新型电力系统专题，虚拟电厂：用户侧能源转型的起点

文章来源： 民生电新 电新邓永康团队

虚拟电厂：用户侧能源转型的起点

报告摘要

■从不同视角看用户侧能源管理的重要性

电网角度：用户侧能源管理可实现就地消纳，缓解电网压力。我国电力资源与负荷中心逆向分布，22年有15个省份存在电力缺口。此外，新能源高比例接入对电网稳定性造成考验。工商业用户合理配置储能可提供就地消纳能力。

企业角度：保证电力供应为首要任务，经济性提升加强配储意愿。1）企业用电刚需：工商业用电需求居高不下，22年工业用电量占全社会用电量的64.8%。22年以来，多省发布限电文件，催生企业用电焦虑，而安装工商业光伏配储是企业维持正常经营的重要手段。2）工商业储能经济性凸显：受到“分时电价”、“电力市场化”等政策驱动，工商业电价中枢持续上涨，峰谷电价持续拉大，经济性凸显。以浙江3MW/6.88MWh储能系统项目为例，在峰谷电价差0.93元/KWh情况下，IRR可达16.45%，预计工商业用户5年可以收回投资，具备经济性。

政策层面：输配电价监管制度持续优化，用户侧商业模式理顺。2023年5月15日，《国家发展改革委关于第三监管周期省级电网输配电价及有关事项的通知》文件下发，《通知》中规定了输配电价监管制度，其中“准许成本+合理收益”核定省级电网输配电价，将实现有效的网售分开、售电侧竞争和需求侧响应。同时，《通知》详细规定工商业用户电价的构成，容量电价与电网辅助服务费成本单独披露，有利于推动用户侧的商业模式发展。

■虚拟电厂：搭建电网与用户的互动平台，实现资源合理分配

虚拟电厂优势：兼具灵活性与经济性。虚拟电厂能够调动负荷侧资源，是满足尖峰负荷的重要手段，同时具有一定性价比，据国网测算，假设电力系统需要满足5%峰值负荷，虚拟电厂的总投资额是火电厂的1/8-1/7。

发展现状：目前我国虚拟电厂处于初期阶段，政策持续完善市场机制。随着国内关于虚拟电厂的政策频频出台，各省份试点的不断推进，目前国内多地已有虚拟电厂试点案例，虚拟电厂商业模式日趋成熟。

■投资建议：主线一：分布式能源实现用户侧就地消纳，建议关注：虚拟电厂【东方电子】【恒实科技】【安科瑞】；EPCO模式服务商【苏文电能】【泽宇智能】；分布式能源运营商【芯能科技】【南网能源】；新能源微电网【金智科技】。主线二：配网智能化提升消纳效率，建议关注：一、二次设备【四方股份】【思源电气】、智能终端【威胜信息】；智能电表【炬华科技】【海兴电力】。

■ 风险提示：电网投资不及预期的风险；原材料供货紧张及价格波动风险。

11 从不同视角看用户侧能源管理的重要性

1.1 电网角度：用户侧能源管理可实现就地消纳，缓解电网压力

1.1.1 电力资源与负荷中心逆向分布，多个省份存在电力缺口

我国电力资源与负荷中心分布不平衡。我国东、中、西部呈现经济发展水平和电力资源分布不均衡的特点，主要体现在：

1）区域电力供需矛盾：我国南方经济发达，电力需求量相对较大，而北方地区电力供应相对不足，导致南北电力供需矛盾。

2）地区电力负荷不均：我国东部沿海地区工业发达，电力需求量相对较大，而西部地区经济相对落后，电力需求量相对较小，导致地区电力负荷不均。

3）电力输送能力需提升：由于电力资源的错配，东部经济活跃地区需要依赖中西部的“西电东送”工程输送电力资源。但目前我国电力输送能力相对不足，在升压及长距离输送过程中会有所损耗，造成部分浪费，导致电力供需中心之间的电力输送困难，也加剧了电力供需不均衡的问题。

2022年我国有15个省份存在电力缺口。从2022年各省份发电量和用电量的差额来看，全国有15个省份存在电力缺口，其中主要以广东、浙江、江苏、山东、河北为主。发电量盈余的地区主要是内蒙古、云南、山西、四川、新疆等地区。

1.1.2 分布式光伏等新能源高比例接入，电网稳定性面临考验

我国分布式光伏累计装机占比逐渐提升。相比于集中式光伏，分布式光伏规模较小、输出电压功率较小且更接近用户侧，具有投资小、建设快、占地面积小等优势。截至2022年底，中国光伏累计装机量达392GW，其中分布式光伏累计装机量达158GW，占比40%。

工商业光伏已经成为新增分布式光伏的重要组成部分。分布式光伏按安装主体的不同可分为工商业屋顶分布式光伏与户用分布式光伏。2022年我国光伏新增装机87.41GW，同比增长59.3%；分布式光伏新增装机51.1GW，同比增长74.5%；其中工商业光伏新增25.86GW，同比增长236.7%，占比达到51%。

配电网的接纳能力和消纳能力面临严峻考验。分布式能源、储能、电动汽车、智能用电等大量交互式设备接入，导致电网潮流方向发生改变，电压分布、谐波等影响配电网电能质量，终端无序用电将会增大净负荷峰谷差，功率波动问题更加突出，配电网的安全稳定运行将受到影响。

工商业用户合理配置储能可提供就地消纳能力，缓解电网压力。分布式光储一体化是一种布置在用户侧的集能源生产消费为一体的能源供应方式，是现代能源系统不可或缺的重要组成部分。分布式光伏配储能可在用户端构建小型微电网系统，在用户遭遇限电、断电、自然灾害等电力供给异常的情况下，可开启离网状态，保障负荷需求，不仅可以大大提高就地消纳能力，减缓电网供电压力，还可以抵消安装业主的电网购买电量，节省电费，备受投资者的青睐。

1.2 企业角度：保证电力稳定供应为首要任务，经济性提升加强配储意愿

1.2.1 工商业用电需求居高不下，“限电”政策引发用电焦虑

中国工业用电总量保持稳定增长态势，需求仍占主要位置。2016-2021年中国工业用电量的复合增速为6%，保持稳定增长。从2022年中国全社会用电量情况来看，第二产业用电量57001亿千瓦时，同比增长1.2%，其中全国工业用电量为56000亿千瓦时，同比增长2%。根据2022年全国全社会用电量分产业情况来看，第二产业用电量占比66%，其中工业用电量占全社会用电量的64.8%，占据主要份额。

“有序限电”政策催生工商业用户对备用电源的需求。“有序用电”指通过间歇或按时供电的方式，临时减少客户用电负荷的措施。2022年以来，多省发布限电文件，在有序用电的情况下，部分地区工商业企业承压，相关政策或引发工商业公户更多关注。

安装工商业光伏配储是企业维持正常经营的重要手段。在能源结构转型的驱动下，停产成本较高的企业就会更有意愿寻求备用电源以避免突发事件带来的损失，而工商业光伏配置储能有望成为国内企业实现紧急备电、维持正常经营、降低能源支出的重要手段。

1.2.2 工商业电价中枢持续上涨，峰谷电价持续拉大

分时电价”、“电力市场化”政策驱动，大工业平均用电价格提高。2021 年下半年全国大部分省份陆续出台分时电价政策，调整峰谷电价及峰谷时段，其中以江苏、广东、浙江为例的经济发达省份率先、多次调整，峰谷价差有较大幅度的扩大，尖、峰时段也有不同程度的延长，大工业平均用电价格提高。

峰谷电价差持续拉大。2022年：2022年全年16个省市超过全国最大峰谷电价差平均值（0.7元/kWh），其中广东省（珠三角五市）最大峰谷电价差平均值达1.259元/kWh。2023年3月17个地区峰谷价差超过0.7元/kWh，浙江、山东、广东（珠三角五市）位列代理电价峰谷价差前三。2023年上半年：2023年上半年共有19个地区最大峰谷价差超过0.7元/kWh，前5位分别是广东省（珠三角五市）1.352元/kWh、海南省1.099元/kWh、湖北省0.985元/kWh、浙江省0.97元/kWh、吉林省0.961元/kWh，较去年同期相比各地价差在持续拉大。

1.2.3 峰谷电价差高的地区项目具备经济性，预计5年内收回成本

目前工商业储能的主要的盈利模式为自发自用+峰谷价差套利，或作为备用电源使用。配套工商业储能可以利用电网峰谷差价来实现投资回报，即在用电低谷时利用低电价充电，在用电高峰时放电供给工商业用户，用户可以节约用电成本，同时避免了拉闸限电的风险。另一方面，工商业储能可以满足用户自身内部的电力需求，实现光伏发电最大化自发自用。

工商业储能经济性测算假设条件：1）项目案例：浙江3MW/6.88MWh用户侧储能系统项目，假设工厂白天负荷稳定可完全消纳储能放电，且变压器容量满足储能充电需求；2）项目成本拆分：我们假设工商业储能项目整体投资成本为2元/Wh，其中电池占比55%，集装箱占比15%，BMS占比7%；3）运行模式：考虑工厂休息及设备检修，储能设备每年运行330天，每天进行两次充放电。第一次在夜间谷价充电，在上午尖峰电价放电2小时；第二次在午间谷价充电2小时，在下午尖峰电机放电2小时；4）峰谷价差：参考浙江工商业峰谷电价，假设尖峰电价1.22元/KWh，低谷电价0.29元/KWh，峰谷价差为0.93元/KWh。

经济性测算：根据我们测算，3MW/6.88MWh储能系统项目，在峰谷电价差0.93元/KWh，一年运行660次，项目寿命期为11年的情况下，IRR可达16.45%，预计5年可以收回投资，具备经济性。

敏感性分析：未来随着峰谷电价差进一步拉大，以及储能投资成本下行，工商业侧的储能经济性有望进一步凸显。根据我们测算，投资成本为2元/Wh时，当峰谷价差超过1元/KWh的时候，IRR将达到20%以上。

1.3 政策层面：多项政策催化，输配电价改革完善市场机制

第三监管周期输配电价发布，监管制度持续优化。

事件：5月15日，《国家发展改革委关于第三监管周期省级电网输配电价及有关事项的通知》文件及各地输配电价表下发。

《通知》主要内容涉及：1、用户电价归并三类：用户用电价格逐步归为三类（居民生活、农业生产、工商业用电）。2、商业用户电价核定标准：按电压等级核定输配电价与需量电费，按用电容量：1）100千伏安及以下：执行单一制电价；2）100千伏安至315千伏安之间：可选择执行单一制或两部制电价；3）315千伏安及以上：执行两部制电价，现执行单一制电价的用户可选择执行单一制电价或两部制电价。3、明确工商业用户电价构成：由上网电价、上网环节线损费用、输配电价、系统运行费用（包括辅助服务费用、抽水蓄能容量电费等）、政府性基金及附加组成。

输配电价监管制度持续优化，用户侧商业模式理顺。《通知》规定了输配电价监管制度，“准许成本+合理收益”核定省级电网输配电价，将实现有效的网售分开、售电侧竞争和需求侧响应。同时，《通知》详细规定工商业用户电价的构成，容量电价与电网辅助服务费成本单独披露，有利于推动用户侧的商业模式发展。

多项政策推动辅助服务市场发展，工商业储能盈利模式逐渐明确。2022年7月全国统一电力市场体系在南方区域落地，有助于明确辅助服务市场的品种并完善补偿机制。《2023年能源监管工作要点》也提出加快推进辅助服务市场建设，包括电力辅助服务市场专项工作机制、电力辅助服务价格办法等。未来辅助服务将成为电力市场交易品种的重要组成部分，工商业储能可以通过在电力市场上提供辅助服务作为新的盈利渠道。

22虚拟电厂：搭建电网与用户的互动平台，实现资源合理分配

2.1 虚拟电厂优势：兼具灵活性与经济性

虚拟电厂（virtual power plant）的定义：是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现分布式电源、储能系统、可控负荷、微网、电动汽车等分布式能源资源的聚合和协调协同优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。虚拟电厂具有与电厂类似的功能，但没有传统意义上的厂房，故称“虚拟电厂”。

虚拟电厂能够调动负荷侧资源，兼具灵活性与经济性，是满足尖峰负荷的重要手段。新型电力系统中，由于风电光伏的发电高峰与用户用电高峰不匹配，新能源发电容易对电网造成巨大的冲击。虚拟电厂是电网调峰调频的有效途径，是满足尖峰负荷的重要手段，随着用电负荷特性持续恶化，电网负荷尖峰短而高。据中商情报网预测，至2025年中国虚拟电厂最大负荷将达16.3亿千瓦，到2030年最大负荷达18.9亿千瓦。

虚拟电厂能够提升能源利用效率，降低投资成本。据国家电网测算，假设电力系统需要满足5%峰值负荷，在投资火电厂的情形下，需要投资4000亿元才能实现；而通过虚拟电厂削峰填谷的情形下，只需要500-600亿元，总投资额是火电厂的1/8-1/7，具有较高性价比。

2.2 发展现状：我国处于起步阶段，政策持续完善市场机制

目前我国虚拟电厂处于初期阶段。随着国内关于虚拟电厂的政策频频出台，各省份试点的不断推进，虚拟电厂商业模式日趋成熟。23年3月国家能源局出台《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》，意见指出要重点推进虚拟电场景的智能化、数字化试点工作。

国内多地已有虚拟电厂试点案例。自“十三五”开始，我国已在广东、浙江、安徽、上海、河北等省份建立多个虚拟电厂试点项目。“十四五”期间，虚拟电厂建设如雨后春笋般不断涌现。

虚拟电厂产业链包括：上游基础资源、中游虚拟电厂运营、下游电力需求方。上游基础资源由可控负荷、分布式能源与储能构成；中游是提供运营服务与技术支持的虚拟电厂运营平台；下游则由电力公司、售电公司、工业企业、商业用户等电力需求方构成。

3投资建议

3.1 行业投资建议

智能化、数字化为新型电力系统发展的必由之路，虚拟电厂包括虚拟电厂运营、电力需求方等，上游基础资源由可控负荷、分布式能源与储能构成；中游是提供运营服务与技术支持的虚拟电厂运营平台；下游则由电力公司、售电公司、工业企业、商业用户等电力需求方构成，建议关注两条投资主线：

主线一：分布式能源实现用户侧就地消纳。建议关注：虚拟电厂【东方电子】【恒实科技】【安科瑞】；EPCO模式服务商【苏文电能】【泽宇智能】；分布式能源运营商【芯能科技】【南网能源】；新能源微电网【金智科技】。

主线二：配网智能化提升消纳效率。建议关注：一、二次设备【四方股份】【思源电气】、智能终端【威胜信息】；智能电表【炬华科技】【海兴电力】。

3.2 覆盖公司

海兴电力（603556.SH）：国内外电力解决方案提供商，新能源开启新征程

公司背景：公司始创于1992年，聚焦于能源转型，为全球电力客户提供智能产品和配用电解决方案，向居民、工商业及公用事业机构提供户用储能、工商业储能、微电网、分布式水处理及售水管理等整体解决方案，助力清洁能源的普及。目前，公司产品已销往全球90多个国家和地区，其中“一带一路“国家46个，是业内海外市场营销及售后服务网络最广、最具竞争力的企业之一。

智能配用电：海内外双轮驱动，市场前景广阔。1）市场空间：海外方面，据market sand markets报告分析，2021年全球智能电网规模约为431亿美元，预计2026年将达到1034亿美元，海外智能电网数字化建设与改造，整体存在较大需求。国内方面，“十四五”期间，国网和南网的计划投资近3万亿元，年均5800亿元。2）公司布局： 海外方面，2022年公司的智能用电产品在巴西市场占有率保持排名第一，在印尼实现首次市场份额排名第一，在欧洲市场中标金额创历史新高，实现海外市场收入 18.45 亿元，同比增长 13.40%，已成为行业内最优秀的数字能源产品和解决方案提供商之一。国内方面，公司新型配网产品在全国 30个省市、自治区持续中标，同时公司具备完整的物联网系列产品并已实现物联网表中标。

新能源：构建新能源全球渠道，具备整体解决方案能力。公司顺应全球新能源发展趋势，继续加快提升新能源产品系统集成能力和技术服务能力，构建新能源全球渠道，已逐步形成，产品-营销-交付，三位一体的管控体系。在国内市场，公司以光储充整体解决方案和综合能源管理解决方案为新能源业务的切入点，立足浙江、江苏、广东以及海南四个基地，启动并开拓国内工商业新能源用户侧市场。