解决新能源推进过程中的供需不平衡，是虚拟电厂存在的意义。
“虚拟电厂”这一概念近期在资本市场持续发酵，相关概念股飞涨。
那么站在风口的虚拟电厂究竟是什么？产业链中有哪些机会值得提前研究布局？
今天华尔街见闻·见智研究（公众号：见智研究Pro）为大家深入解读虚拟电厂究竟是何方神圣。
2、“虚拟电厂”的产业链构成
3、“虚拟电厂”的商业模式及关注机会
“虚拟电厂”顾名思义，他并非像我们身边的电厂一样，准确来说虚拟电厂并不是真正意义上的发电厂，因为没有厂房。
可以将其大致理解为将分布式电源、可控负荷和储能系统有机结合在一起，通过虚拟电厂控制中心，将各个部分联系在一起合并作为一个电厂整体参与电网运行。某种意义上而言，虚拟电厂可以看作一种先进的区域性电能集中管理模式。虽然资本市场近期“虚拟电厂”热度较高，但事实上虚拟电厂并不是新概念。1997年，虚拟电厂的概念被首次提出，2000年后在欧洲和美国流行起来，可以说，欧洲是虚拟电厂的发源地。2013年后，欧洲虚拟电厂已经开始大规模商业化应用；美国的Green Mountain Power公司也已经在2017年搭建自己的虚拟电厂平台，并接入2000多个家庭用户。2021年特斯拉与PE&G在美国加州推出虚拟电厂的测试，探索新的虚拟电厂商业模式。2 国内虚拟电厂尚处于起步阶段，但长期发展趋势稳定
我们前面也说了，虚拟电厂并不是新词汇，且欧美已经有了比较成熟的商业模式，那为什么现在又在国内引发一阵狂热呢？因为伴随双碳目标的需求，电力能源供给端将会以风、光等清洁能源为主体，逐步替代传统火电模式。由于风光发电具有间歇性和不稳定性的特点，随着其并网比例提升，对电网的消纳和电力调度带来了巨大的挑战。在需求侧方面，随着新能源车渗透率的提升，充电需求也为电网带来了大量的负荷。但是出现的问题是，新能源车等用电终端在高速增长；发电端的风电、光伏装机量也增长的很快。但是电网在发电和用电的撮合过程中却还没有实现非常好的匹配，因为风光发电不稳定，不持续。但供需端又在持续增加，所以虚拟电厂的意义就体现出来了，虚拟电厂的存在正是用来解决电力的供需匹配问题。虚拟电厂的意义可以说是整合不同种类的电力资源，主动参与到电力市场及辅助服务市场，在电网实际运行、电价、激励政策共同作用下，通过双向选择实现整体用电效益最大化。虚拟电厂产业链上游为基础资源，中游为资源聚合商、下游是电力需求方。上游主要参与主体是能源供应商、传输运营商和新能源供应商。可控负荷主要领域在工业、建筑和交通，如建筑中的空调负荷、新能源电动车、公共交通等等；分布式能源包括小型燃机、分布式光伏、分散式风电、水电、生物质、燃料电池等等；储能主要包括机械储能、电化学储能和电磁储能，机械储能是传统的储能形式目前比较成熟的，如抽水蓄能、飞轮储能等；电化学储能包括铅酸电池、钠电池等等，目前处于各类技术路线百花齐放的状态。中游是资源聚合商，也是虚拟电厂产业链中非常重要的一个环节。参与主体主要包括电网运营商、虚拟电厂和电力市场交易所。我们之前说，虚拟电厂可以简单理解为一种智能电网技术，所以其统一协调控制能力是核心。也就是说，当各类电源负荷都输入进来的时候，虚拟电厂通过信息化、利用大数据等技术以及软件，进而整合优化调度来自各方的数据信息，作出决策与调控。下游包括电力需求方，参与主体包括电网公司，售电公司和其他大用户。其中电网公司和售电公司均以国网和南网为主，他们是电力市场的重要买方。大客户主要指工商业电力大用户，这些大用户可以直接参与电力批发市场交易。见智研究（公众号：见智研究Pro）认为，虚拟电厂上游可以看作是虚拟电厂的输入端，虚拟电厂起到资源聚合作用，将分散在各地的灵活性资源，如可控负荷、分布式能源、储能等，将这些聚合起来进行优化调度和精准控制。然后通过优化调度和精准控制，去调节出力，去调峰调频。
简言之，可以说虚拟电厂在上下游之间起到桥梁的作用。 对上游发电端，因为风光的发电形式给电网出力端形成较大冲击，影响电力系统稳定性，同时分布式能源的增多加大了出力数量，除了稳定性外还加大了调度复杂度。所以虚拟电厂通过物联网等技术聚合上游分布式电源等资源，处理风光发电带来的不确定性，解决协调优化控制问题。对下游，因为有很多用户侧（如工商业）等可调资源，虚拟电厂可以通过对接各类可调资源，给上游电网反馈更满足他需求的可行性和计划性的用电曲线，同时通过整合优化控制给上游可满足削峰填谷等的功能方案。因为虚拟电厂的存在，更大可能的保证了资源的高效利用，形成了发电端和用电端的完美对接。从整个商业模式看，欧美目前已经从示范阶段走到商业应用阶段，国内现在是处于从科技试点到刚刚实际运营的发展阶段，但商业化雏形已初步显现。欧洲虚拟电厂的商业模式主要聚焦在发电侧，目标是降低弃风弃电和负电价损失。因为欧洲发电资源较为分散，所以虚拟电厂主要聚焦在供应端，把更多的风光发电资源聚合到一起，拟合成类似火电的出力曲线。盈利方式主要是两种，一种是通过降低发电企业发电成本，来赚取服务费的分成；第二种是直接参与电力现货交易和辅助服务，使得双边交易优化来赚取辅助服务费和电力交易收益分成。美国则与欧洲不同，美国主要聚焦在用户端，目标是填补电力供应缺口并获取补偿收益。美国电力市场属于缺乏监管，私有化较重的状态，所以电力市场运营商高度分散，虚拟电厂主要切入点是需求侧，因为美国家用光伏系统很多，存在大量与用电侧直接相连的分布式资源。所以美国虚拟电厂主要聚焦在负荷端， 尤其随着户用量的增长，会导致用电高峰供应紧张情况。虚拟电厂主要是通过在用电高峰期提供给用户储能，来获取辅助服务费。见智研究（公众号：见智研究Pro）认为，无论是欧洲虚拟电厂那种聚焦发电侧的模式，还是美国以及国内这种聚焦用户侧的商业模式，本质要实现的目标是一样的。也就是我通过聚合了很多资源，并通过聚合的资源与数据拟合成更好、更符合实际情况的用电曲线，以此来更好的满足电网调度需求，为供给和需求端最大化的利用提供价值。国内虚拟电厂没有欧美成熟，还在边走边看的阶段，目前类似主要聚焦在需求侧，但最终要从需求侧逐步向发电侧扩展覆盖，最终形成兼顾欧洲和美国两种模式的综合型虚拟电厂。中国的发电结构更接近欧洲且与欧洲的电网架构类似，和美国不同的是，中国和欧洲的需求侧很难直接连接分布式发电，必须要通过接入配电网来落地到用户那里，很难实现美国家庭分布式发用电独立。但是从市场看，中国与欧美不同的是，欧美均已经找到适合自己的虚拟电厂商业模式，而中国虚拟电厂市场化刚起步，目前邀约型较多，以需求侧响应，参与调峰调频为主，但慢慢会逐渐向市场交易型过度。
所谓邀约主要是通过政府机构或电力调度机构发出邀约信号，然后由负荷聚合商、虚拟电厂组织资源进行削峰、填谷等需求响应。所以目前仍以满足削峰填谷为主，这是第一种商业模式，也就是做配网端的补充，降低电网的负荷成本。
正常用电高峰期在下午2-4点和晚上7-8点，是居民和企业集中用电区域，这种用电高峰期很可能出现停电现象。而谷电期指的是中午或者半夜，很多发电机在持续运作，但是终端需求不足。之所以说填谷难度更大，因为我国电价较低，很少有居民会为了几元的补贴去选择半夜用电。所以填谷的真正需求在中西部这种发电集中区，因为半夜停电损失巨大，所以需要电网来帮助消纳，所以填谷很难调节到用户端。这种虚拟电厂的企业参与到填谷中主要是配合电网做辅助产品，如软件等。削峰主要是针对广东、浙江、江苏等长三角和珠三角的用电大省，虚拟电厂的作用就是在用电高峰期帮助电网减少冗余，来从电网获得的电价补贴中获取收益。所以虚拟电厂在削峰中扮演的角色就是让客户去少用电或者是帮助用电终端去找到更合适的电源，然后帮助峰时压力很大的电网去找到更加实时的可调节的电源。这是虚拟电厂的短期价值。目前我国虚拟电厂并未像欧美一样完全市场化，可以说是在从邀约模式向市场化过度，各类试点也是逐步向市场化探索阶段。伴随电能量现货市场、辅助服务市场和容量市场的建成，虚拟电厂逐步开始走向市场化，当然目前还在边前进边摸索，就像目前容量市场的机制还不是很完善。我国传统电网是集输电、变电、配电、再到终端于一身的大电网体系，甚至还包括发电和部分售电，可以说是比较垄断的行业。随着国家电力市场化改革，电网的部分蛋糕让渡给市场后。虚拟电厂的第二种商业模式就在这，即盈利不再拘泥于电价补贴，而是更加市场化，多样化。虚拟电厂可以在电网体系中参与配电环节，也就是说这种盈利模式是虚拟电厂在电网体系外做电力的供需撮合和配电补充。见智研究（公众号：见智研究Pro）认为，虚拟电厂赛道的机会都蕴含在商业模式里，像目前虚拟电厂给发电站做填谷业务的有国能日新；针对长三角和珠三角用电大省做削峰业务的有恒实科技、国网信通等；更需要终端聚合能力以便未来市场化的公司有朗新科技。以及在电力系统运营经验丰富的国电南瑞，等等。虚拟电厂在我国也已经发展几年了，并不是新词汇，但之所以前期不温不火是因为时机不成熟，用户侧与发电侧资源参与意愿均不强，且商业模式不够清晰。但是新能源发展大势已定，构建新型电力系统的大方向不会动摇，政策细则落地速度也在加快，所以虚拟电厂现在已经不仅仅是概念了。随着电力市场化改革，虚拟电厂完全迎合了我国去做新能源供需匹配的问题，解决新能源推进过程中的供需不平衡，所以这是虚拟电厂的价值。
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