环保及公用事业行业智慧能源系列专题报告（四）：AI助力新型电力系统建设，虚拟电厂前景广阔-20230518-招商证券-21页_1mb

AI助力新型电力系统建设，虚拟电厂前景广阔

核心内容

虚拟电厂是AI在新型电力系统建设中的重要应用场景，它通过整合分布式可调节资源，实现电力系统的智能化管理与优化，成为解决削峰填谷和可调节资源聚合的关键手段。随着我国电力系统向数字化、智能化、网络化发展，AI赋能的虚拟电厂将在电力调度、市场交易、安全管控、运维检修等方面发挥重要作用。

主要观点

• AI赋能虚拟电厂：AI技术提升了虚拟电厂在电力调度、市场交易、负荷控制等方面的能力，提高了分析准确性和响应速度，是实现电力系统智能化升级的重要路径。
• 解决削峰填谷问题：由于风光发电波动性大，电力系统面临尖峰时段保供难和低谷时段消纳难的问题，通过需求侧响应和虚拟电厂技术，可以实现削峰填谷，提高系统稳定性和运行效率。
• 政策支持与市场机制完善：国家政策不断推动虚拟电厂的发展，如《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》和相关省市试点项目，推动虚拟电厂向市场化、规范化发展。
• 行业前景广阔：随着统一电力市场体系和市场化电价机制的完善，以及AI技术的深入应用，我国虚拟电厂行业有望对标欧美成熟市场，迎来广阔的发展空间。

关键信息

电力系统转型背景

• 我国电力系统正向智能、数字化、网络化转型，AI技术成为关键支撑。
• 国家能源局发布的《新型电力系统发展蓝皮书》强调了智慧融合的重要性，推动“云大物移智链边”等数字技术在电力系统各环节的广泛应用。

虚拟电厂概念与发展

• 虚拟电厂是将分布式可调节资源聚合为一个“虚拟”的电厂，参与电力市场交易。
• 虚拟电厂发展经历了从概念提出到商业化试点的过程，2022年两项国际标准获批，标志着我国在该领域处于国际领先地位。

虚拟电厂分类与市场机制

• 按聚合对象分类：需求侧资源型、供给侧资源型、混合资源型。
• 按市场参与机制分类：邀约型、市场型、自主型。
• 我国虚拟电厂市场机制正处于邀约型向市场型过渡阶段。

削峰填谷与可调节资源聚合

• 尖峰负荷不足：近年来我国尖峰负荷供应不足，导致限电现象频发。
• 风光消纳问题：风光发电出力曲线与负荷曲线不匹配，造成弃风弃光问题。
• 需求侧响应重要性：通过调节负荷实现削峰填谷，对电力系统稳定和经济运行具有重要意义。
• 用户侧资源增长：分布式光伏、电动汽车、储能等用户侧资源快速增长，为虚拟电厂提供大量可调节资源。

市场规模与经济效益

• 需求侧响应市场规模：2025年预计369亿元，2030年预计466.5亿元。
• 冀北虚拟电厂：已实现商业化运行，接入11类资源，容量达358MW，经济效益良好。
• 新能源消纳市场：2023年预计市场规模约68亿元，未来将随新能源装机增长而扩大。

虚拟电厂产业链

• 上游：可调负荷、分布式电源、储能设备。
• 中游：资源聚合商，主要依赖AI、大数据等技术进行资源整合和优化。
• 下游：电力需求方，包括电网公司、售电公司、大用户。

推荐标的

• 计算机组覆盖：国能日新、南网科技、云涌科技、恒实科技、国网信通。
• 电新组覆盖：东方电子、国电南瑞、金智科技。

风险提示

• 试点项目建设不及预期：宏观经济或政策变化可能导致试点项目进展缓慢。
• 统一电力市场建设滞后：若全国统一电力市场体系和市场化电价机制建设不及预期，将影响虚拟电厂盈利模式的实施。

图表与数据支持

• 图1：虚拟电厂示意图。
• 图2：虚拟电厂发展历程图。
• 图3：全社会用电功率与发电装机容量对比。
• 图4：我国历年发电装机结构及风光占比。
• 图5：我国弃风弃光率变化趋势。
• 图6：2022年每月弃风弃光率。
• 图7：风光发电出力曲线。
• 图8：我国需求侧响应规模预测。
• 图9：2025年需求响应规模构成。
• 图10：分布式光伏发电并网容量及增长率。
• 图11：我国电动汽车保有量。
• 图12：我国电化学储能规模。
• 图13：2022年电化学储能应用场景结构。
• 图14：用户侧可调节资源容量。
• 图15：虚拟电厂关键技术。
• 图16：满足5%峰值负荷投资对比。
• 图17：冀北虚拟电厂可调节负荷。
• 图18：NextKraftwerke装机规模及发展历程。
• 图19：PowerWall充电示意图。
• 图20：PowerWall放电示意图。
• 图21：冀北虚拟电厂架构。
• 图22：虚拟电厂参与电力市场交易管理规范。
• 图23：我国虚拟电厂产业链图谱。
• 图24：相关上市公司营业收入。
• 图25：相关上市公司毛利率。

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分析师信息

• 宋盈盈：CFA，清华大学环境工程本硕，北京大学国发院经济学双学士，现任招商证券环保公用事业行业首席分析师。

评级说明

• 股票评级：根据公司股价相对基准指数的预期表现，分为强烈推荐、增持、中性、减持。
• 行业评级：根据行业基本面及指数表现，分为推荐、中性、回避。

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