虛擬電廠為何在中國(guó)叫好不叫座？

“山火，高溫，限電，疫情。”這個(gè)夏天，川渝人民過(guò)得實(shí)在是太不容易。

跟高溫炎熱相伴隨的往往是拉閘限電。對(duì)現(xiàn)代年輕人而言，這種斷電的日子幾乎沒(méi)有太多經(jīng)歷，停電是屬于上世紀(jì)90年代的記憶，越是夏天最熱的時(shí)候，停電總在飯點(diǎn)發(fā)生，人們端著飯碗在村口邊吃邊納涼。

這一次由于西南地區(qū)水電吃緊，也影響到上海等東部用電“大戶”。

但在上海臨港新片區(qū)，由于率先開(kāi)展新型電力系統(tǒng)示范區(qū)建設(shè)，讓這里的高溫沒(méi)有出現(xiàn)拉閘限電情況。據(jù)臨港能源中心管家介紹，之所以能安度用電高峰，主要依靠虛擬電廠的需求響應(yīng)，跟用戶進(jìn)行溝通協(xié)商，讓用戶能夠在不影響生產(chǎn)的情況下為電網(wǎng)安全運(yùn)行提供一些支撐。

目前，臨港新片區(qū)有15家工商業(yè)用電客戶參與虛擬電廠項(xiàng)目，最多可提供21兆瓦的機(jī)動(dòng)調(diào)峰能力。這些企業(yè)通過(guò)完成虛擬電廠的需求響應(yīng)，可以得到實(shí)打?qū)嵉难a(bǔ)貼。

以臨港為例，若是24小時(shí)內(nèi)的日內(nèi)響應(yīng)，會(huì)有每度電2.6元的補(bǔ)貼。這其中的規(guī)律是，給用戶響應(yīng)準(zhǔn)備時(shí)間越短，價(jià)格越高。2小時(shí)以內(nèi)的快速響應(yīng)，將會(huì)達(dá)到每度電6元的補(bǔ)貼。

據(jù)悉，在臨港虛擬電廠的用戶，有的一次響應(yīng)有幾萬(wàn)塊錢收益，如果響應(yīng)頻次多，可能一個(gè)月收入有十幾萬(wàn)。

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另一個(gè)引起業(yè)界關(guān)注的是，8月26日，深圳虛擬電廠管理中心正式揭牌，這是國(guó)內(nèi)首家虛擬電廠管理中心。據(jù)悉，深圳虛擬電廠已接入分布式儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心、充電站、地鐵等類型負(fù)荷聚合商14家，接入容量達(dá)87萬(wàn)千瓦，接近一座大型煤電廠的裝機(jī)容量。

當(dāng)然，就全國(guó)而言，虛擬電廠的試點(diǎn)還只是少數(shù)地方，在面對(duì)全球變暖所引起的熱浪、高溫、干旱、颶風(fēng)等極端天氣的時(shí)候，我國(guó)的電力保障仍未實(shí)現(xiàn)“游刃有余”，用電難題依然存在。

虛擬電廠在中國(guó)處于起步階段，雖然被業(yè)界廣泛看好，但因?yàn)楦鞣N政策限制，仍是叫好不叫座。

01

虛擬電廠如何解決用電難題？

“虛擬電廠”（ Virtual Power Plant，VPP）作為電力新管家，最近經(jīng)常被沖上熱搜。國(guó)際上稱它為需求側(cè)響應(yīng)，或叫復(fù)合聚合商，但它實(shí)際上是需求側(cè)響應(yīng)的延申，是將分布式電源（發(fā)電）、可控負(fù)荷（用電）、儲(chǔ)能等利用計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將其聚合成一個(gè)虛擬的集中式電廠，來(lái)為電網(wǎng)提供需求側(cè)響應(yīng)的“虛擬集中式電廠”。

圖說(shuō)：虛擬電廠管理簡(jiǎn)單示意圖

這樣說(shuō)或許還比較復(fù)雜，通俗一點(diǎn)講，就是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等技術(shù)，將不同空間的用電方、儲(chǔ)能方、微電網(wǎng)、電動(dòng)汽車、分布式電源等多種可控資源聚合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)自主協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，參與電力系統(tǒng)運(yùn)行和電力市場(chǎng)交易的智慧能源系統(tǒng)，也可稱為電力“大管家”。

它既可作為“正電廠”向系統(tǒng)供電或控制可調(diào)負(fù)荷調(diào)峰，又可作為“負(fù)電廠”加大負(fù)荷消納，配合填谷。

虛擬電廠“彈性電力”的出現(xiàn)，于現(xiàn)階段的電網(wǎng)調(diào)控而言，是一種在不增加額外的基礎(chǔ)設(shè)施下環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的方案。就像是共享經(jīng)濟(jì)中對(duì)閑置資源剩余價(jià)值的再利用，提高資源的復(fù)用率，虛擬電廠則是通過(guò)信息化協(xié)調(diào)，將資源高效優(yōu)化利用。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，虛擬電廠就像是電網(wǎng)與用戶間的一個(gè)電力管家，分別在電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)、發(fā)電側(cè)都扮演著不同的角色，提供不同的需求側(cè)響應(yīng)解決方案。

在電網(wǎng)側(cè)，虛擬電廠能夠?qū)⑿枨髠?cè)分散資源聚沙成塔，與電網(wǎng)進(jìn)行靈活、精準(zhǔn)、智能化互動(dòng)響應(yīng)，有助于平抑電網(wǎng)峰谷差，提升電網(wǎng)安全保障水平。

在用戶側(cè)，能夠降低用戶側(cè)用能成本。

在發(fā)電側(cè)，能夠促進(jìn)新能源消納。大大提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，降低‘三棄’電量。

在虛擬電廠所提供的需求側(cè)響應(yīng)中，分削峰響應(yīng)、填谷響應(yīng)，分別指的是電網(wǎng)處在用電高峰時(shí)，邀約用戶進(jìn)行削峰的需求響應(yīng)和在電力供應(yīng)充裕的情況下，鼓勵(lì)用戶能夠?qū)��?chǔ)能等設(shè)備用起來(lái)，幫電網(wǎng)在用電低谷階段用一些電。

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其實(shí)，每個(gè)需求側(cè)響應(yīng)都存在不同要求，主要指的是響應(yīng)時(shí)間，分為中長(zhǎng)期響應(yīng)（超過(guò)24小時(shí)）、日內(nèi)響應(yīng)（24小時(shí)內(nèi)）、快速響應(yīng)（2小時(shí)內(nèi)）。

比如，預(yù)計(jì)明天會(huì)有高溫天氣，電網(wǎng)可能有些缺口，根據(jù)缺口的值預(yù)判需要多少量級(jí)的響應(yīng)需求，虛擬電廠就跟用戶邀約。把上周的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的負(fù)荷值作為基準(zhǔn)線，到明天這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，如果根據(jù)需求響應(yīng)，負(fù)荷往下降了，用所降功率乘以響應(yīng)時(shí)間，比如響應(yīng)4小時(shí)，這個(gè)電量就是中長(zhǎng)期的響應(yīng)。

但值得一提的是，發(fā)展虛擬電廠的確有益于解決電網(wǎng)波動(dòng)問(wèn)題，但單靠“一勞永逸”解決新能源消納問(wèn)題和電力安全有關(guān)的所有問(wèn)題并不現(xiàn)實(shí)。解決電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題需要“源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)”和電力市場(chǎng)的健康發(fā)展，但單一依賴“虛擬電廠”有些夸大其詞，難以完成“保障電網(wǎng)穩(wěn)定”的重任。

02

虛擬電廠前景廣闊，為何在中國(guó)舉步維艱？

在國(guó)外，虛擬電廠有20多年的發(fā)展歷史，歸納起來(lái)主要分為三代：

第一代，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，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，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，采用新的數(shù)字化模型，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。

從中國(guó)的虛擬電廠實(shí)踐來(lái)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。比如，深圳虛擬電廠及其管理平臺(tái)，采用“互聯(lián)網(wǎng)+5G+智能網(wǎng)關(guān)”的技術(shù)，打通電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)與聚合商平臺(tái)接口，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)與用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源的雙向通信，滿足電網(wǎng)調(diào)度對(duì)聚合商平臺(tái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)指令等，為用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源參與市場(chǎng)交易、負(fù)荷側(cè)響應(yīng)。

來(lái)源：Regen Power

為何我國(guó)虛擬電廠僅處于初級(jí)階段？其實(shí)，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(kāi)放度、市場(chǎng)化水平、專業(yè)化程度、以及數(shù)字化水平�？梢哉f(shuō)，電力行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)決定了虛擬電廠的發(fā)展。

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(méi)有成熟的服務(wù)商和市場(chǎng)環(huán)境。在這樣的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，虛擬電廠很難找到合適的生存土壤。

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。

03

虛擬電廠運(yùn)行響應(yīng)低，用戶不愿參與？

對(duì)于目前運(yùn)營(yíng)的大多數(shù)虛擬電廠而言，用戶數(shù)量和參與度很關(guān)鍵。參與的用戶越多，可調(diào)配的資源就越多，虛擬電廠的價(jià)值也越大。

行業(yè)專家曾問(wèn)過(guò)某電網(wǎng)自建的虛擬電廠平臺(tái)運(yùn)營(yíng)方：你們虛擬電廠真正需要執(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(shuō)。那么，是什么原因?qū)е挛覈?guó)虛擬電廠出現(xiàn)響應(yīng)率較低？

其實(shí)，這跟我國(guó)電力用戶的市場(chǎng)化意識(shí)、專業(yè)運(yùn)營(yíng)能力、企業(yè)信任度等密切相關(guān)。對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，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？

如果說(shuō)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地做這件事）。

這些都不是簡(jiǎn)單的虛擬電廠技術(shù)能解決的問(wèn)題，說(shuō)到底還是電力產(chǎn)業(yè)鏈過(guò)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(wèn)題。