一、虚拟电厂产业概述
1、虚拟电厂的定义及架构
虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现DG、储能系统、可控负荷、电动汽车等DER的聚合和协调优化，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。虚拟电厂最具吸引力的功能在于能够聚合DER参与电力市场和辅助服务市场运行，为配电网和输电网提供管理和辅助服务。
2、虚拟电厂发展阶段
从全球虚拟电厂的发展历程来看，全球虚拟电厂经历三个发展阶段：邀约型、市场型和跨空间自主调度型阶段。目前国内虚拟电厂行业处于邀约型向市场型过渡的初级阶段，而冀北VPP处于市场型阶段。市场型阶段是在电能量交易、辅助服务和容量市场建成后，虚拟电厂聚合商以类似于实体电厂的模式，分别参与这些市场获得收益。在这个阶段，也会同时存在邀约型模式，其邀约发出的主体是系统运行机构。
二、虚拟电厂行业发展相关背景
新型电力系统的发展顺应未来趋势，处理好新能源发电的消纳问题和分布式能源的统筹管理是我国亟需解决的重要课题，虚拟电厂在促进绿色能源转型方面将发挥重要作用。近年来能源管理及虚拟电厂相关扶持政策接连出台，虚拟电厂有望在我国新型电力系统加速转型阶段大展宏图。
相关报告：华经产业研究院发布的《2024-2030年中国虚拟电厂行业市场竞争格局及投资前景展望报告》
三、虚拟电厂行业产业链
1、虚拟电厂行业产业链示意图
虚拟电厂产业链包括上游基础资源、中游虚拟电厂运营以及下游电力需求市场。其中，上游基础资源包括工业负荷、商业和建筑物负荷、居民负荷等可控负荷，以及分布式能源和储能。中游为虚拟电厂运营平台，聚合上游各种分布式资源。下游电力需求方包括电网公司、售电公司以及大用户等，以国家电网和南方电网为主。
2、虚拟电厂行业上游产业分析
以风能和太阳能为代表的新能源具有显著的间歇性和强随机波动性。将单一形式的多台新能源发电机组规模化地接入大电网，将产生较为严重的系统稳定性问题。虚拟电厂提供的新能源电力与传统能源和储能装置集成的模式，能够在智能协同调控和决策支持下对大电网呈现出稳定的电力输出特性，解决新能源发电的消纳问题，提高电网运行稳定性。
四、全球虚拟电厂行业现状分析
1、全球虚拟电厂装机规模
根据《2023年中国虚拟电厂产业发展白皮书》，2022年全球虚拟电厂项目累计装机21.2GW，新增装机9.9GW；预计2023年全球虚拟电厂项目累计装机将达约31GW；2025年，预计全球虚拟电厂装机累计规模达58~60GW。
2、全球典型虚拟电厂(VPP)示范工程
全球虚拟电厂示范工程率先在欧盟开展，随后美国、中国、澳大利亚等国家也纷纷开展虚拟电厂建设。从聚合资源来看，大部分国家虚拟电厂聚合优化分布式光伏、储能电池、可控负荷等源网荷类资源。
五、中国虚拟电厂行业现状分析
1、中国虚拟电厂装机规模
虚拟电厂是当前国家开展新型电力系统建设，实现碳达峰、碳中和目标的一个重要建设方向。随着新型电力系统建设推进，虚拟电厂有望迎来快速发展。2022年中国虚拟电厂项目累计装机容量约为3.7GW，占全球虚拟电厂装机总量的17.5%；预计2025年中国虚拟电厂累计装机总容量39GW，投资规模300亿元。
2、中国虚拟电厂调节电量占比
目前，短期内我国虚拟电厂主要盈利方式是参与电网调度，未来在新型电力系统发展下，虚拟电厂作为调节电源，将有望通过辅助服务与电力交易等途径实现盈利。预计2025年虚拟电厂调节电量占全社会用电量达2%，2030年将达5%；预计到2025、2030年，虚拟电厂整体的市场空间有望达到723、1961亿元，其中聚合商市场空间有望达到374、858亿元。
六、虚拟电厂行业重点企业
国外虚拟电厂代表性企业主要有NextKraftwerke、特斯拉以及Limejump等，NextKraftwerke的虚拟电厂项目主要在欧洲运营，特斯拉在美国和澳大利亚部署虚拟电厂项目，Limejump则主要在英国运营。虚拟电厂行业的上市公司中，国电南瑞和特锐德的营收规模较大，在100亿以上，其中国电南瑞2022年营业收入达468.29亿元。国电南瑞在虚拟电厂关键技术和市场机制方面已进行多年的研究，特锐德则构建了特来电虚拟电厂运营平台高效聚合充电站电动汽车充放电、分布式发电和梯次电池储能。
七、虚拟电厂行业未来发展趋势
1、是技术创新和成本降低
虚拟电厂的核心技术包括能源管理系统、储能技术、智能电网技术等，这些技术都在不断发展。比如，电池储能技术的不断提高，将有助于提高虚拟电厂的响应速度和效率。同时，随着技术的发展，虚拟电厂的建设和运营成本也将不断降低。例如，数字化和自动化技术的应用，将使得虚拟电厂的运营更加高效，从而降低成本。
2、市场需求和政策推动
随着社会对清洁能源的需求不断增加，虚拟电厂将有更大的市场空间。同时，政府对清洁能源的支持力度也在不断加大，这将对虚拟电厂的发展起到推动作用。比如，欧洲一些国家已经提出了“绿色能源”计划，鼓励发展清洁能源，这将对虚拟电厂的发展带来机遇。
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