“虛擬電廠(chǎng)是電力數字化的一個(gè)應用方向,準確的說(shuō),是負荷側數字化的發(fā)展方向。所以負荷側數字化的水平,以及今后的發(fā)展方向,決定了虛擬電廠(chǎng)的應用未來(lái)。
從電力的專(zhuān)業(yè)環(huán)節上,我們分為“發(fā)電、輸電、配電、用電"幾個(gè)環(huán)節(還包括調度、市場(chǎng)等)。
對電網(wǎng)來(lái)說(shuō),配電專(zhuān)業(yè)管轄的是公共配電網(wǎng),而公共配電網(wǎng)只是物理配電網(wǎng)絡(luò )的一部分。
對物理配電網(wǎng)來(lái)說(shuō),用電環(huán)節包含對用戶(hù)配電網(wǎng)(微電網(wǎng))、以及連接在電網(wǎng)*末端的各類(lèi)資源(比如負荷、分布式發(fā)電、分布式儲能)的管理。
從電力數字化的水平來(lái)看,電網(wǎng)數字化的水平*高,國網(wǎng)從2006年的SG186“智能電網(wǎng)"工程開(kāi)始,每年在自動(dòng)化、信息化領(lǐng)域百億級別的投資,大幅度提升了數字化水平,南網(wǎng)也不遑多讓。
發(fā)電數字化水平其次,這些年各大發(fā)電集團在“智慧電廠(chǎng)"的趨勢下,也大幅提升了發(fā)電領(lǐng)域的數字化水平。
但是電力用戶(hù)的負荷側數字化,一直處于非常低的水平。管理的基礎是數字化,負荷側低水平的數字化,已經(jīng)成為虛擬電廠(chǎng)發(fā)展的*大制約之一。虛擬電廠(chǎng)是對分散式電力資源管理,這些管理包括:匯聚、抽象、調控、交互。
虛擬電廠(chǎng)所管理的,絕大多數是負荷側的資源,這些資源分布在配電網(wǎng)的*末端。當用戶(hù)配電(微)網(wǎng)的數字化和管理水平很低時(shí),自然對末端資源的管理水平也很低。
大多數用戶(hù)配電網(wǎng)(在很多用戶(hù)意識里,那都不是配電網(wǎng))的管理和數字化水平,落后于上一級(公共配電網(wǎng))20年以上。
雖然都是配電網(wǎng),差距就是這么大。這種差距,對公共配電網(wǎng)的管理也帶來(lái)很多困擾,比如用戶(hù)內部故障,繼電保護裝置越級跳(用戶(hù)配電保護裝置不動(dòng)作,電網(wǎng)保護裝置動(dòng)作)。
二、目前不能靠虛擬電廠(chǎng)提升負荷側數字化水平
緊接著(zhù)的問(wèn)題就是,誰(shuí)來(lái)提升用戶(hù)配電網(wǎng)的數字化水平,是不是靠虛擬電廠(chǎng)的這些第三方就可以?
但是這里又帶來(lái)另一個(gè)悖論:虛擬電廠(chǎng)目前是無(wú)法持續盈利的,甚至虛擬電廠(chǎng)目前的這些盈利,無(wú)法彌補負荷側數字化的投入。
如果財務(wù)上單獨核算,目前絕大多數虛擬電廠(chǎng)項目是虧損運行的。
這些項目之所以能成立,有的是因為電網(wǎng)企業(yè)作為試點(diǎn)項目,不計成本的投入(當然,其實(shí)也計,一部分計入了輸配電價(jià),另一部分是電力交易中心的交易盈余);有的是發(fā)電企業(yè)在光伏、儲能投資中,包含了負荷側數字化部分投資;有的是售電業(yè)務(wù)前期承擔了負荷側數字化投入,然后把需求響應補貼作為邊際收益等。
虛擬電廠(chǎng)大規模推廣之前,需要建立負荷側數字化的商業(yè)模式,而不是等著(zhù)虛擬電廠(chǎng)這個(gè)商業(yè)邏輯成立,再去做負荷側的數字化。
這就有點(diǎn)像:在美團、拼多多商業(yè)模式成立以前,智能手機已經(jīng)商業(yè)自洽了。
否則讓拼多多去送智能手機,那拼多多的商業(yè)模式肯定是不成立的。
三、負荷側數字化,無(wú)法單獨衡量收益
經(jīng)常有光伏投資方面的朋友問(wèn):一個(gè)用戶(hù)的能源數字化項目,ROI怎么算?是不是可以用節能量去算投資回報?
在實(shí)際項目中,大量的分布式光伏項目(工商業(yè)),以“目錄電價(jià)"為基準,計算光伏售電價(jià)格折扣,形成一種變相的效益分享型合同能源管理模式,與用戶(hù)簽訂光伏售電合同。
所以他們自然認為負荷側能源數字化投資是不是也帶有這種屬性。
我的回答是:即使是工商業(yè)分布式光伏,目前已經(jīng)取消目錄電價(jià),現貨市場(chǎng)的出清價(jià)格也呈現波動(dòng)頻繁、峰谷價(jià)差拉大的趨勢,未來(lái)不存在錨定價(jià)格,怎么計算固定收益率。
光伏尚且如此,面對負荷隨生產(chǎn)訂單變化,訂單跟隨行業(yè)景氣度、客戶(hù)需求度不斷變動(dòng),負荷側數字化的節能效益很難明確計算,怎么算ROI?
甚至ROI這個(gè)概念都不能用于負荷側數字化和虛擬電廠(chǎng),因為ROI更多的是一種“固定資產(chǎn)投資"的經(jīng)濟價(jià)值計算方式。
負荷側數字化和虛擬電廠(chǎng),本質(zhì)上是一種“企業(yè)服務(wù)",而非資產(chǎn)投資。
而目前積極投入“虛擬電廠(chǎng)"業(yè)務(wù)的,自認為有先天優(yōu)勢的發(fā)電企業(yè)們,正是用“建電廠(chǎng)"的,大干快上的投資邏輯,去理解“軟服務(wù)"的虛擬電廠(chǎng)。
當對一個(gè)事物發(fā)展的底層邏輯,認知出現偏差,這個(gè)事物的發(fā)展也一定會(huì )一地雞毛。
四、負荷側數字化,本質(zhì)是管理意識提升
負荷側數字化水平為什么這么低?個(gè)人認為是負荷側的企業(yè),能源管理水平較低導致的。
在實(shí)際項目中,我們見(jiàn)過(guò)很多負荷側數字化工具,只是作為建設項目的一部分,在驗收以后就沒(méi)有發(fā)揮作用。
為什么工商企業(yè)的能源管理水平較低?這是因為過(guò)去處于高速增長(cháng)階段,企業(yè)更多的關(guān)心主營(yíng)業(yè)務(wù)的發(fā)展,不會(huì )關(guān)注作為輔助業(yè)務(wù)的“企業(yè)能源管理",是否產(chǎn)生管理價(jià)值,說(shuō)白了就是能保證企業(yè)正常生產(chǎn)就好。
用電企業(yè)的能源管理意識水平,決定了負荷側數字化水平,*終決定了虛擬電廠(chǎng)能否落地,并持續前進(jìn)。
從目前來(lái)看,需要進(jìn)一步通過(guò)政策影響(比如需求響應、能源雙控、碳排放約束),市場(chǎng)價(jià)格信號,以及專(zhuān)業(yè)的能源服務(wù)等 綜合手段,去推動(dòng)企業(yè)建立這種意識,并且通過(guò)數字化和管理,產(chǎn)生可見(jiàn)價(jià)值。
因此虛擬電廠(chǎng)的推動(dòng),不是靠簡(jiǎn)單投入數字化項目,也不是靠單純的光伏、儲能、售電、節能,而是一種企業(yè)管理提升,更類(lèi)似企業(yè)財務(wù)優(yōu)化或者ERP流程優(yōu)化。
負荷側數字化,其實(shí)只是財務(wù)管理軟件或者ERP軟件,現在多數的企業(yè)不會(huì )問(wèn)“投資一個(gè)ERP,ROI是多少"這樣的問(wèn)題了。
國家為了提升能源消費側的綠色能效水平,無(wú)論是以前的節能服務(wù)、再到分布式光儲建設、微電網(wǎng)與多能互補等,一直在出 臺相關(guān)政策,但始終落入“項目投資"的模式,這是與能源行業(yè)長(cháng)期以“基建思維"分不開(kāi)的。
當一個(gè)行業(yè)進(jìn)入中低速增長(cháng)期,原有的建設思維轉換為運營(yíng)思維和管理思維,這時(shí)候才是數字化的*佳機會(huì )。
房地產(chǎn)行業(yè)從“賣(mài)房子"變成“自持物業(yè)運營(yíng)",將迎來(lái)房地產(chǎn)管理數字化的高峰。
負荷側也是一樣的邏輯,虛擬電廠(chǎng)的深刻意義,也在于此。"
1 綜述
看完文章受益頗豐,本文主要是想結合文章探討電力用戶(hù)負荷側,也就是企業(yè)微電網(wǎng)數字化的實(shí)現方式及其意義。
虛擬電廠(chǎng)本質(zhì)上是運用能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),把數以千計的企業(yè)微電網(wǎng)分散的可控負荷、充電樁、分布式光伏、分布式儲能等整合起來(lái),變成具有一定規模、可調節的負荷資源和發(fā)電容量,通過(guò)這個(gè)看不見(jiàn)的“電廠(chǎng)"來(lái)配合大電網(wǎng)的需求響應,解決電網(wǎng)峰谷差大、局部電力供應緊張等問(wèn)題的同時(shí)從中獲利,這對電網(wǎng)和用電企業(yè)是雙贏(yíng)的。今年以來(lái),虛擬電廠(chǎng)頻獲政策支持,在行業(yè)內掀起發(fā)展熱潮,主要原因在于我國電力峰谷差矛盾日益突出,未來(lái)在緩解供需矛盾,提高電網(wǎng)穩定性和靈活性上,虛擬電廠(chǎng)可以發(fā)揮出關(guān)鍵作用。
虛擬電廠(chǎng)在國外已經(jīng)有比較成熟的運行機制,但是現階段國內虛擬電廠(chǎng)真正落地的項目很少,且大多為試點(diǎn)項目,如俞慶先生所說(shuō)一方面是虛擬電廠(chǎng)目前無(wú)法持續盈利;另一方面虛擬電廠(chǎng)的基礎設施,也就是數量眾多的企業(yè)微電網(wǎng)數字化程度太低,前期需要投入較多的資源先實(shí)現企業(yè)微電網(wǎng)的數字化。企業(yè)微電網(wǎng)側低水平的數字化,已經(jīng)成為虛擬電廠(chǎng)發(fā)展的*大制約之一。
2 怎么建立企業(yè)微電網(wǎng)數字化
企業(yè)的能源管理意識決定了企業(yè)電網(wǎng)的數字化水平,接下來(lái)會(huì )有進(jìn)一步的政策(比如需求響應、能源雙控、碳排放約束)和價(jià)格激勵機制去推動(dòng)企業(yè)建立微電網(wǎng)數字化,為虛擬電廠(chǎng)的推廣和發(fā)展做好基礎設施的建設,同時(shí)也提高企業(yè)的能源管理意識,并通過(guò)數字化的能源管理對企業(yè)產(chǎn)生價(jià)值。那企業(yè)怎么建立適用于自身的微電網(wǎng)數字化呢?
企業(yè)微電網(wǎng)的數字化系統(EMS)包含安裝于現場(chǎng)的傳感器、智能網(wǎng)關(guān)和微電網(wǎng)數字化軟件。傳感器用于監測和控制企業(yè)內部的負荷設備和分布式發(fā)電設備(系統),現場(chǎng)傳感器的數據接入邊緣計算智能網(wǎng)關(guān),每個(gè)智能網(wǎng)關(guān)可以看做是一個(gè)區域指揮部,采集所接傳感器數據進(jìn)行協(xié)議轉換后上傳EMS和轉發(fā)第三方系統,網(wǎng)關(guān)可以根據預設閾值或自動(dòng)學(xué)習來(lái)執行邏輯計算,并執行EMS的指令。EMS可以看做是企業(yè)微電網(wǎng)的指揮部,根據智能網(wǎng)關(guān)上傳的數據生成各類(lèi)圖表、控制策略和分析結論,并按照設置的權限響應虛擬電廠(chǎng)的調度指令,這樣數量眾多的EMS就構成了虛擬電廠(chǎng)的基礎,系統架構圖如圖1所示。
監測儲能系統、電池管理系統(BMS)和儲能變流器(PCS)運行,包括運行模式、功率控制模式,功率、電壓、電流、頻率等預定值信息、儲能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度,根據企業(yè)峰谷特點(diǎn)和電價(jià)波動(dòng)設置儲能系統的充放電策略,控制儲能系統充放電模式,實(shí)現削峰填谷,降低企業(yè)用電成本,見(jiàn)圖6。