虛擬電廠，打破能源“不可能三角”

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

能源“不可能三角”說(shuō)的是，在一個(gè)能源體系內(nèi)，我們無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足能源安全、清潔和低廉三個(gè)目標(biāo)。通俗來(lái)講，就是由于風(fēng)、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(shí)，我們是無(wú)法做到既不提高能源價(jià)格，又能保證能源安全穩(wěn)定運(yùn)行的。

但是，如果我們能夠找到一個(gè)載體，通過(guò)某種手段把上述三個(gè)需求進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)，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(biāo)也將更具想象空間、更有現(xiàn)實(shí)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(chē)

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(chē)的使用，提高新能源汽車(chē)保有量。

國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至9月底，我國(guó)煤電裝機(jī)占比已下降至44.8%，為11.1億千瓦，而非化石能源裝機(jī)容量已增長(zhǎng)至12.1億千瓦，實(shí)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(fēng)、光、水等不穩(wěn)定電源的發(fā)展對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的威脅極大。同時(shí)，隨著極端天氣的頻繁出現(xiàn)，全球范圍內(nèi)越來(lái)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(yùn)行，儲(chǔ)能，這一能夠改變電“即發(fā)即用”特性的設(shè)施，被寄予厚望。

可由于儲(chǔ)能電池原材料的限制，新能源配儲(chǔ)的障礙已從技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)槌杀尽Ｈ绻�新能源�?xiàng)目均按照現(xiàn)行的普遍政策要求配置20%左右的儲(chǔ)能設(shè)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(huì)受到?jīng)_擊。

這時(shí)，同樣擁有電池，具備“儲(chǔ)能”功能的新能源汽車(chē)便進(jìn)入了大家關(guān)注的范疇。

近年來(lái)，不斷有聲音在探討新能源汽車(chē)的儲(chǔ)能特性。但是，要將大規(guī)模的新能源汽車(chē)變?yōu)榭煽亍⒖烧{(diào)的可供給電源、可消納負(fù)荷、可移動(dòng)儲(chǔ)能，目前，靠分散單一的充電樁來(lái)鏈接新能源汽車(chē)并不能完成，新能源汽車(chē)的價(jià)值也無(wú)法完全發(fā)揮出來(lái)。

實(shí)現(xiàn)載體：虛擬電廠

公安部數(shù)據(jù)顯示，到今年9月，我國(guó)新能源汽車(chē)的保有量已超過(guò)1000萬(wàn)臺(tái)。經(jīng)預(yù)測(cè)，到2025年，這一數(shù)據(jù)還將翻5倍，達(dá)到5000萬(wàn)臺(tái)之多。并且，新能源汽車(chē)的車(chē)主在購(gòu)買(mǎi)整車(chē)時(shí)支付的費(fèi)用就已經(jīng)包含了電池。

將新能源汽車(chē)當(dāng)做移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)施接入電網(wǎng)，電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能成本將大大降低，甚至趨近為零。面對(duì)如此大的保有量預(yù)測(cè)規(guī)模和成本優(yōu)勢(shì)，在理論上，新能源汽車(chē)早已被視為一塊巨大的海綿可供電網(wǎng)調(diào)節(jié)電能。

實(shí)則，在國(guó)內(nèi)外，已有企業(yè)借助于虛擬電廠平臺(tái)對(duì)新能源汽車(chē)進(jìn)行調(diào)度，滿(mǎn)足電網(wǎng)調(diào)控的需求并獲得收益。

21世紀(jì)初，隨著德國(guó)、英國(guó)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(diào)管理系統(tǒng)發(fā)揮聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化的作用。如今，隨著我國(guó)分布式能源和儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)展以及構(gòu)建新型電力目標(biāo)的提出，虛擬電廠也在我國(guó)逐漸受到重視并進(jìn)行實(shí)踐。

虛擬電廠的本質(zhì)是新型電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)資源的有效補(bǔ)充。它可以通過(guò)先進(jìn)的調(diào)度控制技術(shù)和信息通信技術(shù)將不同空間的可調(diào)負(fù)荷、儲(chǔ)能、微電網(wǎng)、電動(dòng)汽車(chē)、分布式電源聚合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)更為靈活、安全的調(diào)度管理。新能源汽車(chē)這些小而分散的設(shè)備，通過(guò)虛擬電廠的統(tǒng)一控制管理，便能實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的整體調(diào)度與運(yùn)行優(yōu)化，成為良好的可調(diào)資源。

發(fā)展路徑：充電網(wǎng)+微電網(wǎng)+儲(chǔ)能網(wǎng)

在2014年成立，并率先進(jìn)入電動(dòng)汽車(chē)充電領(lǐng)域的特來(lái)電新能源股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“特來(lái)電”），經(jīng)過(guò)多年的創(chuàng)新實(shí)踐和對(duì)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(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合的大數(shù)據(jù)生態(tài)充電網(wǎng)，并將充電網(wǎng)劃分為三個(gè)時(shí)代。

他們認(rèn)為，充電網(wǎng)的第一個(gè)時(shí)代是“充”的時(shí)代，“充”的時(shí)代以樁為代表，僅滿(mǎn)足充電的需求，這個(gè)時(shí)代將在2025年走向終結(jié)。充電網(wǎng)的第二個(gè)時(shí)代是“電”的時(shí)代，這個(gè)時(shí)代在新能源汽車(chē)保有量達(dá)到1000萬(wàn)臺(tái)的時(shí)候便能開(kāi)啟，代表是建成虛擬電廠運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。充電網(wǎng)的的第三個(gè)時(shí)代是“網(wǎng)”的時(shí)代，這個(gè)時(shí)代在新能源汽車(chē)保有量超過(guò)5000萬(wàn)臺(tái)時(shí)將會(huì)到來(lái)，那時(shí)，“網(wǎng)”的時(shí)代將以站和終端作為鏈路，深度鏈接著車(chē)、人和網(wǎng)。

10月29日，特來(lái)電2022充電網(wǎng)新技術(shù)新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)召開(kāi)，特銳德 特來(lái)電董事長(zhǎng)于德翔表示，“充電網(wǎng)正式開(kāi)啟‘電時(shí)代’，以‘充電網(wǎng)+微電網(wǎng)+儲(chǔ)能網(wǎng)’為載體的虛擬電廠平臺(tái)的發(fā)布，將深度融合新能源發(fā)電和新能源汽車(chē)，能夠輔助電網(wǎng)高效調(diào)峰，是實(shí)現(xiàn)碳中和的有效路徑。”

特銳德 特來(lái)電董事長(zhǎng)于德翔

具體來(lái)說(shuō)，一方面，隨著大規(guī)模新能源汽車(chē)的應(yīng)用，通過(guò)充電網(wǎng)鏈接規(guī)�；�新能源汽車(chē)，利用新能源汽車(chē)大部分的停泊時(shí)間，可把棄風(fēng)、棄光、棄水的綠電充到新能源汽車(chē)?yán)�，滿(mǎn)足新能源發(fā)電的波動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)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(chē)的使用電能大比例來(lái)自于燃煤發(fā)電，所以無(wú)法從源頭解決碳排放的問(wèn)題。特來(lái)電還在充電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出光儲(chǔ)充放的新能源微電網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“新能源車(chē)充新能源電”。

此外，把大規(guī)模新能源汽車(chē)的電池鏈接成巨大的儲(chǔ)能網(wǎng)，通過(guò)充、儲(chǔ)、放、調(diào)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模新能源上網(wǎng)，打破新能源消納痛點(diǎn)。同時(shí)，充電站也是電動(dòng)汽車(chē)退役電池梯次利用的最佳場(chǎng)景。直接使用電動(dòng)汽車(chē)和退役的整體電池包，不做內(nèi)部改動(dòng)，就近接入充電網(wǎng)發(fā)揮儲(chǔ)能價(jià)值，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)力電池的最大化價(jià)值利用。

充電網(wǎng)通過(guò)有效聚合電動(dòng)汽車(chē)移動(dòng)儲(chǔ)能及梯次利用固定儲(chǔ)能電池，形成超大規(guī)模儲(chǔ)能網(wǎng)，構(gòu)成虛擬電廠參與電網(wǎng)互動(dòng)和調(diào)度。為此，特來(lái)電還發(fā)布了充電型微電網(wǎng)創(chuàng)新產(chǎn)品、梯次電池儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品和駐地站“特惠充”創(chuàng)新產(chǎn)品三大產(chǎn)品，以打造新型電力系統(tǒng)中最關(guān)鍵的靈活性資源。

可以給公交車(chē)快速充電的智能柔性充電弓

小區(qū)共享充電站

應(yīng)用于重卡的智能柔性充電機(jī)器人

商業(yè)模式：能源增值

根據(jù)特來(lái)電的發(fā)展路徑，特來(lái)電構(gòu)建以“充電網(wǎng)、微電網(wǎng)、儲(chǔ)能網(wǎng)”為載體的用戶(hù)側(cè)虛擬電廠，支持充放電和光伏、儲(chǔ)能等分布式資源的高效聚合優(yōu)化，完成和多個(gè)網(wǎng)、省、地級(jí)調(diào)控中心的對(duì)接互通，基于有序充電、低谷充電、高峰賣(mài)電、微網(wǎng)光伏、梯次儲(chǔ)能、車(chē)網(wǎng)互動(dòng)等豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)能源增值業(yè)務(wù)。

北極星電力網(wǎng)獲悉，在充電網(wǎng)方面，根據(jù)特來(lái)電發(fā)展戰(zhàn)略，到2030年，充電網(wǎng)年充電量將達(dá)到1000億kWh，減碳4200萬(wàn)噸。

在微電網(wǎng)方面，特來(lái)電充電網(wǎng)已實(shí)現(xiàn)接入分布式光伏裝機(jī)容量6MW，消納綠電近4億kWh，參與系統(tǒng)調(diào)峰輔助服務(wù)近200萬(wàn)kWh。面向2030年，特來(lái)電將有效利用充電網(wǎng)資源，預(yù)計(jì)可集成分布式光伏等新能源裝機(jī)能力達(dá)到5GW，結(jié)合開(kāi)放的電力交易，預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)大部分充新能源電或低谷電，有效降低全社會(huì)交通運(yùn)輸成本，根據(jù)現(xiàn)有調(diào)峰數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，每年可參與調(diào)峰輔助服務(wù)的電量超過(guò)50億kWh以上。

在儲(chǔ)能網(wǎng)方面，截止目前，特來(lái)電充電網(wǎng)理論上具備提供超過(guò)1GW的可調(diào)負(fù)荷。基于特來(lái)電發(fā)展戰(zhàn)略，到2030年，充電網(wǎng)可提供超過(guò)15GW的可調(diào)負(fù)荷和每年超過(guò)50億kWh的儲(chǔ)能潛力，可梯次利用超過(guò)10GWh的退役動(dòng)力電池。

為了給“增值”上一道保護(hù)網(wǎng)，自2015年開(kāi)始，特來(lái)電還利用充電網(wǎng)體系，創(chuàng)新性地打通車(chē)輛BMS和充電樁CMS，通過(guò)大數(shù)據(jù)將防護(hù)、預(yù)警延伸到時(shí)間軸和空間軸，系統(tǒng)性建立了基于新能源汽車(chē)充電網(wǎng)的在線檢測(cè)和大數(shù)據(jù)分析的兩層安全防護(hù)技術(shù)體系。使得充電過(guò)程及安全隱患可監(jiān)視、可預(yù)警、可控制、可追溯，利用充電網(wǎng)技術(shù)解決了世界性燒車(chē)難題。

中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)兼標(biāo)準(zhǔn)化管理中心主任劉永東表示，在電力市場(chǎng)的建設(shè)過(guò)程中，新能源汽車(chē)和電網(wǎng)的互動(dòng)變得越來(lái)越重要，前景也越來(lái)越廣闊。構(gòu)建以“充電網(wǎng)、微電網(wǎng)、儲(chǔ)能網(wǎng)”為載體的虛擬電廠，不僅能夠通過(guò)新能源汽車(chē)實(shí)現(xiàn)綠電開(kāi)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(chǔ)能成本和無(wú)限的增值可能，能源“不可能三角”有望被打破。

來(lái)源：北極星儲(chǔ)能網(wǎng) 作者：錚錚