中國儲能網(wǎng)訊：2022年夏天以來，虛擬電廠這個概念非常火，火到很多媒體都在連篇累牘地堆砌相關(guān)文章，很多企業(yè)或券商也言必稱虛擬電廠或者VPP，一些相關(guān)概念股暴漲暴跌。雖然電改8年來，現(xiàn)貨市場出現(xiàn)了、輔助服務市場快來了、新能源超過5億千瓦了，但是人們并沒有在能源互聯(lián)網(wǎng)的道路上體會到真正的未來，也沒有理解到底什么是虛擬電廠。
聚沙成塔是虛擬電廠本質(zhì)邏輯
虛擬電廠是典型的舶來品，在沒有真正的電力市場、沒有充分的用戶互動、沒有勇敢的破局者的情況下，發(fā)展虛擬電廠即使不是緣木求魚，也只能是鏡花水月。
實際上，虛擬電廠的本質(zhì)是一種公共電網(wǎng)系統(tǒng)的用戶“自發(fā)秩序”，是千家萬戶的屋頂光伏、儲能、充電樁和各種各樣的用電需求組合在一起，被價格驅(qū)動形成新的更加低碳高效的用能習慣。這就帶來一個系統(tǒng)級的悖論：如果電網(wǎng)公司從自身的利益出發(fā)設計虛擬電廠，那么虛擬電廠就成為一種局部的建構(gòu)秩序，必然失去虛擬電廠廣泛參與者的多種可能性。而如果虛擬電廠形成了基于價格的自發(fā)秩序，那么從某種程度將對電網(wǎng)公司的既有格局構(gòu)成根本性挑戰(zhàn)。某種意義上來看，虛擬電廠代表了哈耶克與凱恩斯在電力行業(yè)的終極對決。
當年電報取代千里馬時，是人類第一次面臨一個創(chuàng)新不再以所見即所得的方式進行，人們不僅僅是充滿了懷疑，而是根本不知道在何種場景之下才需要使用它。這不是人類本身第一次在創(chuàng)新的過程中成為自己的絆腳石，事實上，后續(xù)很多的科技發(fā)明都證明了這一點：正是因為人類的不接受，才使得事實上根本就無懈可擊的技術(shù)在創(chuàng)新的道路上傷痕累累，最終以緩慢的速度和曲折的進程被人類全盤接受。
虛擬電廠顯然也屬于此類。大量各式各樣的新能源和分布式發(fā)電設備并網(wǎng)發(fā)電，包括風力發(fā)電、光伏發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)等，對電網(wǎng)調(diào)度和安全性帶來新挑戰(zhàn)。負荷端的可調(diào)控設備、儲能設施等可以根據(jù)電網(wǎng)的運行要求做出靈活切換和用電轉(zhuǎn)移，為電網(wǎng)的經(jīng)濟穩(wěn)定運行提供支持。但由于分布式能源單元的小規(guī)模容量以及多樣性特征，使得其單個參與電力市場和達到較高經(jīng)濟性面臨困難。所以這就需要一種能夠集合和協(xié)調(diào)各種分布式單元，并以聚合的形式直接參與電網(wǎng)運營和電力市場交易，優(yōu)化資源配置和提升分布式電源經(jīng)濟效益規(guī)模的集合單位——虛擬電廠。
所以虛擬電廠的本質(zhì)就是要讓新能源運營者手中的牌越來越多：很快就會是調(diào)控風光電站的有功無功出力，下一步就是接入儲能并且安排儲能余量隨時適應動態(tài)電力市場，參與一次二次三次調(diào)頻，再下一步就是需求側(cè)響應調(diào)控智能家居、智慧建筑、電動汽車直至工業(yè)4.0，最終到P2P靈活電力交易，實現(xiàn)人人都是售電公司或每個工商業(yè)企業(yè)都是電廠的轉(zhuǎn)變。
其最終的目的，遵循的實際上就是整個能源轉(zhuǎn)型的內(nèi)在邏輯：化整為零，聚沙成塔——是聚沙成塔，不是聚少成多。物理上的減法使得人們有更多的游戲空間，經(jīng)濟上的加法又帶來更多的商業(yè)模式和可持續(xù)發(fā)展動力。而所有商業(yè)模式的背后都是同一種邏輯：獲得隨時最優(yōu)化、真實的數(shù)字化生活。聚沙成塔的真實含義，是改變了物質(zhì)本來的結(jié)構(gòu)形成了新的意義性的創(chuàng)新承載，這也就是虛擬電廠最大的推動作用：徹底改變電廠在電力供應體系中的作用和調(diào)度方式，甚至改變對其投資和運營的方式。
虛擬電廠在人們最初的理解中就是極力避免單一的技術(shù)屬性，就像滴滴出行是不是虛擬的出租車公司，美團是不是虛擬的食堂等疑問一樣，虛擬電廠的本質(zhì)核心是商業(yè)模式和行業(yè)倫理的轉(zhuǎn)換，而不是從3G到4G的技術(shù)升級，或者從深夜外賣到內(nèi)卷騎手的服務延伸。并不是每個騎手裝了可以實時通訊的App就能成就美團平臺，而是現(xiàn)有此起彼伏的餐飲需求被聚合才有被平臺動態(tài)分配和監(jiān)督的供應鏈，技術(shù)只是裝備而不是生產(chǎn)力。
從這個角度來看，虛擬電廠的推動者或者說這個行業(yè)的參與者唯一可以做出的選擇是：要不要讓虛擬電廠這樣一個國外已經(jīng)驗證成功的事物在中國成為率先轉(zhuǎn)型能源互聯(lián)網(wǎng)的排頭兵？如若不然，站在傳統(tǒng)行業(yè)的就業(yè)、資源固化、習慣和經(jīng)驗使然的角度，虛擬電廠就和電報一樣，并不是一個一定要出現(xiàn)的事物——即時沒有火車，八百里加急的快馬也已經(jīng)遠超人的速度。
靈活性需求
是催生虛擬電廠發(fā)展的基礎
從歐洲的實踐來看，早在2017年6月初，英國和德國的新能源發(fā)展先后到達了一個舉世矚目的重要節(jié)點：就在6月7日這一天，英國超過50%的用電量是靠零排放的可再生能源來滿足的，而在德國，這一比例已經(jīng)接近75%這一很久以前人們認定新能源所無法企及的高線。
人們本來應該驚嘆，但現(xiàn)今已經(jīng)形成習慣：無論是英國所剩不多的核電幾乎保持一條直線發(fā)電曲線，還是德國的火電機組已經(jīng)被限制在非常狹小的活動帶里調(diào)節(jié)，都在陳述這樣一個事實：隨著可再生能源的發(fā)電比例不斷提高并逐漸跨越50％這一分界線，整個電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)重心也隨之由傳統(tǒng)的火電機組交到了可再生能源電源的手中。
所以，如果要給以新能源為主體的新一代電力系統(tǒng)做一個清晰的界定，那么就要滿足兩個條件：第一，新能源裝機容量超過50%；第二，新能源發(fā)電量超過50%。對于新能源來講第一條不難辦到，但是第二條需要時間，德國也僅僅是2022年上半年才剛剛超過50%。
超過50%意味著，新型電力系統(tǒng)將從需求決定供給的邏輯，轉(zhuǎn)向供給決定需求的顛覆式創(chuàng)新。
由此可見，新能源帶來的靈活性需求正在沖擊傳統(tǒng)封閉的電力系統(tǒng)，并正在引發(fā)下一場革命，靈活性訴求才是新能源給電力系統(tǒng)帶來的本質(zhì)改變。而虛擬電廠，是這個本質(zhì)的載體。
這就意味著，當系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)供不應求的現(xiàn)象時，調(diào)度控制者的第一反應不再是去找發(fā)電廠來救火，而是馬上在需求側(cè)尋找最合適的對象實施管控，從而降低系統(tǒng)總成本并且使得理論上更加可行。
這就是需求側(cè)管理或者說需求側(cè)響應應運而生的背景緣由，其背后要體現(xiàn)的實際上是電最樸素的商業(yè)屬性：電作為一種24小時供應的商品，其需求調(diào)整隨著供需關(guān)系的變化而變化，在尺度和頻度上明顯可以超越其他任何商品。
在新能源發(fā)電比例到達25%以前，人們抱怨最多的還是可再生能源的不夠靈活和依賴火電太多——在這個階段，火電依然是發(fā)電的主力，卻又比過去多了更多的調(diào)節(jié)任務，在沒有完善的市場機制以前，等同于是不拿工資的雷鋒，自然多了很多羈絆。
但是在可再生能源跨越了35%甚至50%的節(jié)點之后，人們突然發(fā)現(xiàn)在分布式能源成了氣候之后，那個可怕的來自杰里米·里夫金的預言真的成立了：未來的電力公司出售的不再是電力，而是靈活性。
長期以來，整個電力系統(tǒng)形成了如此復雜并且完備的構(gòu)造，很大程度上是因為傳統(tǒng)能源尤其是火電機組具備如下三個無法跨越的特點：其一，火電機組通常有近6個小時的停機不應期，即發(fā)電機一旦停機，至少需要6小時左右才能再復機成功并網(wǎng)運行，其中的等待時間對電力系統(tǒng)的運行調(diào)控影響巨大；其二，火電機組正常運行時，發(fā)電功率無法無限制探底調(diào)節(jié)，即一臺60萬的機組無法完成0~60萬的無級調(diào)節(jié)，而通常最低也要維持50%左右的發(fā)電功率，即在30~60萬的有限范圍內(nèi)調(diào)節(jié)火電機組出力，這一最低限額對電力系統(tǒng)的潮流分布和負荷分配的影響不小；其三，火電機組過往承擔了電力系統(tǒng)的主要調(diào)頻調(diào)峰作用，并且基本上是系統(tǒng)備用的主力，此外對系統(tǒng)的無功平衡即電壓控制有著無法推卸的責任，這些構(gòu)成了支撐輔助服務市場的主要方面，而一次二次三次調(diào)頻幾乎是對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定起著如定海神針般至關(guān)重要的作用。
綜合上述三點，整個電力系統(tǒng)幾乎都是基于此量身訂做的：調(diào)節(jié)發(fā)電端以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的電力需求，并解決五花八門的故障情況，是近百年來電力系統(tǒng)發(fā)展的本質(zhì)性訴求及基本邏輯。
而到了以新能源為主體的新一代電力系統(tǒng)，虛擬電廠要做的，就是從用戶側(cè)去完成傳統(tǒng)火電廠無法做到的，但是以前在發(fā)電側(cè)才能做到的所有任務。并且，在這樣的替代過程中，極大程度地釋放顛覆性紅利：海量分布式新能源發(fā)電單元與海量分散式用戶柔性可調(diào)負荷一起，形成無與倫比的靈活性。
能源互聯(lián)網(wǎng)的魅力和威力恰恰來自于此：一旦技術(shù)上具有可能，能源將以互聯(lián)網(wǎng)的方式被連結(jié)起來以更好地提供靈活性——互聯(lián)網(wǎng)從來都不會改變技術(shù)產(chǎn)生的實質(zhì)，而是改變?nèi)藗兊氖褂梅绞剑亨粥执蜍嚱鉀Q的不是駕駛技術(shù)，而是更靈活的叫車方式；58同城解決的不是裝修水暖工的資質(zhì)水平，而是更有效的評估方式。
從這個角度出發(fā)，并非是能源世界逐漸碎片化，而是人們的認知和感受隨著能源領(lǐng)域的靈活性提高而不斷碎片化——碎片化不是這場能源變革的起因或目的，而只是伴隨這場變革的一種現(xiàn)象。這個道理簡單得就如同微信紅包從來都不是人們財富的象征，但的確預示了一個時代的終結(jié)：支付不再是銀行的專有屬性，而紅包可以做得更加靈活。
綜上所述，假使真的有一天能源世界實現(xiàn)了100%的可再生能源的電力供應，那么有一個事物就必須在這一天之前出現(xiàn)：一種能集合和協(xié)調(diào)電網(wǎng)甚至是能源網(wǎng)絡下的各個發(fā)電單元、終端負荷和儲能中轉(zhuǎn)設備的靈活系統(tǒng)，它將取代現(xiàn)有的傳統(tǒng)角色，尤其是發(fā)電廠而成為參與電網(wǎng)運營與電力交易的市場主力，這便是虛擬電廠。虛擬電廠真正要顛覆的，不是電網(wǎng)電廠的角色地位，而是他們的運行和作用方式、收益與運營模式、存在和出現(xiàn)形式。虛擬電廠真正的魅力不是秒級響應、萬物互聯(lián)，而是無處不在，聚沙成塔。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2022年10期，作者系德國華人新能源協(xié)會創(chuàng)始人
