多点开花。根据《支撑虚拟电厂互动的信息通信关键技术研究 展望》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。
此外,山西、广东等积极打造汇聚多种负荷类型的需求响应资源池,参与电力辅 助服务市场交易,实现调峰调频及源网荷友好互动。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。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。
竞争格局:多领域玩家纷纷布局,电网信息化企业占据主流。虚拟电厂因可观 行业发展潜力,吸引了众多领域企业入局。根据 36 氪整理,主要包括三类玩家,一 是电网信息化企业,依托在电力、通信领域经验技术和电网公司丰富的信息通信资 源,具有开展虚拟电厂业务的先天优势,成为当前示范项目主力,如国电南瑞、国网 信通、远光软件等;二是智慧能源和 IT 领域方案提供商,主要依托能源领域系统开 发、控制计量、数字化转型等技术储备实现虚拟电厂系统优化,通过与能源领域企业 合作实现资源整合与业务拓展,如恒实科技等;三是新能源、新型储能等领域企业也 开展虚拟电厂技术研发和布局,如国能日新等。
3.2、储能:新能源消纳刚需,成长空间广阔
储能为新型电力系统不可或缺的关键支撑。新能源发电的间歇性、波动性、随机 性特征十分明显,高比例接入电网系统,会对电网的稳定性产生重大影响。储能技术 与可再生能源发电的结合应用,可以平抑新能源发电功率波动,增强电力系统的灵 活性,是未来新型电力系统的重要组成部分和关键支撑技术。
新型储能累计装机量增长迅速,份额不断扩大。储能行业整体处于多种技术路 线并存的阶段:抽水蓄能发展最为成熟、装机最多;电化学储能是新型储能中发展最 为迅速的技术。根据中关村储能产业技术联盟数据,2020 年中国新型储能累计装机 容量为 3.27GW,2021 年达 5.73GW,同比增长 74.5%。 以新型储能中占比最大的电化学储能为例,2015-2021 年中国电化学储能累计装 机量从 0.16GW 提升至 5.51GW,平均年增速为 80.37%;相比同期抽水蓄能累计装 机量年增速仅为 9.78%。(报告来源:未来智库)
根据中关村储能产业技术联盟统计,截至 2020 年底,我国电化学储能累计装机规模为 3,269.2 兆瓦,则十四五期间我国预计新增电 化学储能装机规模近 26,730 兆瓦。根据南网科技招股书,按照配置储能时长 2 小时 (53,460 兆瓦时)、市场预期储能系统单位成本 1.5 元/瓦时计算,未来 5 年相应的储 能系统技术服务的市场规模约 800 亿元。 另据国家电网发布的《中国能源电力发展展望 2020》预测,2060 年新型储能规 模将达到 400,000 兆瓦,较 2025 年大幅增长,相应的储能系统技术服务规模也将呈 现指数级增长。
4、智能电网如火如荼,重视配网、用售电IT投资机遇4.1、概述:智能电网产业链拆分
智能电网产业链涉及发电、输电、变电、配电及用电五大环节。电源侧为发电环 节,包括可再生能源发电与不可再生能源发电,国内发电环节主要由华能集团、中国 电力投资集团、大唐集团、国电集团和华电集团五大电厂建设。电网涵盖智能变电、 智能输电、智能配电和用电环节,主要由国家电网、南方电网承建。
用电环节为目前智能电网投资主要环节,配电侧占比有望提升。据《国家电网 智能化规划总报告》,用电环节占智能化投资的占比最高,主要因用电信息采集等项 目建设投资规模较大。其次是配电环节、变电环节,主要由于配电自动化、智能变电 站新建和改造等项目的建设。
4.2、发电:新能源发电不稳定性,催生新能源发电功率预测需求
新能源电力具有波动性和不稳定性特征。新能源发电量大小与风力大小、光照 强弱密切相关。风力和光照强度不确定性较大,导致了风力发电和光伏发电呈现出 波动性和间歇性特征,进而导致新能源发电量与用电量的不匹配。以光伏为例,在一 天的凌晨及傍晚,由于太阳辐照强度不够,发电端的发电出力不足,此时会出现用电 负荷大于发电出力;而在一天的中午,由于太阳辐照强度较好,发电端的发电出力大 于用电负荷。
新能源电力不稳定性,催生新能源发电功率预测的需求。由于新能源发电的不 稳定性,新能源大规模直接并网可能打破电力系统的平衡,对电网造成严重的冲击。 对新能源发电功率进行预测,可方便电网企业预先了解不同时间段内新能源电力的 发电规模,通过提前作出发电规划,实时调节各类电力的发电量等保证电力系统的 平衡和电网的稳定。此外,新能源发电功率预测也是发电企业内部管理的必要手段。
新能源发电功率预测市场加速增长。根据沙利文的《中国新能源软件及数据服 务行业研究报告》,截至 2019 年,中国发电功率预测市场的市场规模约为 6.34 亿元, 自 2014 年到 2019 年年均复合增长率为 13.90%。根据沙利文预计,中国新能源发电 功率预测市场 2019 年至 2024 年平均复合增长率有望达到 16.2%,到 2024 年市场规 模将增长至约 13.41 亿元,其中光伏发电功率预测市场规模预计为 6.51 亿元,风力 发电功率预测市场规模预计为 6.90 亿元。
我们认为,新能源发电功率预测市场规模加速增长的驱动力包括:(1)新生新能 源发电功率预测服务性价比较高,推动渗透率快速提升;(2)光伏电站和风电场数量 快速增长,催生新能源发电功率预测需求增量。 新能源发电功率预测年均服务单价约 5-8 万。根据国能日新招股书披露的经营 数据,新能源功率预测服务平均每年的服务金额较低,通常为 5-8 万元。对新能源 电站而言,从高质量服务中取得的收益远大于服务采购成本,从而推动新能源发电 功率预测服务的渗透率较快提升。
新能源电站装机容量和比例均呈现出逐年上升的趋势。根据国家能源局,截至 2021 年底,中国风电装机达到 3.28 亿千瓦,光伏发电装机 3.06 亿千瓦,分别占全国 总发电装机容量的 13.8%和 12.9%。根据沙利文《中国新能源软件及数据服务行业研 究报告》,新能源装机规模有望保持较快增长,预计到 2024 年中国光伏发电装机容 量将达到约 4.77 亿千瓦,风力发电装机容量将达到约 3.06 亿千瓦。我们认为,新能源发电装机规模持续突破,有望催生新能源发电功率预测市场可观增量。
国能日新为新能源发电功率预测市场的领跑者。根据沙利文的《中国新能源软 件及数据服务行业研究报告》,国能日新为新能源发电功率预测市场的领跑者,2019 年在光伏发电功率预测市场和风能发电功率预测市场的市场占有率分别为 22.10%和 18.80%。除国能日新外,光伏发电功率预测市场的主要企业还包括南瑞继保、东润环 能、中科伏瑞,其市场占有率分别为 17.70%、16.20%和 6.90%;风力发电功率预测 市场的主要企业还包括金风慧能、远景能源、东润环能和南瑞继保,其市场占有率分 别为 14.90%、13.30%、11.70%和 6.30%。