1.1 综合能源服务：产业链条长，发展前景广阔
综合能源服务是一种提供面向终端的能源集成或创新解决方案的新型能源服务方 式。国家发展和改革委员会发布〔2020〕1409 号文件《关于扩大战略性新兴产业 投资，培育壮大新增长点增长极的指导意见》，意见指出“大力开展综合能源服务， 推动源网荷储协同互动”，这是综合能源服务首次写入国家政策文件。综合能源服务 就是围绕国家和政府的能源方针和政策，以实现“清洁、科学、高效、节约、经济用 能”为宗旨，通过综合能源系统，为用户供应综合能源产品和/或提供能源应用相关 的综合服务。
可以理解为利用智慧能源提供综合服务，是以可再生能源为优先，以 电力能源为基础，集成热、冷、燃气等能源，综合利用互联网等技术，深度融合能 源系统与信息通信系统，实现多种能源的相互转化和优化配置，实现节能降耗、低 碳绿色。
打造综合能源服务生态。综合能源服务产业链条长、市场主体众多，需要充分融入 互联网思维理念打造新业态，构建综合能源服务业态的核心是围绕用户节能降本增 值的高品质能源服务需求，通过“综合能源服务+互联网”嫁接互联网技术，重塑价值 链和产业链，打造跨界融合、线上线下结合，集能量、信息、金融等要素于一体的 新业务组织形态。各类主体通过互联网平台实现线上信息交换和供需匹配对接，通 过混合所有制、产业联盟等方法实现线下资源整合和业务落地开展，共同打造“共建、 共享、共赢”的综合能源服务生态。
综合能源服务市场广阔。随着能源市场和消费革命的不断推进，能源系统建设及运 维服务、能源销售服务、能效服务、信息服务、市场交易及金融服务都将成为能源 综合服务的重要内容，发展前景非常广阔。能源综合服务目前在我国仍处于起步阶 段，随着经济形势变化、服务对象范围扩大，综合能源服务的需求将越来越广泛， 市场潜力也将随之逐渐释放出来。此外，开展综合能源服务符合我国对能源安全、 环保、可持续以及高效利用等方面的要求，有利于推动我国能源互联网建设，推进 能源革命进程。而随着综合能源服务业务的不断推进，其对应的业务内容也将不断 深化，最终为用户带来更全面更具针对性的能源服务。
1.2 虚拟电厂：综合能源服务的蓝海市场
虚拟电厂（Virtual Power Plant,简称 VPP）是一种将分布式发电、需求侧响应和 储能资源统一协调控制，响应电网调度指令的物联网技术。虚拟发电厂可以看作是 一种先进的区域性电能集中管理模式，为配电网和输电网提供管理和辅助服务。虚 拟电厂通过分布式新能源发电单位整合而成，同时带有储能、制定发电计划、传输 电力等功能，能够有效实现新能源电力的高效传输和消纳，未来有望解决新能源电 力供给不稳定的问题。具体来看，虚拟电厂是一套能源管理系统，把分布式电源、 储能、电动汽车等多种可调节资源有机结合，通过通信技术与控制技术，对可调节 资源进行调控和优化。“虚拟”是指其没有实体电厂的存在形式；“电厂”是指其具有电 厂的某些属性，如提供调峰调频等辅助服务、参与电力市场并获得收益等。
虚拟电厂是一种新型电力系统，可对大规模新能源电力进行高效利用。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，以此为一次能源的发电方 式不仅会将这些特性继承下来，还会随时空范围的变化产生规律性改变。因此，若 将单一形式的多台新能源发电机组规模化地接入大电网，将产生较严重的系统稳定 性问题，这将是制约新能源电力大规模开发利用的瓶颈。虚拟发电厂提供的新能源 电力与传统能源和储能装臵集成的模式，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，为新能源电力的安全高效利用开辟了新路径。（报告来源：未来智库）
虚拟电厂充当分布式资源与电网运营商、电力交易市场之间的中介，代表分布式资 源所有者执行市场出清结果，实现能源交易。虚拟电厂最具吸引力的功能就在于能 够聚合多种类型的分布式资源参与电力市场运行。从其他市场参与者的角度来看， 虚拟电厂表现为传统的可调度发电厂。与传统调电厂相比，虚拟电厂强调数据分析 和运营，参与电力交易市场。虚拟电厂的数据分析功能包括采集并分析处理区域中 各对象的运行数据，如发电机组的出力和运行效率、用电负荷随时间变化的规律等， 并能对这些数据提供有效的检索和调用手段。虚拟电厂的运营和交易功能包括建立 区域内的发电费用、用电收益及安全约束模型，进行优化计算，收集市场情报、制 订发电计划、签订中远期市场交易合同等。
产业链结构：由上游基础资源、中游系统平台、下游电力需求方构成。
1）上游基 础资源主要包括可调负荷、分布式电源和储能设备。可调负荷的重点应用领域主要 包括工业、建筑和居民等。不同应用场景负荷可调潜力差异较大，商业和公共建筑 可调负荷主要是空调、照明、动力，约占楼宇负荷的 25%。居民可调负荷分布散、 单点容量小、聚合难度较大。
分布式电源指用户现场及附近配置较小的发电机组， 包括小型燃机、小型光伏和小型风电、水电、生物质、燃料电池等一种或几种组合。 储能设备可分为机械储能、化学储能、电磁储能和相变储能。在实践中各类资源经 常混合杂糅，特别是可调负荷中掺杂越来越多自用型分布式能源和储能，或经过组 合发展出微网、局域能源互联网等形态，作为虚拟电厂的次级控制单元。
2）中游 资源聚合商主要依靠互联网、大数据等，整合、优化、调度、决策来自各层面的数 据信息，增强虚拟电厂的统一协调控制能力，是虚拟电厂产业链的关键环节。
3） 产业链下游为电力需求方，由电网公司、售电公司和大用户构成。电网公司作为电 网运营商，是电力市场的重要买方。售电公司包括独立售电公司、拥有配网运营权 的售电公司和电网领域的售电公司。大用户主要指 B 端可直接参与电力批发市场交 易的工商业电力大用户，各省从用电量、电压等级、产业类别等方面设计各自的大 用户标准。
资源聚合商有望成为虚拟电厂乃至电力行业主角。资源聚合商有望成为电力行业生 态的主角。一方面，资源聚合商通过算法优化和业务模式创新有望促进电力系统效 率提升。当前，我国资源聚合商更多在电力交易市场和辅助服务市场分别开展供给 侧和需求侧资源优化。未来，资源聚合商有望成为一种共享服务平台，代理供需两 侧资源在配电网侧实现平衡后再与大电网发生关联，从而促进整个电力市场供需匹 配效率提升。另一方面，资源聚合商规模将进一步扩大。随着分布式能源种类和数 量越来越多，分布空间越来越广，部分聚合商最终将成为一种跨种类、广域的源网 荷储集成商，在电力行业发挥举足轻重的作用。
我国分布式发电装机量大，虚拟电厂前景广阔。虚拟电厂可以降本增效，为电力行 业未来主要发展方向，战略意义重大。根据数据显示，从光伏发电 领域来看，我国分布式光伏发电并网装机容量逐年增长，增速加快。据统计，2021 年我国分布式光伏发电并网装机容量为 107.5GW，同比增长 37.56%。
据国家电网 数据，2030年国家电网经营区下的分布式电源装机将达到290GW，占总装机量10% 左右，其中：分布式光伏装机达到 260GW、分散式风电装机量达到 30GW。从区 域电力输送来看，据中电联数据，我国跨省及跨区输送电量持续提升。2021 年我国 跨省输送电量为 1.60 万亿千瓦时，跨区输送电量为 0.69 万亿千瓦时。从电力交易 市场来看，2022 年我国电力交易市场飞速发展。据中电联数据，2021 年我国电力 市场交易电量累计为 37787 亿千瓦时，同比增长 19.34%。2022 年 1 月电力市场交 易电量累计为 4970.8 亿千瓦时，同比增长 97.80%，实现飞速增长。
供需潜力释放将推动虚拟电厂市场规模大幅增长。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 潜力巨大。明确的转型目标为我国虚拟电厂发展打开市场新增量，而相关设施的建 设则能很好满足市场需求，产业规模有望快速扩大。据 GIR (Global Info Research) 调研，按收入计，2021 年全球虚拟电厂收入大约 621.1 百万美元，预计 2028 年达 到 2296.3 百万美元，2022 至 2028 期间，年复合增长率 CAGR 为 20.5%。
通信网络支撑、新兴技术融合应用提升虚拟电厂效能。我国协调控制、智能计量、 信息通信等虚拟电厂关键技术发展迅速。其中通信技术相对成熟，协调控制、智能 计量技术有了长足进步。另外，储能、信息安全防护、新能源发电并网与主动支撑 等技术持续创新突破，为虚拟电厂提供了重要动力和保障。
同时，物联网、区块链、 大数据、人工智能、数字孪生等新兴数字技术在电力系统中加速推广应用，从运行 维护、信息交互、市场交易、控制策略等方面提高了虚拟电厂的安全性和经济性。 如当前我国已建成全球最大 5G 网络，建设了电力光纤专网和电力无线专网，为虚 拟电厂实现监控视频、数据快速汇聚和传输、海量智能终端互联管理、互动水平提 高和数据交换提供基础支撑。
储能云网平台实现储能及新能源电站的多方参与、联合生产以及统一调度，达到资 源最优调配。虚拟电厂是储能云网平台的重要应用之一，微网可以看作是虚拟电厂 的职能单元。储能云网平台实现储能及新能源电站的多方参与、联合生产以及统一 调度，达到资源最优调配。例如，可通过建立省级-区域-站级的 3 层调控模型，实 现平台电网、投资商、供应商、用户等产业链各方效益最优化。
通过储能云网平台 将分布式储能资源或零散分布、不可控的负荷资源转化为随需应变的“虚拟电厂”资 源，利用虚拟电厂的聚合功能，形成规模化“削峰填谷”响应，实现储能资源的最大 化利用。 区块链技术应用前景广阔。区块链，就是一个又一个区块组成的链条。每一个区块 中保存了一定的信息，它们按照各自产生的时间顺序连接成链条。这个链条被保存 在所有的服务器中，只要整个系统中有一台服务器可以工作，整条区块链就是安全 的。这些服务器在区块链系统中被称为节点，它们为整个区块链系统提供存储空间 和算力支持。
相比于传统的网络，区块链具有两大核心特点：一是数据难以篡改、 二是去中心化。基于这两个特点，区块链所记录的信息更加真实可靠，可以帮助解 决人们互不信任的问题。从虚拟电厂的构建和运营来看：1）源端，区块链可对设 备进行唯一性认证并进行出力核查。2）网端，可构建去中心化云平台，实现各类 数据信息“可信、可管、可控、可知”的传输，结合用户侧需求响应与发电侧出力信 息进行智能调度，提升供需两端匹配效率。同时可利用账本技术，采用可信交易积 分等手段完善信用体系，提高交易效率。3）荷端，可对负荷进行唯一性认证，鼓 励负荷端节能减排或参与电力市场交易。
物联网技术发展浪潮。从公司涉及的细分业务领域来看，2021 年 3 月，工业和信息化部发布《2021 年工业和信息化标准工作要点》指出要大力开展 5G 及下一代移 动通信“IPv6+”及下一代互联网、移动物联网、云计算、大数据等标准的研究与制定。 5G 产业发展助力物联网发展新浪潮，在芯片、5G 通信、云计算、人工智能、大数 据等多项技术进步和加速融合下，智能物联正处于高速增长阶段。
储能成本不断下降，储能技术日臻完善。储能技术逐渐朝多样化发展，压缩空气储 能、储氢技术、固碳制氨技术不断问世；而组件及控制技术日渐成熟，使得成本快 速下降，根据公司公告，2020 年国产电芯成本下降到 700 元/kWh，锂电池电网 储能投资边际价格接近 0.5 元（锂电生命周期）；固体蓄热综合投资成本降至 100 元/m2 以下；相变蓄热综合投资也降至 80 元/ m2 以下。这就为虚拟电厂的发展奠 定了经济基础，虚拟电厂能带来的利益随着成本的下降不断提升。
全球能源数字化技术发展态势明显。当前，新一轮科技革命和产业革命加速兴起， “大云物智移链”等数字化技术与能源产业有机相融，成为引领能源产业变革、实现 创新驱动发展的源动力。目前，世界各国纷纷采取措施，推动数字化进程，将大数 据分析及机器学习、区块链、分布式能源管理和云计算等数字技术，应用到能源生 产、输送、交易、消费及监管等各个环节。能源和资源数字化后，将得以智能化分 配，并明确如何能够在合适的时间、合适的地点以最低的成本提供能源，效率得到 大幅提升。与此同时，数字化还可以使碳捕获和储存等特定的清洁能源技术受益。
根据彭博新能源财经（BNEF）的数据，数字技术在能源领域应用广泛，2017 年的 市场规模达到 520 亿美元，约占全球数字技术应用市场的 44%。在这 520 亿美元 中，有 46%（240 亿美元）用于化石能源电厂的运行管理（如传感器、数字采集和 解析以提高电厂效率），35%用于智能电表（180 亿美元）。从现在起到 2025 年， 能源数字技术的智能化会发生重大转变，预计到 2025 年，全球能源领域的数字化 市场规模将增长到 640 亿美元，该数字技术应用包括大数据、机器学习/人工智能、 云计算、区块链等。
碳中和碳达峰推动能源消费方式变革。我国“十四五”时期经济社会发展以推动高质 量发展为主题，以深化供给侧结构性改革为主线，以改革创新为根本动力，其中对 碳中和、碳达峰工作进行了明确规划。2020 年经济工作会上指出：“做好碳达峰、 碳中和工作；我国二氧化碳排放力争 2030 年前达到峰值，力争 2060 年前实现碳中 和；要抓紧制定 2030 年前碳排放达峰行动方案，支持有条件的地方率先达峰；要 加快调整优化产业结构、能源结构，推动煤炭消费尽早达峰，大力发展新能源，加 快建设全国用能权、碳排放权交易市场，完善能源消费双控制度；要继续打好污染 防治攻坚战，实现减污降碳协同效应；要开展大规模国土绿化行动，提升生态系统 碳汇能力。
”这一重要宣示为我国应对气候变化、绿色低碳发展提供了方向指引、擘 画了宏伟蓝图。开启了中国“双碳”形势下倒逼时间的绿色发展的进程。2021 年是“十 四五”开局之年，以虚拟电厂为首的综合能源服务有望加速发展。
电力市场持续开放，为虚拟电厂参与交易提供有力支持。虚拟电厂最主要的功能为 聚合多类能源参与电力市场运行，以市场手段促进电力资源的优化配置。由于前期 我国能源体制中发电、输配电、用电三方相对独立且缺乏一定的市场交互机制，因 此虚拟电厂的构建与发展须以政府颁布的相关政策支持为前提。近年来，为适应能 源结构转型，国家发改委、国家能源局出台系列政策推动完善全国统一的电力市场 体系，支持培育多元竞争市场主体，鼓励虚拟电厂参与电力市场交易及系统运行调 节。
《“十四五”现代能源体系规划》（发改能源〔2022〕210 号）等多个政策文件均 提出，我国将完善新型电力系统建设和运行机制，完善适应可再生能源局域深度利 用和广域输送的电网体系，健全适应新型电力系统的市场机制，完善灵活性电源建 设和运行机制，并开展各类资源聚合的虚拟电厂示范。同时，浙江、上海、广东等 地也持续探索通过虚拟电厂项目积极响应削峰填谷需求，提高电力系统运营效率。 国家与地方政策的陆续出台落地，为虚拟电厂建设与发展提供了良好的政策环境。（报告来源：未来智库）
虚拟电厂在欧美发达国家发展较为成熟。在欧美各国已有一些可供借鉴的小规模示 范项目。自 2001 年起，欧洲各国就开始开展以集成中小型分布式发电单元为主要 目标的虚拟发电厂研究项目，参与的国家包括德国、英国、西班牙、法国、丹麦等。 现已实施的虚拟电厂项目有德国卡塞尔大学太阳能供应技术研究所的试点项目、欧 盟虚拟燃料电池电厂项目、欧盟 FENIX 项目等。
多领域玩家纷纷布局，电网信息化企业占据主流。虚拟电厂作为资本、资源和技术 高度密集型行业，具有一定进入壁垒，但由于行业发展潜力巨大，吸引了众多领域 企业入局，企业类型多样，但市场集中度不高，竞争较为激烈。一是电网领域信息化板块企业，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。
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。 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。
数字能源蔚然成风，各大公司加速入场。碳达峰、碳中和目标驱动下，智能化、低 碳化成为未来三四十年两大确定性发展趋势，而智能化需要数字化技术，低碳化则 离不开电子电力技术，全球能源产业正从资源依赖型走向技术驱动型，如此，一个 融合了数字技术和电子电力技术的万亿级产业——数字能源应运而生。
从近日多方 调研获悉，当前各大公司正加速进入数字能源产业。一方面，以华为、中兴通讯、 工业富联等为代表的科技型企业纷纷通过设立独立部门或子公司形式入局数字能源 领域；另一方面，传统能源企业相继组建数字化公司，加快能源数字化转型。企查 查数据显示，2021 年，我国新增数字能源、光伏、新能源、能源管理系统相关企业 5.67 万家，同比增长 154.93%，其中，新增企业名称中含有数字能源的现存企业 93 家，是 2020 年的 8.45 倍。
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