中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2022年夏天以來(lái)，虛擬電廠這個(gè)概念非?；穑鸬胶芏嗝襟w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(lái)，現(xiàn)貨市場(chǎng)出現(xiàn)了、輔助服務(wù)市場(chǎng)快來(lái)了、新能源超過(guò)5億千瓦了，但是人們并沒(méi)有在能源互聯(lián)網(wǎng)的道路上體會(huì)到真正的未來(lái)，也沒(méi)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(lái)品，在沒(méi)有真正的電力市場(chǎng)、沒(méi)有充分的用戶互動(dòng)、沒(méi)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(yú)，也只能是鏡花水月。
實(shí)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(wàn)戶的屋頂光伏、儲(chǔ)能、充電樁和各種各樣的用電需求組合在一起，被價(jià)格驅(qū)動(dòng)形成新的更加低碳高效的用能習(xí)慣。這就帶來(lái)一個(gè)系統(tǒng)級(jí)的悖論：如果電網(wǎng)公司從自身的利益出發(fā)設(shè)計(jì)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(jià)格的自發(fā)秩序，那么從某種程度將對(duì)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(lái)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(duì)決。
當(dāng)年電報(bào)取代千里馬時(shí)，是人類第一次面臨一個(gè)創(chuàng)新不再以所見(jiàn)即所得的方式進(jìn)行，人們不僅僅是充滿了懷疑，而是根本不知道在何種場(chǎng)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(guò)程中成為自己的絆腳石，事實(shí)上，后續(xù)很多的科技發(fā)明都證明了這一點(diǎn)：正是因?yàn)槿祟惖牟唤邮埽攀沟檬聦?shí)上根本就無(wú)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(jìn)程被人類全盤(pán)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(shè)備并網(wǎng)發(fā)電，包括風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)等，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度和安全性帶來(lái)新挑戰(zhàn)。負(fù)荷端的可調(diào)控設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)施等可以根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行要求做出靈活切換和用電轉(zhuǎn)移，為電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)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(gè)參與電力市場(chǎng)和達(dá)到較高經(jīng)濟(jì)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(yùn)營(yíng)和電力市場(chǎng)交易，優(yōu)化資源配置和提升分布式電源經(jīng)濟(jì)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(yùn)營(yíng)者手中的牌越來(lái)越多：很快就會(huì)是調(diào)控風(fēng)光電站的有功無(wú)功出力，下一步就是接入儲(chǔ)能并且安排儲(chǔ)能余量隨時(shí)適應(yīng)動(dòng)態(tài)電力市場(chǎng)，參與一次二次三次調(diào)頻，再下一步就是需求側(cè)響應(yīng)調(diào)控智能家居、智慧建筑、電動(dòng)汽車直至工業(yè)4.0，最終到P2P靈活電力交易，實(shí)現(xiàn)人人都是售電公司或每個(gè)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(shí)際上就是整個(gè)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(jì)上的加法又帶來(lái)更多的商業(yè)模式和可持續(xù)發(fā)展動(dòng)力。而所有商業(yè)模式的背后都是同一種邏輯：獲得隨時(shí)最優(yōu)化、真實(shí)的數(shù)字化生活。聚沙成塔的真實(shí)含義，是改變了物質(zhì)本來(lái)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(dòng)作用：徹底改變電廠在電力供應(yīng)體系中的作用和調(diào)度方式，甚至改變對(duì)其投資和運(yùn)營(yíng)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(tuán)是不是虛擬的食堂等疑問(wèn)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(jí)，或者從深夜外賣到內(nèi)卷騎手的服務(wù)延伸。并不是每個(gè)騎手裝了可以實(shí)時(shí)通訊的App就能成就美團(tuán)平臺(tái)，而是現(xiàn)有此起彼伏的餐飲需求被聚合才有被平臺(tái)動(dòng)態(tài)分配和監(jiān)督的供應(yīng)鏈，技術(shù)只是裝備而不是生產(chǎn)力。
從這個(gè)角度來(lái)看，虛擬電廠的推動(dòng)者或者說(shuō)這個(gè)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(gè)國(guó)外已經(jīng)驗(yàn)證成功的事物在中國(guó)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(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)使然的角度，虛擬電廠就和電報(bào)一樣，并不是一個(gè)一定要出現(xiàn)的事物——即時(shí)沒(méi)有火車，八百里加急的快馬也已經(jīng)遠(yuǎn)超人的速度。
靈活性需求
是催生虛擬電廠發(fā)展的基礎(chǔ)
從歐洲的實(shí)踐來(lái)看，早在2017年6月初，英國(guó)和德國(guó)的新能源發(fā)展先后到達(dá)了一個(gè)舉世矚目的重要節(jié)點(diǎn)：就在6月7日這一天，英國(guó)超過(guò)50%的用電量是靠零排放的可再生能源來(lái)滿足的，而在德國(guó)，這一比例已經(jīng)接近75%這一很久以前人們認(rèn)定新能源所無(wú)法企及的高線。
人們本來(lái)應(yīng)該驚嘆，但現(xiàn)今已經(jīng)形成習(xí)慣：無(wú)論是英國(guó)所剩不多的核電幾乎保持一條直線發(fā)電曲線，還是德國(guó)的火電機(jī)組已經(jīng)被限制在非常狹小的活動(dòng)帶里調(diào)節(jié)，都在陳述這樣一個(gè)事實(shí)：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(gè)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(jī)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(gè)清晰的界定，那么就要滿足兩個(gè)條件：第一，新能源裝機(jī)容量超過(guò)50%；第二，新能源發(fā)電量超過(guò)50%。對(duì)于新能源來(lái)講第一條不難辦到，但是第二條需要時(shí)間，德國(guó)也僅僅是2022年上半年才剛剛超過(guò)50%。
超過(guò)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(jiàn)，新能源帶來(lái)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(chǎng)革命，靈活性訴求才是新能源給電力系統(tǒng)帶來(lái)的本質(zhì)改變。而虛擬電廠，是這個(gè)本質(zhì)的載體。
這就意味著，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象時(shí)，調(diào)度控制者的第一反應(yīng)不再是去找發(fā)電廠來(lái)救火，而是馬上在需求側(cè)尋找最合適的對(duì)象實(shí)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(shuō)需求側(cè)響應(yīng)應(yīng)運(yùn)而生的背景緣由，其背后要體現(xiàn)的實(shí)際上是電最樸素的商業(yè)屬性：電作為一種24小時(shí)供應(yīng)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(dá)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(gè)階段，火電依然是發(fā)電的主力，卻又比過(guò)去多了更多的調(diào)節(jié)任務(wù)，在沒(méi)有完善的市場(chǎng)機(jī)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(diǎn)之后，人們突然發(fā)現(xiàn)在分布式能源成了氣候之后，那個(gè)可怕的來(lái)自杰里米·里夫金的預(yù)言真的成立了：未來(lái)的電力公司出售的不再是電力，而是靈活性。
長(zhǎng)期以來(lái)，整個(gè)電力系統(tǒng)形成了如此復(fù)雜并且完備的構(gòu)造，很大程度上是因?yàn)閭鹘y(tǒng)能源尤其是火電機(jī)組具備如下三個(gè)無(wú)法跨越的特點(diǎn)：其一，火電機(jī)組通常有近6個(gè)小時(shí)的停機(jī)不應(yīng)期，即發(fā)電機(jī)一旦停機(jī)，至少需要6小時(shí)左右才能再?gòu)?fù)機(jī)成功并網(wǎng)運(yùn)行，其中的等待時(shí)間對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)控影響巨大；其二，火電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電功率無(wú)法無(wú)限制探底調(diào)節(jié)，即一臺(tái)60萬(wàn)的機(jī)組無(wú)法完成0~60萬(wàn)的無(wú)級(jí)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(wàn)的有限范圍內(nèi)調(diào)節(jié)火電機(jī)組出力，這一最低限額對(duì)電力系統(tǒng)的潮流分布和負(fù)荷分配的影響不?。黄淙?，火電機(jī)組過(guò)往承擔(dān)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(duì)系統(tǒng)的無(wú)功平衡即電壓控制有著無(wú)法推卸的責(zé)任，這些構(gòu)成了支撐輔助服務(wù)市場(chǎng)的主要方面，而一次二次三次調(diào)頻幾乎是對(duì)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(diǎn)，整個(gè)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(zhǎng)的電力需求，并解決五花八門(mén)的故障情況，是近百年來(lái)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(wú)法做到的，但是以前在發(fā)電側(cè)才能做到的所有任務(wù)。并且，在這樣的替代過(guò)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(fù)荷一起，形成無(wú)與倫比的靈活性。
能源互聯(lián)網(wǎng)的魅力和威力恰恰來(lái)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(lái)以更好地提供靈活性——互聯(lián)網(wǎng)從來(lái)都不會(huì)改變技術(shù)產(chǎn)生的實(shí)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(píng)估方式。
從這個(gè)角度出發(fā)，并非是能源世界逐漸碎片化，而是人們的認(rèn)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(chǎng)能源變革的起因或目的，而只是伴隨這場(chǎng)變革的一種現(xiàn)象。這個(gè)道理簡(jiǎn)單得就如同微信紅包從來(lái)都不是人們財(cái)富的象征，但的確預(yù)示了一個(gè)時(shí)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(shí)現(xiàn)了100%的可再生能源的電力供應(yīng)，那么有一個(gè)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(luò)下的各個(gè)發(fā)電單元、終端負(fù)荷和儲(chǔ)能中轉(zhuǎn)設(shè)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(yùn)營(yíng)與電力交易的市場(chǎng)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(yùn)行和作用方式、收益與運(yùn)營(yíng)模式、存在和出現(xiàn)形式。虛擬電廠真正的魅力不是秒級(jí)響應(yīng)、萬(wàn)物互聯(lián)，而是無(wú)處不在，聚沙成塔。
本文刊載于《中國(guó)電力企業(yè)管理》2022年10期，作者系德國(guó)華人新能源協(xié)會(huì)創(chuàng)始人
