虛擬電廠，打破能源“不可能三角”

在能源轉型的大背景和各國紛紛喊出碳中和目標的大環(huán)境下，三元悖論也被引入到了能源領域，能源“不可能三角”的說法被提出并受到廣泛傳播。

能源“不可能三角”說的是，在一個能源體系內，我們無法同時滿足能源安全、清潔和低廉三個目標。通俗來講，就是由于風、光等新能源不穩(wěn)定性的存在，在我們追求大規(guī)模、高比例的清潔能源時，我們是無法做到既不提高能源價格，又能保證能源安全穩(wěn)定運行的。

但是，如果我們能夠找到一個載體，通過某種手段把上述三個需求進行綜合協(xié)調，使效益最大化，那能源“不可能三角”便有望被打破，碳中和目標也將更具想象空間、更有現(xiàn)實意義。因此，載體是什么？路徑又是什么？便成了能源行業(yè)全力探索的方向。

尋找抓手：新能源汽車

我們都知道，目前，全球碳減排的主要途徑之一是減少燃煤電廠的使用，提高清潔能源發(fā)電占比；之二，便是減少燃油汽車的使用，提高新能源汽車保有量。

國家能源局數(shù)據(jù)顯示，截至9月底，我國煤電裝機占比已下降至44.8%，為11.1億千瓦，而非化石能源裝機容量已增長至12.1億千瓦，實現(xiàn)了低碳清潔能源的趕超。

但是，高比例非化石能源，特別是風、光、水等不穩(wěn)定電源的發(fā)展對電網安全穩(wěn)定運行的威脅極大。同時，隨著極端天氣的頻繁出現(xiàn)，全球范圍內越來越多地發(fā)生大面積缺電事件。

為了保證能源安全穩(wěn)定運行，儲能，這一能夠改變電“即發(fā)即用”特性的設施，被寄予厚望。

可由于儲能電池原材料的限制，新能源配儲的障礙已從技術轉變?yōu)槌杀�。如果新能源項目均按照現(xiàn)行的普遍政策要求配置20%左右的儲能設施，那新能源發(fā)電的系統(tǒng)成本將極大地上升，能源低廉的訴求定會受到沖擊。

這時，同樣擁有電池，具備“儲能”功能的新能源汽車便進入了大家關注的范疇。

近年來，不斷有聲音在探討新能源汽車的儲能特性。但是，要將大規(guī)模的新能源汽車變?yōu)榭煽�、可調的可供給電源、可消納負荷、可移動儲能，目前，靠分散單一的充電樁來鏈接新能源汽車并不能完成，新能源汽車的價值也無法完全發(fā)揮出來。

實現(xiàn)載體：虛擬電廠

公安部數(shù)據(jù)顯示，到今年9月，我國新能源汽車的保有量已超過1000萬臺。經預測，到2025年，這一數(shù)據(jù)還將翻5倍，達到5000萬臺之多。并且，新能源汽車的車主在購買整車時支付的費用就已經包含了電池。

將新能源汽車當做移動儲能設施接入電網，電力系統(tǒng)的儲能成本將大大降低，甚至趨近為零。面對如此大的保有量預測規(guī)模和成本優(yōu)勢，在理論上，新能源汽車早已被視為一塊巨大的海綿可供電網調節(jié)電能。

實則，在國內外，已有企業(yè)借助于虛擬電廠平臺對新能源汽車進行調度，滿足電網調控的需求并獲得收益。

21世紀初，隨著德國、英國等地分布式能源、新能源的興起，虛擬電廠就已作為電源協(xié)調管理系統(tǒng)發(fā)揮聚合和協(xié)調優(yōu)化的作用。如今，隨著我國分布式能源和儲能系統(tǒng)的發(fā)展以及構建新型電力目標的提出，虛擬電廠也在我國逐漸受到重視并進行實踐。

虛擬電廠的本質是新型電力系統(tǒng)靈活調節(jié)資源的有效補充。它可以通過先進的調度控制技術和信息通信技術將不同空間的可調負荷、儲能、微電網、電動汽車、分布式電源聚合起來，實現(xiàn)更為靈活、安全的調度管理。新能源汽車這些小而分散的設備，通過虛擬電廠的統(tǒng)一控制管理，便能實現(xiàn)與電網的整體調度與運行優(yōu)化，成為良好的可調資源。

發(fā)展路徑：充電網+微電網+儲能網

在2014年成立，并率先進入電動汽車充電領域的特來電新能源股份有限公司（以下簡稱“特來電”），經過多年的創(chuàng)新實踐和對行業(yè)的發(fā)展理解，重塑了傳統(tǒng)充電樁理念，致力于研發(fā)物聯(lián)網、車聯(lián)網、互聯(lián)網三網融合的大數(shù)據(jù)生態(tài)充電網，并將充電網劃分為三個時代。

他們認為，充電網的第一個時代是“充”的時代，“充”的時代以樁為代表，僅滿足充電的需求，這個時代將在2025年走向終結。充電網的第二個時代是“電”的時代，這個時代在新能源汽車保有量達到1000萬臺的時候便能開啟，代表是建成虛擬電廠運營平臺。充電網的的第三個時代是“網”的時代，這個時代在新能源汽車保有量超過5000萬臺時將會到來，那時，“網”的時代將以站和終端作為鏈路，深度鏈接著車、人和網。

10月29日，特來電2022充電網新技術新產品發(fā)布會召開，特銳德 特來電董事長于德翔表示，“充電網正式開啟‘電時代’，以‘充電網+微電網+儲能網’為載體的虛擬電廠平臺的發(fā)布，將深度融合新能源發(fā)電和新能源汽車，能夠輔助電網高效調峰，是實現(xiàn)碳中和的有效路徑。”

特銳德 特來電董事長于德翔

具體來說，一方面，隨著大規(guī)模新能源汽車的應用，通過充電網鏈接規(guī)�；�新能源汽車，利用新能源汽車大部分的停泊時間，可把棄風、棄光、棄水的綠電充到新能源汽車里，滿足新能源發(fā)電的波動實時調整用電需求，最大限度消納可再生能源。

另一方面，目前，新能源汽車的使用電能大比例來自于燃煤發(fā)電，所以無法從源頭解決碳排放的問題。特來電還在充電網的基礎上，設計開發(fā)出光儲充放的新能源微電網系統(tǒng)，實現(xiàn)“新能源車充新能源電”。

此外，把大規(guī)模新能源汽車的電池鏈接成巨大的儲能網，通過充、儲、放、調實現(xiàn)大規(guī)模新能源上網，打破新能源消納痛點。同時，充電站也是電動汽車退役電池梯次利用的最佳場景。直接使用電動汽車和退役的整體電池包，不做內部改動，就近接入充電網發(fā)揮儲能價值，能夠實現(xiàn)動力電池的最大化價值利用。

充電網通過有效聚合電動汽車移動儲能及梯次利用固定儲能電池，形成超大規(guī)模儲能網，構成虛擬電廠參與電網互動和調度。為此，特來電還發(fā)布了充電型微電網創(chuàng)新產品、梯次電池儲能技術創(chuàng)新產品和駐地站“特惠充”創(chuàng)新產品三大產品，以打造新型電力系統(tǒng)中最關鍵的靈活性資源。

可以給公交車快速充電的智能柔性充電弓

小區(qū)共享充電站

應用于重卡的智能柔性充電機器人

商業(yè)模式：能源增值

根據(jù)特來電的發(fā)展路徑，特來電構建以“充電網、微電網、儲能網”為載體的用戶側虛擬電廠，支持充放電和光伏、儲能等分布式資源的高效聚合優(yōu)化，完成和多個網、省、地級調控中心的對接互通，基于有序充電、低谷充電、高峰賣電、微網光伏、梯次儲能、車網互動等豐富的應用場景，實現(xiàn)能源增值業(yè)務。

北極星電力網獲悉，在充電網方面，根據(jù)特來電發(fā)展戰(zhàn)略，到2030年，充電網年充電量將達到1000億kWh，減碳4200萬噸。

在微電網方面，特來電充電網已實現(xiàn)接入分布式光伏裝機容量6MW，消納綠電近4億kWh，參與系統(tǒng)調峰輔助服務近200萬kWh。面向2030年，特來電將有效利用充電網資源，預計可集成分布式光伏等新能源裝機能力達到5GW，結合開放的電力交易，預計可實現(xiàn)大部分充新能源電或低谷電，有效降低全社會交通運輸成本，根據(jù)現(xiàn)有調峰數(shù)據(jù)預測，每年可參與調峰輔助服務的電量超過50億kWh以上。

在儲能網方面，截止目前，特來電充電網理論上具備提供超過1GW的可調負荷�；�于特來電發(fā)展戰(zhàn)略，到2030年，充電網可提供超過15GW的可調負荷和每年超過50億kWh的儲能潛力，可梯次利用超過10GWh的退役動力電池。

為了給“增值”上一道保護網，自2015年開始，特來電還利用充電網體系，創(chuàng)新性地打通車輛BMS和充電樁CMS，通過大數(shù)據(jù)將防護、預警延伸到時間軸和空間軸，系統(tǒng)性建立了基于新能源汽車充電網的在線檢測和大數(shù)據(jù)分析的兩層安全防護技術體系。使得充電過程及安全隱患可監(jiān)視、可預警、可控制、可追溯，利用充電網技術解決了世界性燒車難題。

中國電力企業(yè)聯(lián)合會副秘書長兼標準化管理中心主任劉永東表示，在電力市場的建設過程中，新能源汽車和電網的互動變得越來越重要，前景也越來越廣闊。構建以“充電網、微電網、儲能網”為載體的虛擬電廠，不僅能夠通過新能源汽車實現(xiàn)綠電開發(fā)利用，還能為電力系統(tǒng)提供可靠的支撐和靈活性資源，疊加趨近于零的儲能成本和無限的增值可能，能源“不可能三角”有望被打破。

來源：北極星儲能網 作者：錚錚