2023年中国虚拟电厂发展必要性分析 电源侧新能源电力消纳及负荷侧削峰填谷需求提升

虚拟电厂行业主要上市公司：国电南瑞(600406.SH);特锐德(300001.SZ);国网信通(600131.SH);东方电子(000682.SZ);朗新科技(300682.SZ);科陆电子(002121.SZ);南网科技(688248.SH);恒实科技(300513.SZ);科远智慧(002380.SZ);国能日新(301162.SZ)等

新型电力系统背景下虚拟电厂发展具有必要性

“双碳”政策下的新型电力系统以新能源为主体，新能源的随机、间歇、波动等特性对电网安全产生威胁。在新的发电、输电、配电、用电新势态下，虚拟电厂应运而生。《新型电力系统发展蓝皮书》基于我国资源禀赋和区域特点，以2030年、2045年、2060年为新型电力系统构建战略目标的重要时间节点，制定新型电力系统“三步走”发展路径，即加速转型期(当前至2030年)、总体形成期(2030年至2045年)、巩固完善期(2045年至2060年)，有计划、分步骤推进新型电力系统建设的“进度条”。

随着新型电力系统构建全面进入落实阶段，虚拟电厂在电源侧、电网侧、用户侧、产业链等各层面存在发展的必要性。灵活资源虚拟电厂作为一种新兴市场主体，可有效促进唤醒海量资源、源网荷储全交互、电网安全效率双提升，同时也加速电力系统互动模式的转变。

——电源侧新能源电力波动大，威胁电网安全

从本质来看，新能源电力具有强不确定性和低保障性，超出社会与能源系统协同发展节奏将会对能源安全带来挑战，推高能源成本。大范围的新能源出力贡献波动，叠加其出力“极热无风、晚峰无光”特性，将导致极端天气下新能源出力的负相关性特征更为明显，其长时间低出力将带来保供应挑战。而在新能源高出力时段，系统消纳、安全和储能等技术亟待实现高速发展。

2017-2022年，全国新增分布式光伏装机容量由424万千瓦增至5111.4万千瓦，分散式风电新增装机容量也呈爆发之势，且未来仍将保持快速增长。新能源广泛接入加速虚拟电厂发展，消纳需求将进一步推动虚拟电厂项目落地。

——用户侧三产和居民用电负荷快速增长

近年来，第三产业和居民生活用电的占比不断提升，多元、互动、灵活的用能设备大量接入，终端无序用电增长将会增加系统净负荷峰谷差，功率波动问题更加突出。尖峰负荷增速高于用电量增速，顶峰装机不及预期，顶峰容量裕度逐渐萎缩的情况下，电力系统缺电问题频发。

用电负荷特性持续恶化，电网负荷尖峰短而高，如果单纯依靠增加电源来满足100%的负荷需求要付出极大的代价。研究表明，电力规划不应以100%最大负荷为负荷平衡条件，95%更为经济、科学，剩余的5%则可以由需求响应、储能和新型可调度新能源(风电+储能、光伏+储能、光热、可再生能源集成虚拟电厂)等资源来满足，其中虚拟电厂的投资成本仅为煤电机组的1/10，经济价值凸显。

——负荷侧充电桩等新型负荷复杂度提升

充电桩保有量随新能源汽车快速提升，截至2023年8月，我国公共充电柱保有量为227.16万台。2023年上半年，新能源汽车销量同比上升44.13%，保持快速增长，可以预见未来随新能源汽车销量继续快速提升充电桩保有量将持续增加。

充电桩的大量增加将对配电网产生冲击，相比于常规交流充电桩，快充直流桩由于功率更大充电时间更短，产生冲击更大。充电桩加剧居民生活用电负荷峰值提升，充电桩用电高峰同样是居民原有用电高峰，会导致原有负荷峰值继续提升，产生时间短、量级高的尖峰负荷;此外，按尖峰负荷配置变压器容量，导致其余时间资源闲置;同时，充电负荷波动将带来网络损耗等。

因此，充电桩的发展导致了削峰填谷需求的增加，但同时充电桩和新能源汽车本身是良好的可调节负荷，如能通过虚拟电厂进行聚合和优化，是降低充电成本和降低电网投资的双赢之选。

综上，新型电力系统背景下，虚拟电厂的发展具有必要性。电源侧分布式光伏和分散式风电的广泛接入将加速虚拟电厂发展，虚拟电厂的新能源电力消纳需求提升;用户侧第三产业和居民生活用电的占比不断提升，加剧用电负荷波动，亟需虚拟电厂等满足需求侧响应能力提升需求;负荷侧充电桩的大量增加将提升用电负荷复杂度，增加虚拟电厂的削峰填谷需求。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国虚拟电厂（VPP）行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。

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