關(guān)于虛擬電廠這件事

2022-08-19 08:55:30 大云網(wǎng)　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

最近虛擬電廠的熱度較高，有朋友希望我寫點(diǎn)這方面的文章，那就做個(gè)命題小作文，僅供參考，請(qǐng)多指正。（來源：魚眼看電改作者：俞慶）虛擬...

最近虛擬電廠的熱度較高，有朋友希望我寫點(diǎn)這方面的文章，那就做個(gè)命題小作文，僅供參考，請(qǐng)多指正。

（來源：魚眼看電改作者：俞慶）

虛擬電廠并非新鮮事物

找了個(gè)不算權(quán)威的“搜狗百科”，發(fā)現(xiàn)虛擬電廠是1997年就有的概念。

電網(wǎng)企業(yè)最初的大用戶電能計(jì)量系統(tǒng)，叫做“大用戶負(fù)荷控制平臺(tái)”，對(duì)應(yīng)的“負(fù)控終端”，本身就帶有負(fù)荷控制的功能設(shè)計(jì)，大概是2000年前后的事情。

說個(gè)題外話：那時(shí)候?yàn)榱烁銦o線負(fù)控，在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不支持的條件下，采用的是230Mhz的數(shù)傳電臺(tái)作為通信手段，電網(wǎng)對(duì)電力移動(dòng)通信專網(wǎng)的執(zhí)念由此誕生。

2006年左右，Smart Grid概念出世，虛擬電廠也是作為Smart Grid的負(fù)荷側(cè)要素之一，包括了DR需求響應(yīng)和ADR自動(dòng)需求響應(yīng)（Auto Demand Response）。

有專門的組織去做行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的工作，比如IEC62939智能電網(wǎng)用戶界面，以及OpenADR（開放ADR組織）等。

虛擬電廠為何如今成為關(guān)注點(diǎn)

國(guó)內(nèi)虛擬電廠至今才開始熱起來，這與中國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展階段有關(guān)。2006年前后，Smart Grid概念在歐美的主要方向之一，是低壓配網(wǎng)及負(fù)荷側(cè)的創(chuàng)新，這與歐美電力行業(yè)早已過了輸電和配電領(lǐng)域建設(shè)高峰，電網(wǎng)側(cè)業(yè)務(wù)趨于飽和有關(guān)。

而中國(guó)的Smart Grid，在當(dāng)時(shí)要解決電網(wǎng)卡脖子的問題，所以側(cè)重于電網(wǎng)建設(shè)，尤其是輸電網(wǎng)建設(shè)，因此走特高壓路線，整個(gè)行業(yè)對(duì)中低壓配網(wǎng)及負(fù)荷側(cè)關(guān)注度較低。

而如今，雖然特高壓在綠色電力的時(shí)代，依然是電網(wǎng)建設(shè)的主要方向之一，但是由于可再生能源的波動(dòng)性、間歇性問題，倒逼行業(yè)關(guān)注負(fù)荷側(cè)資源的協(xié)調(diào)響應(yīng)，才牽扯出對(duì)虛擬電廠的廣泛關(guān)注。

虛擬電廠的三代論

從國(guó)外的實(shí)踐來看，虛擬電廠技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了三代：

（資料來源：Bosch博世集團(tuán)）

第一代虛擬電廠，以分布式電源（或者是單一資源類型）的集中式匯聚與協(xié)調(diào)為核心，基于傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化SCADA架構(gòu)，主要面向電網(wǎng)內(nèi)部服務(wù)。

第二代虛擬電廠，以源荷聚集（兩類資源）協(xié)調(diào)為核心，增加了負(fù)荷側(cè)資源匯聚功能，還是傳統(tǒng)的SCADA架構(gòu)，除了為電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商服務(wù)，也參與到市場(chǎng)化的交易中（比如現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)等）。

第三代虛擬電廠，是多元資源的廣泛聚集，只要有調(diào)節(jié)能力的負(fù)荷側(cè)資源都可納入，探索形成新的商業(yè)模式，采用新的數(shù)字化模型（61850/62939），以新的數(shù)字化架構(gòu)（云-邊-端協(xié)調(diào)）去實(shí)現(xiàn)，形成非常復(fù)雜的協(xié)作生態(tài)，甚至增加區(qū)塊鏈、DAO等新的技術(shù)要素。

虛擬電廠在中國(guó)

從中國(guó)的虛擬電廠實(shí)踐來看，大多數(shù)虛擬電廠還是第一代水平，少數(shù)項(xiàng)目部分具備第二代的特征，但遠(yuǎn)未成熟。

虛擬電廠作為電力行業(yè)的一項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)品，其發(fā)展受制于電力行業(yè)的開放度、市場(chǎng)化水平、專業(yè)化程度、以及數(shù)字化水平。

說得更直白一點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度決定了虛擬電廠的發(fā)展空間。

當(dāng)前中國(guó)電力行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，在發(fā)電側(cè)屬于寡頭壟斷（少數(shù)發(fā)電集團(tuán)之間的博弈），在電網(wǎng)側(cè)屬于自然壟斷（全國(guó)兩張網(wǎng)），在負(fù)荷側(cè)幾乎沒有成熟的服務(wù)商和市場(chǎng)環(huán)境。

在這樣的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)中，虛擬電廠很難找到合適的生存土壤，離成熟尚遠(yuǎn)。

在成熟的電力市場(chǎng)中，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)相對(duì)清晰，專業(yè)界限較為明確，每個(gè)環(huán)節(jié)相對(duì)都有成熟的商業(yè)模式，并且在自然壟斷環(huán)節(jié)之外的各環(huán)節(jié)，形成較為充分的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，客戶的市場(chǎng)意識(shí)也較高。逐步出現(xiàn)了獨(dú)立于輸電、配電和交易環(huán)節(jié)的“資源聚合商”角色，這是虛擬電廠的主要應(yīng)用對(duì)象。

（資料來源：Bosch博世集團(tuán)）

虛擬電廠的邏輯本質(zhì)

第三代虛擬電廠的技術(shù)邏輯本質(zhì)，在于匯聚一切可以調(diào)節(jié)的負(fù)荷側(cè)資源，以數(shù)字化手段形成資源池，并進(jìn)行市場(chǎng)化變現(xiàn)。

第三代虛擬電廠最主要的創(chuàng)新，在于突破了“負(fù)荷”或者“光伏”這類單一資源聚集，把各種資源形式，比如三聯(lián)供、儲(chǔ)能、電動(dòng)車V2G、小型熱電聯(lián)產(chǎn)、蓄熱蓄冷裝置等各種資源都進(jìn)行聚合。

每個(gè)資源在時(shí)間上都可能具備負(fù)荷的上下調(diào)節(jié)能力，形成一個(gè)“陰影面積”，虛擬電廠就是把所有的陰影面積疊加，匯聚成一個(gè)巨大的陰影面積池，即資源池。

（資料來源：Bosch博世集團(tuán)）

虛擬電廠在需求響應(yīng)領(lǐng)域的變現(xiàn)

虛擬電廠本質(zhì)上是一種技術(shù)產(chǎn)品，這個(gè)產(chǎn)品需要形成可行的商業(yè)模式，從目前來看，圍繞需求響應(yīng)的變現(xiàn)是大家關(guān)注的重點(diǎn)。

但是需求響應(yīng)的變現(xiàn)空間到底有多大，誰是付費(fèi)方，這個(gè)問題又牽扯出電力體制改革的很多深層次問題，直接影響虛擬電廠的未來發(fā)展。

需求響應(yīng)的商業(yè)本質(zhì)是：以KW為單位的電力資源，在時(shí)間上的稀缺性問題。

我們以某省級(jí)電網(wǎng)的年度負(fù)荷曲線為例：

某一負(fù)荷值的年持續(xù)時(shí)間（概率），決定了它的稀缺性價(jià)值，大致可以分三檔：

1、該省電網(wǎng)的3%最尖峰負(fù)荷，年持續(xù)時(shí)間約10多小時(shí)。這是最稀缺的電力資源，如果電網(wǎng)要為這3%尖峰負(fù)荷去配置增量容量，需要巨大的投資。那么一旦這3%的尖峰負(fù)荷出現(xiàn)，過去電網(wǎng)會(huì)采取“有序用電”方案，現(xiàn)在以“電網(wǎng)級(jí)虛擬電廠”的方式進(jìn)行建設(shè)，并且補(bǔ)貼給用戶。

最稀缺的電力資源，如果進(jìn)入市場(chǎng)必然是最豐厚的回報(bào)，這塊資源電網(wǎng)自行掌握，相關(guān)投資作為電網(wǎng)安全穩(wěn)定的成本，進(jìn)入輸配電價(jià)。

2、3%~8%的尖峰負(fù)荷，年持續(xù)時(shí)間大約幾十小時(shí)。這部分資源，有兩種變現(xiàn)方式，其一是少部分省份進(jìn)入輔助服務(wù)市場(chǎng)，以市場(chǎng)化方式采購(gòu)，但是輔助服務(wù)市場(chǎng)是批發(fā)側(cè)市場(chǎng)，玩家都是大體量，交易門檻較高，中小型負(fù)荷集成商很難進(jìn)入。其二是大部分省份目前采用非市場(chǎng)化的“政策性需求響應(yīng)”，以事件的方式，或者是直調(diào)資源補(bǔ)償?shù)姆绞健哪壳翱矗磕陥?zhí)行的次數(shù)較少，且價(jià)格非市場(chǎng)形成，無法對(duì)參與者構(gòu)成足夠的刺激，負(fù)荷集成商能保本就算不錯(cuò)。

3、8%以下的這部分，年持續(xù)時(shí)間在幾十~幾百小時(shí)。這部分資源，有賴于電力現(xiàn)貨的價(jià)格信號(hào)，售電公司以偏差成本控制的方式進(jìn)行響應(yīng)，目前市場(chǎng)化水平也較低，要看后續(xù)現(xiàn)貨市場(chǎng)的成熟度提升。

所以就變現(xiàn)的空間和模式上看，由于中國(guó)電力市場(chǎng)正處于轉(zhuǎn)軌過程中，雙軌制運(yùn)行對(duì)虛擬電廠的發(fā)展制約較大，且涉及到多方面的改革推進(jìn)，至少在短期內(nèi)，虛擬電廠在需求響應(yīng)這個(gè)商業(yè)模式里，并不可能出現(xiàn)國(guó)外成熟電力市場(chǎng)那樣的高回報(bào)空間。

當(dāng)然，虛擬電廠的商業(yè)模式，不僅僅是在需求響應(yīng)，還有別的很多場(chǎng)景，這里不過多展開。

虛擬電廠在中國(guó)，更深層次的問題

不管虛擬電廠在一些能源創(chuàng)業(yè)者口中，被說成是多么有前途的技術(shù)，其在中國(guó)電力行業(yè)的實(shí)踐，還需要解決更深層次的問題。

我曾經(jīng)問過某電網(wǎng)自建的虛擬電廠平臺(tái)運(yùn)營(yíng)方：你們接入了多少多少的場(chǎng)站，簽訂了多少多少合同，也匯聚了多少多少M(fèi)W的負(fù)荷，那么真正需要執(zhí)行響應(yīng)的時(shí)候，客戶的參與率到底是多少？第二年、第三年的參與率變化是怎么樣？

他的回答是：低到不好意思說。

個(gè)人認(rèn)為這里包含了兩方面的問題：

1、電力用戶的市場(chǎng)化意識(shí)和使用習(xí)慣培育問題

大多數(shù)企業(yè)并不具備負(fù)荷管理能力，在現(xiàn)有的電價(jià)體系下，也很難真正意識(shí)到負(fù)荷的時(shí)間價(jià)值。而且對(duì)企業(yè)來說，用電是剛需，這個(gè)剛需到底有多剛，企業(yè)為了錯(cuò)避峰運(yùn)行，需要如何調(diào)整負(fù)荷，這個(gè)調(diào)整對(duì)企業(yè)的代價(jià)有多大，這個(gè)代價(jià)是不是有足夠的激勵(lì)補(bǔ)償？

這些問題還需要不斷的回答和探索，至少目前的價(jià)格機(jī)制是無法做到充分激勵(lì)的，這也是虛擬電廠起不來的原因之一。

2、缺乏專業(yè)運(yùn)營(yíng)能力與企業(yè)信任度

目前的虛擬電廠主要是三類建設(shè)方，一是電網(wǎng)以項(xiàng)目建設(shè)的方式自己投資運(yùn)營(yíng)，投資規(guī)模大，客戶數(shù)量多，但是缺乏深層次互動(dòng)；二是少量創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行建設(shè)，但是這個(gè)業(yè)務(wù)本身缺乏盈利能力，需要靠別的業(yè)務(wù)去彌補(bǔ)，所以更多的是2VC的故事性；三是發(fā)電企業(yè)以試點(diǎn)、科技項(xiàng)目等形式建設(shè)，多數(shù)并不具備商業(yè)化持續(xù)運(yùn)營(yíng)的可能性。

虛擬電廠即使最基礎(chǔ)的負(fù)荷管理和負(fù)荷運(yùn)營(yíng)，也需要了解負(fù)荷背后的特性，電力的最終消費(fèi)者不是人，而是各類負(fù)荷設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電能量與其他能源形式的轉(zhuǎn)換，目前的虛擬電廠建設(shè)方，并不會(huì)太關(guān)注電力最終消費(fèi)者——負(fù)荷的背后使用需求。

如果說需求響應(yīng)的量是Know What（需要削減或者增加多少個(gè)kW），虛擬電廠在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，可以做到Know How（在不影響企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的情況下，如何削減），但是很少人會(huì)去關(guān)注Know Why（為什么企業(yè)要削減，削減的好處怎么獲得，企業(yè)動(dòng)力在哪，企業(yè)為什么相信你能最好的做這件事）。

所以才有了實(shí)際的響應(yīng)率較低的現(xiàn)狀。

其本質(zhì)是：虛擬電廠是一種負(fù)荷側(cè)的管理技術(shù)，管理方（虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商或者負(fù)荷集成商）和被管理方（企業(yè)）之間，需要在負(fù)荷管理、交易結(jié)構(gòu)與利益結(jié)構(gòu)、深層次的能源運(yùn)營(yíng)服務(wù)能力等方面，建立充分的企業(yè)互信，運(yùn)營(yíng)方需要展示真正的價(jià)值管理和創(chuàng)造能力。

這些都不是簡(jiǎn)單的虛擬電廠技術(shù)能解決的問題，其核心在于：中國(guó)缺乏真正負(fù)荷的運(yùn)營(yíng)商，能以專業(yè)的第三方能力，幫助企業(yè)提升較低的能源管理水平和負(fù)荷管理能力。

說到底還是電力產(chǎn)業(yè)鏈過去長(zhǎng)期的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)模式，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)成熟度低、市場(chǎng)化水平低、客戶市場(chǎng)意識(shí)低的問題。

當(dāng)然，正因?yàn)榈停圆庞袡C(jī)會(huì)，誰能真正服務(wù)好客戶，真正占據(jù)客戶的心智，為客戶創(chuàng)造當(dāng)下的價(jià)值，誰才能做好未來虛擬電廠的技術(shù)、業(yè)務(wù)和客戶資源積累，而不是在當(dāng)下裝一堆控制器，然后搞個(gè)云平臺(tái)去拉估值，講故事。

期待中國(guó)電力市場(chǎng)的不斷成熟，電力體制改革的推進(jìn)，讓虛擬電廠有更光明的未來！

非常感謝博世（中國(guó)）投資有限公司的王建國(guó)先生對(duì)本文做出的大量貢獻(xiàn)。

責(zé)任編輯：葉雨田

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