虛擬電廠為何在中國叫好不叫座？

“山火，高溫，限電，疫情。”這個夏天，川渝人民過得實在是太不容易。

跟高溫炎熱相伴隨的往往是拉閘限電。對現(xiàn)代年輕人而言，這種斷電的日子幾乎沒有太多經(jīng)歷，停電是屬于上世紀90年代的記憶，越是夏天最熱的時候，停電總在飯點發(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)，由于率先開展新型電力系統(tǒng)示范區(qū)建設，讓這里的高溫沒有出現(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，跟用戶進行溝通協(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目，最多可提供21兆瓦的機動調峰能力。這些企業(yè)通過完成虛擬電廠的需求響應，可以得到實打實的補貼。

以臨港為例，若是24小時內的日內響應，會有每度電2.6元的補貼。這其中的規(guī)律是，給用戶響應準備時間越短，價格越高。2小時以內的快速響應，將會達到每度電6元的補貼。

據(jù)悉，在臨港虛擬電廠的用戶，有的一次響應有幾萬塊錢收益，如果響應頻次多，可能一個月收入有十幾萬。

來源：新浪科技

另一個引起業(yè)界關注的是，8月26日，深圳虛擬電廠管理中心正式揭牌，這是國內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能、數(shù)據(jù)中心、充電站、地鐵等類型負荷聚合商14家，接入容量達87萬千瓦，接近一座大型煤電廠的裝機容量。

當然，就全國而言，虛擬電廠的試點還只是少數(shù)地方，在面對全球變暖所引起的熱浪、高溫、干旱、颶風等極端天氣的時候，我國的電力保障仍未實現(xiàn)“游刃有余”，用電難題依然存在。

虛擬電廠在中國處于起步階段，雖然被業(yè)界廣泛看好，但因為各種政策限制，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。國際上稱它為需求側響應，或叫復合聚合商，但它實際上是需求側響應的延申，是將分布式電源（發(fā)電）、可控負荷（用電）、儲能等利用計算機通信網(wǎng)絡技術將其聚合成一個虛擬的集中式電廠，來為電網(wǎng)提供需求側響應的“虛擬集中式電廠”。

圖說：虛擬電廠管理簡單示意圖

這樣說或許還比較復雜，通俗一點講，就是通過物聯(lián)網(wǎng)和云計算等技術，將不同空間的用電方、儲能方、微電網(wǎng)、電動汽車、分布式電源等多種可控資源聚合起來，實現(xiàn)自主協(xié)調優(yōu)化控制，參與電力系統(tǒng)運行和電力市場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)供電或控制可調負荷調峰，又可作為“負電廠”加大負荷消納，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)調控而言，是一種在不增加額外的基礎設施下環(huán)保且經(jīng)濟的方案。就像是共享經(jīng)濟中對閑置資源剩余價值的再利用，提高資源的復用率，虛擬電廠則是通過信息化協(xié)調，將資源高效優(yōu)化利用。

簡單來說，虛擬電廠就像是電網(wǎng)與用戶間的一個電力管家，分別在電網(wǎng)側、用戶側、發(fā)電側都扮演著不同的角色，提供不同的需求側響應解決方案。

在電網(wǎng)側，虛擬電廠能夠將需求側分散資源聚沙成塔，與電網(wǎng)進行靈活、精準、智能化互動響應，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，能夠降低用戶側用能成本。

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

在虛擬電廠所提供的需求側響應中，分削峰響應、填谷響應，分別指的是電網(wǎng)處在用電高峰時，邀約用戶進行削峰的需求響應和在電力供應充裕的情況下，鼓勵用戶能夠將儲能等設備用起來，幫電網(wǎng)在用電低谷階段用一些電。

來源：SolarEdge Technologies

其實，每個需求側響應都存在不同要求，主要指的是響應時間，分為中長期響應（超過24小時）、日內響應（24小時內）、快速響應（2小時內）。

比如，預計明天會有高溫天氣，電網(wǎng)可能有些缺口，根據(jù)缺口的值預判需要多少量級的響應需求，虛擬電廠就跟用戶邀約。把上周的某個時間點的負荷值作為基準線，到明天這個時間點，如果根據(jù)需求響應，負荷往下降了，用所降功率乘以響應時間，比如響應4小時，這個電量就是中長期的響應。

但值得一提的是，發(fā)展虛擬電廠的確有益于解決電網(wǎng)波動問題，但單靠“一勞永逸”解決新能源消納問題和電力安全有關的所有問題并不現(xiàn)實。解決電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行問題需要“源網(wǎng)荷儲協(xié)調互動”和電力市場的健康發(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，為何在中國舉步維艱？

在國外，虛擬電廠有20多年的發(fā)展歷史，歸納起來主要分為三代：

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)調為核心，基于傳統(tǒng)的工業(yè)自動化SCADA架構，主要面向電網(wǎng)內部服務。

第二代，以源荷聚集（兩類資源）協(xié)調為核心，增加了負荷側資源匯聚功能，還是傳統(tǒng)的SCADA架構，除了為電網(wǎng)運營商服務，也參與到市場化的交易中（比如現(xiàn)貨市場、輔助服務市場等）。

第三代，是多元資源的廣泛聚集，只要有調節(jié)能力的負荷側資源都可納入，采用新的數(shù)字化模型，以新的數(shù)字化架構（云-邊-端協(xié)調）去實現(xiàn)，形成非常復雜的協(xié)作生態(tài)，甚至增加區(qū)塊鏈、DAO等新的技術要素。

從中國的虛擬電廠實踐來看，大多數(shù)虛擬電廠還是第一代水平，少數(shù)項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，采用“互聯(lián)網(wǎng)+5G+智能網(wǎng)關”的技術，打通電網(wǎng)調度系統(tǒng)與聚合商平臺接口，實現(xiàn)電網(wǎng)調度系統(tǒng)與用戶側可調節(jié)資源的雙向通信，滿足電網(wǎng)調度對聚合商平臺實時調節(jié)指令等，為用戶側可調節(jié)資源參與市場交易、負荷側響應。

來源：Regen Power

為何我國虛擬電廠僅處于初級階段？其實，虛擬電廠作為電力行業(yè)的一項技術產(chǎn)品，其發(fā)展受制于電力行業(yè)的開放度、市場化水平、專業(yè)化程度、以及數(shù)字化水平�？梢哉f，電力行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結構決定了虛擬電廠的發(fā)展。

當前中國電力行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結構，在發(fā)電側屬于寡頭壟斷（少數(shù)發(fā)電集團之間的博弈），在電網(wǎng)側屬于自然壟斷（全國兩張網(wǎng)），在負荷側幾乎沒有成熟的服務商和市場環(huán)境。在這樣的產(chǎn)業(yè)結構中，虛擬電廠很難找到合適的生存土壤。

在成熟的電力市場中，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)相對清晰，專業(yè)界限較為明確，每個環(huán)節(jié)相對都有成熟的商業(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競爭，客戶的市場意識也較高。逐步出現(xiàn)了獨立于輸電、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用對象。

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虛擬電廠運行響應低，用戶不愿參與？

對于目前運營的大多數(shù)虛擬電廠而言，用戶數(shù)量和參與度很關鍵。參與的用戶越多，可調配的資源就越多，虛擬電廠的價值也越大。

行業(yè)專家曾問過某電網(wǎng)自建的虛擬電廠平臺運營方：你們虛擬電廠真正需要執(zhí)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。那么，是什么原因導致我國虛擬電廠出現(xiàn)響應率較低？

其實，這跟我國電力用戶的市場化意識、專業(yè)運營能力、企業(yè)信任度等密切相關。對企業(yè)來說，用電是剛需，這個剛需到底有多剛，企業(yè)為了錯避峰運行，需要如何調整負荷，這個調整對企業(yè)的代價有多大，這個代價是不是有足夠的激勵補償？

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(xiàn)有的技術條件下，可以做到Know How（在不影響企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)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(yè)要削減，削減的好處怎么獲得，企業(yè)動力在哪，企業(yè)為什么相信你能最好地做這件事）。

這些都不是簡單的虛擬電廠技術能解決的問題，說到底還是電力產(chǎn)業(yè)鏈過去長期的計劃經(jīng)濟模式，導致產(chǎn)業(yè)成熟度低、市場化水平低、客戶市場意識低的問題。