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2023-01-31
“虛擬電廠”在中國前景如何？
更新時間：2022-07-15 17:39:05作者：未知
【文/觀察者網(wǎng) 周毅，編輯 周遠方】
高溫疊加疫情得到控制、工廠生產(chǎn)恢復(fù)，各地用電高峰來勢洶洶。
以浙江為例，7月11日，全省社會最高用電負荷達到10190萬千瓦，同比去年最高負荷增加了168萬千瓦，創(chuàng)下歷史新高。
尤其在“雙碳”背景下，如何在迎峰度夏電力保供的同時，更多、更好地在電網(wǎng)中接入風電和光電，提高能源使用效率，成為新時代的現(xiàn)實課題，源于歐洲的“虛擬電廠”近期成為市場關(guān)注焦點。
瑞士TISO-10-kW 光伏電站從1982年工作至今 外媒報道截圖
“虛擬電廠”，即利用軟件系統(tǒng)和信息通信技術(shù)，將分布式發(fā)電、儲能和可控負荷資源聚合起來，并進行電力調(diào)度的協(xié)調(diào)優(yōu)化，從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)的供需平衡。從這個角度來看，它等同于一個“電廠”。與此同時，它還作為主體參與電力市場，獲取收益。
虛擬電廠在中國的前景如何？
有機構(gòu)認為，中國有望結(jié)合歐洲、美國兩種模式，讓虛擬電廠在中國迎來豹變。不過也有業(yè)內(nèi)人士對觀察者網(wǎng)表示，虛擬電廠在中國的難點，并不在技術(shù)，而在社會各方利益如何統(tǒng)籌兼顧。
歐洲虛擬電廠示意圖，圖源Next Kraftwerke
虛擬電廠和它兩條道路：美國模式和歐洲模式
“虛擬電廠”發(fā)源于歐洲，歐洲模式的主要特點是實現(xiàn)發(fā)電資源的聚合。
全球首個虛擬電廠項目VFCPP，在2000年由德國、荷蘭和西班牙等5個國家的11家公司共同推出。它以中央控制系統(tǒng)通信為核心，由31個分散、獨立的居民燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)系統(tǒng)組成。
VFCPP將所有燃料電池CHP系統(tǒng)聚合成一個有機整體，在給出確定的負荷曲線時，中央控制系統(tǒng)CSS與現(xiàn)場能量管理器進行通信，協(xié)調(diào)控制每個機組的供熱和供電，并無時延地跟蹤預(yù)定負荷曲線，在負荷變化或需求達到峰值時優(yōu)化各系統(tǒng)生產(chǎn)，從而降低了生產(chǎn)成本和峰值負荷對配電網(wǎng)的電能需求。
VFCPP資料截圖
伴隨著丹麥等多國跟進，歐洲模式的虛擬電廠后來接入了電動汽車充電站平臺、氧化還原電池、鋰電池、光伏電站、風電場、小型水電站。目前，它已進入商業(yè)化階段。
以代表企業(yè)德國Next Kraftwerke為例，虛擬電廠可以通過多種方式實現(xiàn)收益：聚合發(fā)電側(cè)能源、參與統(tǒng)一調(diào)控，以此避免負電價帶來的損失；參與電網(wǎng)側(cè)靈活性調(diào)控，以及電力交易獲取收益；參與需求側(cè)響應(yīng)獲取收益。
歐洲模式重在聚合發(fā)電資源，美國模式則側(cè)重聚合用電側(cè)資源。
例如，特斯拉與太陽能面板安裝商SolarCity合作，開發(fā)了家用儲能裝置Powerwall。用戶白天利用太陽能為Powerwall充電并儲能在專門的電池中，此后就可以隨時用電，用戶還可以實時通過手機查看設(shè)備發(fā)電、家庭用電、儲能余量和電網(wǎng)狀況等信息。
特斯拉網(wǎng)站截圖
在此基礎(chǔ)上，特斯拉與加州公用事業(yè)公司PG&E合作推出了虛擬電廠項目。自愿參與該項目的用戶，在電網(wǎng)承壓時每提供一度電即可獲得2美元收益；特斯拉與佛蒙特州公用事業(yè)公司Green Mountain Power的合作項目，則是用戶讓渡部分電池控制權(quán)，允許電力公司使用儲能設(shè)備中的部分電能“削峰填谷”，作為回報，用戶可以用優(yōu)惠價獲得Powerwall。
業(yè)界：中國“虛擬電廠”的難題，并不在技術(shù)和商業(yè)化上
東北證券認為，我國虛擬電廠目前處于從零到一的起步階段，參與者通過參與電網(wǎng)公司邀約，獲取相應(yīng)響應(yīng)補貼。隨著電力交易市場化的推進，我國虛擬電廠將向以現(xiàn)貨交易為主要獲益方式的交易型虛擬電廠轉(zhuǎn)變。從各省電力現(xiàn)貨交易試點情況和缺電情況來看，預(yù)計廣東、浙江、江蘇有望最先發(fā)展虛擬電廠；虛擬電廠項目也將從以聚合可控負荷為主，逐漸向聚合多種分布式發(fā)電、儲能資源的綜合型項目發(fā)展。
東北證券以廣東電力現(xiàn)貨交易和需求側(cè)響應(yīng)的情況為參考測算，需求響應(yīng)退補后，預(yù)計每年廣東省內(nèi)虛擬電廠的收益空間約為83億元，對應(yīng)預(yù)計全國虛擬電廠收益空間約為870億元。
深圳創(chuàng)維光伏科技有限公司總經(jīng)理金鑫在接受觀察者網(wǎng)采訪時表示，基于市場機制的自動化調(diào)度，“虛擬電廠”在歐洲“初步”建立了起來。但這與其天然條件有關(guān)：城市多、人口少、距離近。在中國，虛擬電廠主要是為城市里的工商業(yè)和電網(wǎng)服務(wù)的，目前，它和農(nóng)村戶用光伏發(fā)電站關(guān)系很小。
因為中國農(nóng)村的電力負荷很小，它的“源（發(fā)電）、（電）網(wǎng)、（負）荷、儲（能）”不復(fù)雜，基本上只能作為一個消納電力的地方，而不能作為一個“源網(wǎng)荷儲”綜合的地方。相反，中國城市人口多，發(fā)電量和用電量巨大。
電力市場化交易，則是更為復(fù)雜的問題。
“虛擬電廠拋開一切表象和概念，本質(zhì)上就是電力市場化交易。”金鑫表示，中國虛擬電廠其實在軟件產(chǎn)品、技術(shù)和商業(yè)化模式上都不難，但癥結(jié)在利益的統(tǒng)籌兼顧，要解決電力市場化交易中的現(xiàn)實問題，需要中長期的努力。
中國電網(wǎng)的問題，和高鐵等很多行業(yè)面臨的問題一樣，終究是如何平衡“公益性”（社會效益）和市場經(jīng)濟價值之間的關(guān)系問題。它們既需要照顧社會效益，又需要面對投入產(chǎn)生、營收利潤、員工薪酬等市場方面的壓力。
2018年，只有9戶人家32名村民的“中國人口最少行政鄉(xiāng)”玉麥鄉(xiāng)接入國家電網(wǎng)
歐洲模式的“新能源汽車向城市電網(wǎng)供電”，會面臨損耗儲能電池的問題，只有在回報足夠高的時候，車主才會愿意參與。那么需要削峰填谷時，若單從成本的角度來考慮，可能從火電廠購電依然更加劃算。
更貼近美國模式的“居民光伏發(fā)電、余電上網(wǎng)獲取收益”，也存在現(xiàn)實問題。一方面，這會影響電網(wǎng)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)；另外一方面，即使電網(wǎng)可以從中收取費用，但具體收取多少，其實很難確定。
金鑫表示，即使城市和農(nóng)村用電量不同，中國民眾用電也是同價的。同時，中國的電價幾乎是全世界主要國家中最低的。這個“最低”背后，意味著中國要對電網(wǎng)進行大量的建設(shè)和投資，也意味著高額的成本。
在“村村通”項目中使用更粗、更好的電線、一些地方經(jīng)濟開發(fā)區(qū)一出規(guī)劃電網(wǎng)就早早把配網(wǎng)建好……它們都意味著建設(shè)成本。這是統(tǒng)籌電力市場化交易過程中的現(xiàn)實障礙，都需要時間來消化。
我國電價的國際比較分析圖源電網(wǎng)頭條
東北證券指出，中國虛擬電廠目前還處于探索初期。從能源結(jié)構(gòu)和市場機制的特征來看，中國有望結(jié)合歐洲、美國兩種模式，探索出兼顧分布式電源、可控負荷以及儲能資源的模式。中國發(fā)展虛擬電廠需要關(guān)注的風險是我國虛擬電廠推進不及預(yù)期，以及電力現(xiàn)貨交易進展不及預(yù)期。
金鑫認為，電力市場化交易，涉及到各方利益的調(diào)和平衡、統(tǒng)籌兼顧，這也會涉及到政策、機制的改變。它不是一蹴而就，三五年就能看到結(jié)果的。但他相信，中國最終能解決這些問題。
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