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          關于虛擬電廠這件事

          2022-08-19 08:55:30 大云網  點擊量: 評論 (0)
          最近虛擬電廠的熱度較高,有朋友希望我寫點這方面的文章,那就做個命題小作文,僅供參考,請多指正。(來源:魚眼看電改 作者:俞慶)虛擬...
          最近虛擬電廠的熱度較高,有朋友希望我寫點這方面的文章,那就做個命題小作文,僅供參考,請多指正。
           
          (來源:魚眼看電改 作者:俞慶)
           
          虛擬電廠并非新鮮事物
           
          找了個不算權威的“搜狗百科”,發現虛擬電廠是1997年就有的概念。
           
          關于虛擬電廠這件事
          電網企業最初的大用戶電能計量系統,叫做“大用戶負荷控制平臺”,對應的“負控終端”,本身就帶有負荷控制的功能設計,大概是2000年前后的事情。
           
          說個題外話:那時候為了搞無線負控,在移動通信網絡不支持的條件下,采用的是230Mhz的數傳電臺作為通信手段,電網對電力移動通信專網的執念由此誕生。
           
          2006年左右,Smart Grid概念出世,虛擬電廠也是作為Smart Grid的負荷側要素之一,包括了DR需求響應和ADR自動需求響應(Auto Demand Response)。
           
          有專門的組織去做行業標準化的工作,比如IEC62939智能電網用戶界面,以及OpenADR(開放ADR組織)等。
           
          虛擬電廠為何如今成為關注點
           
          國內虛擬電廠至今才開始熱起來,這與中國電力行業的發展階段有關。2006年前后,Smart Grid概念在歐美的主要方向之一,是低壓配網及負荷側的創新,這與歐美電力行業早已過了輸電和配電領域建設高峰,電網側業務趨于飽和有關。
           
          而中國的Smart Grid,在當時要解決電網卡脖子的問題,所以側重于電網建設,尤其是輸電網建設,因此走特高壓路線,整個行業對中低壓配網及負荷側關注度較低。
           
          而如今,雖然特高壓在綠色電力的時代,依然是電網建設的主要方向之一,但是由于可再生能源的波動性、間歇性問題,倒逼行業關注負荷側資源的協調響應,才牽扯出對虛擬電廠的廣泛關注。
           
          虛擬電廠的三代論
           
          從國外的實踐來看,虛擬電廠技術已經發展了三代:
           
          關于虛擬電廠這件事
           
          (資料來源:Bosch博世集團)
           
          第一代虛擬電廠,以分布式電源(或者是單一資源類型)的集中式匯聚與協調為核心,基于傳統的工業自動化SCADA架構,主要面向電網內部服務。
           
          第二代虛擬電廠,以源荷聚集(兩類資源)協調為核心,增加了負荷側資源匯聚功能,還是傳統的SCADA架構,除了為電網運營商服務,也參與到市場化的交易中(比如現貨市場、輔助服務市場等)。
           
          第三代虛擬電廠,是多元資源的廣泛聚集,只要有調節能力的負荷側資源都可納入,探索形成新的商業模式,采用新的數字化模型(61850/62939),以新的數字化架構(云-邊-端協調)去實現,形成非常復雜的協作生態,甚至增加區塊鏈、DAO等新的技術要素。
           
          虛擬電廠在中國
           
          從中國的虛擬電廠實踐來看,大多數虛擬電廠還是第一代水平,少數項目部分具備第二代的特征,但遠未成熟。
           
          虛擬電廠作為電力行業的一項技術產品,其發展受制于電力行業的開放度、市場化水平、專業化程度、以及數字化水平。
           
          說得更直白一點,產業鏈的成熟度決定了虛擬電廠的發展空間。
           
          當前中國電力行業的產業結構,在發電側屬于寡頭壟斷(少數發電集團之間的博弈),在電網側屬于自然壟斷(全國兩張網),在負荷側幾乎沒有成熟的服務商和市場環境。
           
          在這樣的產業鏈結構中,虛擬電廠很難找到合適的生存土壤,離成熟尚遠。
           
          在成熟的電力市場中,產業鏈各環節相對清晰,專業界限較為明確,每個環節相對都有成熟的商業模式,并且在自然壟斷環節之外的各環節,形成較為充分的市場競爭,客戶的市場意識也較高。逐步出現了獨立于輸電、配電和交易環節的“資源聚合商”角色,這是虛擬電廠的主要應用對象。
           
          關于虛擬電廠這件事
           
          (資料來源:Bosch博世集團)
           
          虛擬電廠的邏輯本質
           
          第三代虛擬電廠的技術邏輯本質,在于匯聚一切可以調節的負荷側資源,以數字化手段形成資源池,并進行市場化變現。
           
          第三代虛擬電廠最主要的創新,在于突破了“負荷”或者“光伏”這類單一資源聚集,把各種資源形式,比如三聯供、儲能、電動車V2G、小型熱電聯產、蓄熱蓄冷裝置等各種資源都進行聚合。
           
          每個資源在時間上都可能具備負荷的上下調節能力,形成一個“陰影面積”,虛擬電廠就是把所有的陰影面積疊加,匯聚成一個巨大的陰影面積池,即資源池。
           
          關于虛擬電廠這件事
           
          (資料來源:Bosch博世集團)
           
          虛擬電廠在需求響應領域的變現
           
          虛擬電廠本質上是一種技術產品,這個產品需要形成可行的商業模式,從目前來看,圍繞需求響應的變現是大家關注的重點。
           
          但是需求響應的變現空間到底有多大,誰是付費方,這個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展。
           
          需求響應的商業本質是:以KW為單位的電力資源,在時間上的稀缺性問題。
           
          我們以某省級電網的年度負荷曲線為例:
           
          關于虛擬電廠這件事
           
          某一負荷值的年持續時間(概率),決定了它的稀缺性價值,大致可以分三檔:
           
          1、該省電網的3%最尖峰負荷,年持續時間約10多小時。這是最稀缺的電力資源,如果電網要為這3%尖峰負荷去配置增量容量,需要巨大的投資。那么一旦這3%的尖峰負荷出現,過去電網會采取“有序用電”方案,現在以“電網級虛擬電廠”的方式進行建設,并且補貼給用戶。
           
          最稀缺的電力資源,如果進入市場必然是最豐厚的回報,這塊資源電網自行掌握,相關投資作為電網安全穩定的成本,進入輸配電價。
           
          2、3%~8%的尖峰負荷,年持續時間大約幾十小時。這部分資源,有兩種變現方式,其一是少部分省份進入輔助服務市場,以市場化方式采購,但是輔助服務市場是批發側市場,玩家都是大體量,交易門檻較高,中小型負荷集成商很難進入。其二是大部分省份目前采用非市場化的“政策性需求響應”,以事件的方式,或者是直調資源補償的方式。從目前看,每年執行的次數較少,且價格非市場形成,無法對參與者構成足夠的刺激,負荷集成商能保本就算不錯。
           
          3、8%以下的這部分,年持續時間在幾十~幾百小時。這部分資源,有賴于電力現貨的價格信號,售電公司以偏差成本控制的方式進行響應,目前市場化水平也較低,要看后續現貨市場的成熟度提升。
           
          所以就變現的空間和模式上看,由于中國電力市場正處于轉軌過程中,雙軌制運行對虛擬電廠的發展制約較大,且涉及到多方面的改革推進,至少在短期內,虛擬電廠在需求響應這個商業模式里,并不可能出現國外成熟電力市場那樣的高回報空間。
           
          當然,虛擬電廠的商業模式,不僅僅是在需求響應,還有別的很多場景,這里不過多展開。
           
          虛擬電廠在中國,更深層次的問題
           
          不管虛擬電廠在一些能源創業者口中,被說成是多么有前途的技術,其在中國電力行業的實踐,還需要解決更深層次的問題。
           
          我曾經問過某電網自建的虛擬電廠平臺運營方:你們接入了多少多少的場站,簽訂了多少多少合同,也匯聚了多少多少MW的負荷,那么真正需要執行響應的時候,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。
           
          個人認為這里包含了兩方面的問題:
           
          1、電力用戶的市場化意識和使用習慣培育問題
           
          大多數企業并不具備負荷管理能力,在現有的電價體系下,也很難真正意識到負荷的時間價值。而且對企業來說,用電是剛需,這個剛需到底有多剛,企業為了錯避峰運行,需要如何調整負荷,這個調整對企業的代價有多大,這個代價是不是有足夠的激勵補償?
           
          這些問題還需要不斷的回答和探索,至少目前的價格機制是無法做到充分激勵的,這也是虛擬電廠起不來的原因之一。
           
          2、缺乏專業運營能力與企業信任度
           
          目前的虛擬電廠主要是三類建設方,一是電網以項目建設的方式自己投資運營,投資規模大,客戶數量多,但是缺乏深層次互動;二是少量創業團隊進行建設,但是這個業務本身缺乏盈利能力,需要靠別的業務去彌補,所以更多的是2VC的故事性;三是發電企業以試點、科技項目等形式建設,多數并不具備商業化持續運營的可能性。
           
          虛擬電廠即使最基礎的負荷管理和負荷運營,也需要了解負荷背后的特性,電力的最終消費者不是人,而是各類負荷設備,實現電能量與其他能源形式的轉換,目前的虛擬電廠建設方,并不會太關注電力最終消費者——負荷的背后使用需求。
           
          如果說需求響應的量是Know What(需要削減或者增加多少個kW),虛擬電廠在現有的技術條件下,可以做到Know How(在不影響企業正常生產經營的情況下,如何削減),但是很少人會去關注Know Why(為什么企業要削減,削減的好處怎么獲得,企業動力在哪,企業為什么相信你能最好的做這件事)。
           
          所以才有了實際的響應率較低的現狀。
           
          其本質是:虛擬電廠是一種負荷側的管理技術,管理方(虛擬電廠運營商或者負荷集成商)和被管理方(企業)之間,需要在負荷管理、交易結構與利益結構、深層次的能源運營服務能力等方面,建立充分的企業互信,運營方需要展示真正的價值管理和創造能力。
           
          這些都不是簡單的虛擬電廠技術能解決的問題,其核心在于:中國缺乏真正負荷的運營商,能以專業的第三方能力,幫助企業提升較低的能源管理水平和負荷管理能力。
           
          說到底還是電力產業鏈過去長期的計劃經濟模式,導致產業成熟度低、市場化水平低、客戶市場意識低的問題。
           
          當然,正因為低,所以才有機會,誰能真正服務好客戶,真正占據客戶的心智,為客戶創造當下的價值,誰才能做好未來虛擬電廠的技術、業務和客戶資源積累,而不是在當下裝一堆控制器,然后搞個云平臺去拉估值,講故事。
           
          期待中國電力市場的不斷成熟,電力體制改革的推進,讓虛擬電廠有更光明的未來!
           
          非常感謝博世(中國)投資有限公司的王建國先生對本文做出的大量貢獻。
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          責任編輯:葉雨田

          免責聲明:本文僅代表作者個人觀點,與本站無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本站證實,對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實相關內容。
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