中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:討論虛擬電廠(chǎng),要圍繞三個(gè)問(wèn)題:
1、在虛擬電廠(chǎng)里,計(jì)量和控制是什么關(guān)系?
2、在負(fù)荷端是不是裝塊表,加個(gè)控制器,就可以參與虛擬電廠(chǎng)了?
3、發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)展虛擬電廠(chǎng),除了成熟電力市場(chǎng),還有什么優(yōu)勢(shì)?
對(duì)第1、2兩個(gè)問(wèn)題畫(huà)了一張圖:
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虛擬電廠(chǎng)的第一層次:可觀(guān)
計(jì)量,解決的是虛擬電廠(chǎng)的可觀(guān)測(cè)問(wèn)題,它包含三方面的內(nèi)容:
1、觀(guān)測(cè)對(duì)象:通過(guò)對(duì)涉及到虛擬電廠(chǎng)的相關(guān)設(shè)備,包括:負(fù)荷設(shè)備、線(xiàn)路設(shè)備、變電設(shè)備、開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、光伏和儲(chǔ)能設(shè)備。這里不僅僅是負(fù)荷設(shè)備,因?yàn)樘摂M電廠(chǎng)涉及到用戶(hù)關(guān)口負(fù)荷曲線(xiàn)的量化和調(diào)整。用戶(hù)關(guān)口的凈功率曲線(xiàn),不僅僅是負(fù)荷的疊加,還涉及到用戶(hù)配電系統(tǒng)的其他要素,比如光伏和儲(chǔ)能就會(huì)影響負(fù)荷曲線(xiàn),所以是一個(gè)“系統(tǒng)”的觀(guān)測(cè),而不是單純的負(fù)荷表計(jì)的數(shù)據(jù)采集。這里既有計(jì)量(遙測(cè)),也有自動(dòng)化(遙信)。
2、觀(guān)測(cè)周期:對(duì)于負(fù)荷側(cè)的相關(guān)設(shè)備觀(guān)測(cè),目前虛擬電廠(chǎng)主要以調(diào)峰服務(wù)為主要目標(biāo),基本上達(dá)到分鐘級(jí)即可,還需要以年為周期的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)積累,所以保證運(yùn)行期數(shù)據(jù)的完整性、可靠性是非常關(guān)鍵的。對(duì)開(kāi)關(guān)類(lèi)數(shù)據(jù)需要做到秒級(jí)采集。
3、觀(guān)測(cè)手段:通過(guò)測(cè)量、變送、采集、傳輸?shù)裙ぷ鳎瑢?shí)現(xiàn)負(fù)荷側(cè)的可觀(guān)測(cè),也就是分鐘級(jí)的持續(xù)通信。
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虛擬電廠(chǎng)的第二層次:可管
可觀(guān)測(cè)是虛擬電廠(chǎng)的第一步,第二步是要解決負(fù)荷側(cè)設(shè)備的可管理問(wèn)題。
這恰恰是目前國(guó)內(nèi)虛擬電廠(chǎng)的薄弱環(huán)節(jié)——觀(guān)測(cè)容易,管理困難。
這個(gè)困難背后反映的是負(fù)荷側(cè)的能源管理水平低下,同時(shí)也制約了能源數(shù)字化的發(fā)展。
在中國(guó),負(fù)荷側(cè)大量的數(shù)字化系統(tǒng),并不是“給人用的”,而是“給人看”的。
一方面是中國(guó)絕大多數(shù)電力用戶(hù)的能源管理意識(shí),和管理水平不夠,導(dǎo)致對(duì)管理軟件和功能的需求嚴(yán)重不足;
另一方面,中國(guó)過(guò)去20年的高速發(fā)展,能源數(shù)字化是以“項(xiàng)目驗(yàn)收”為主要目標(biāo),數(shù)字化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者并不太考慮驗(yàn)收完以后誰(shuí)來(lái)用、怎么用的問(wèn)題,所以很多系統(tǒng)是空轉(zhuǎn)的。
所以虛擬電廠(chǎng)的第二層次是解決負(fù)荷側(cè)的管理問(wèn)題,也就是“人和能源的關(guān)系”。
既然是管理,首先是有管理?xiàng)l線(xiàn),比如圍繞資產(chǎn)的條線(xiàn)(設(shè)備資產(chǎn)管理)、圍繞能量的條線(xiàn)(能源管理或者調(diào)度管理)、圍繞交易的條線(xiàn)(交易管理)等,每個(gè)條線(xiàn)都有自己的管理目標(biāo)、管理體系、管理指標(biāo)、管理流程和管理價(jià)值。
能源數(shù)字化需要支撐上述管理能力的構(gòu)建,并且解決管理價(jià)值的發(fā)現(xiàn)和實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。
需要建立與管理模型相適配的數(shù)據(jù)模型,便于多業(yè)務(wù)應(yīng)用和后續(xù)的分析需求實(shí)現(xiàn)。
目前大多數(shù)的能源數(shù)字化無(wú)法回答管理價(jià)值是什么的問(wèn)題——因?yàn)樗鼈儚脑O(shè)計(jì)開(kāi)始就是為了某個(gè)項(xiàng)目驗(yàn)收,它們的成本也是作為項(xiàng)目投資成本的一部分而涵蓋的,一旦項(xiàng)目驗(yàn)收了,它們的任務(wù)也就完成了。
為什么德國(guó)的虛擬電廠(chǎng)可以如火如荼,因?yàn)榈聡?guó)企業(yè)的能源數(shù)字化是融合到企業(yè)的日常管理中的,數(shù)字化是為能源管理服務(wù)的。
比如虛擬電廠(chǎng)的一個(gè)基本場(chǎng)景:負(fù)荷的可調(diào)節(jié)能力的管理。
看上去只是查看下現(xiàn)場(chǎng)某個(gè)負(fù)荷,它是不是可以關(guān)閉,或者它可調(diào)節(jié)的功率范圍是多少到多少。
但這并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的參數(shù)搜集的問(wèn)題,而是和能源運(yùn)行管理,企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理密切相關(guān):
一盞燈是不是可以關(guān)閉,是需要看現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的運(yùn)行需求的,甚至一盞燈是不是可以關(guān)閉,需要與企業(yè)精細(xì)的計(jì)算“損失-回報(bào)”。
比如某個(gè)商場(chǎng),工作日下午沒(méi)什么人,一個(gè)公共區(qū)域的照明燈是可以關(guān)閉的;但如果是節(jié)假日的活動(dòng)高峰,為了運(yùn)營(yíng)品質(zhì)它就不可能被關(guān)閉。
做虛擬電廠(chǎng)的企業(yè)能提供這么精細(xì)的,貼近企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的服務(wù)嗎,至少目前我看到的虛擬電廠(chǎng)企業(yè)熱衷于技術(shù)落地和理念的先進(jìn),在看不見(jiàn)且耗時(shí)費(fèi)力的這些苦活累活服務(wù)方面,并不屑于去做。
這種服務(wù)背后需要建立能源管理一整套的體制機(jī)制,都是需要與企業(yè)共同完成的。
這才是負(fù)荷側(cè)可調(diào)節(jié)潛力的挖掘和管理,要解決可管理的問(wèn)題。
數(shù)字化只是可管理手段的一部分,并不是全部,還需要能源運(yùn)行的管理咨詢(xún)、管理體系設(shè)計(jì)、管理實(shí)施、管理能力共享、管理改善等一系列企業(yè)管理服務(wù)。
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虛擬電廠(chǎng)的第三層次:可析
解決了設(shè)備的物聯(lián),和人的管理,積累了足夠的數(shù)據(jù),虛擬電廠(chǎng)進(jìn)入到分析階段,比如建立分析模型、構(gòu)建分析算法。
分析包括三種不同的方向:
1、針對(duì)某一類(lèi)設(shè)備,比如光伏、儲(chǔ)能、電氣設(shè)備等的分析算法和模型。
2、針對(duì)某一特定的場(chǎng)景或者參數(shù),比如功率、電壓、電流、頻率、可靠性的分析。
3、針對(duì)整個(gè)用戶(hù)配電網(wǎng)絡(luò)(微電網(wǎng))的多場(chǎng)景分析與管理,比如潮流分析、運(yùn)行狀態(tài)管理、功率預(yù)測(cè)等。
這里的分析,既可以是基于規(guī)則、經(jīng)驗(yàn)?zāi)P偷姆治?,也可以在積累足夠多的數(shù)據(jù)以后,通過(guò)AI去識(shí)別復(fù)雜的關(guān)聯(lián)。
分析的深度和廣度,取決于可觀(guān)和可管的水平,比如微電網(wǎng)的運(yùn)行和分析,其實(shí)在管理層級(jí)上,需要建立能量管理的體系,離開(kāi)了管理的需求,分析模型沒(méi)有來(lái)源,也沒(méi)有去處。
這也是目前國(guó)內(nèi)微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的尷尬:誰(shuí)來(lái)用微網(wǎng)控制系統(tǒng)或者微網(wǎng)管理系統(tǒng)?
對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō),電網(wǎng)控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng),是給電網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的管理部門(mén)使用的,因?yàn)殡娋W(wǎng)企業(yè)管理電網(wǎng)是專(zhuān)業(yè)的。
而在用戶(hù)配電系統(tǒng)中,大多數(shù)沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的電力自動(dòng)化和電力調(diào)度部門(mén),對(duì)能量的最優(yōu)負(fù)責(zé),自然談不上需求和使用。甚至大多數(shù)電力用戶(hù)連能源消耗的數(shù)字化都不關(guān)心。
與其研發(fā)高大上的虛擬電廠(chǎng)或者微電網(wǎng)控制系統(tǒng),需要先培養(yǎng)起用戶(hù)的專(zhuān)業(yè)管理意識(shí)和管理水平,還是管理不足的問(wèn)題。
虛擬電廠(chǎng)的第四層次:可控
控制的前提是分析,能分析出控制策略和控制的目標(biāo)參數(shù)。
控制的結(jié)果是產(chǎn)生實(shí)際的價(jià)值,無(wú)奈論是虛擬電廠(chǎng)的交易,還是怎么和用戶(hù)分成,本質(zhì)還要回到可管理層面。
控制不能脫離前面的層級(jí)存在。
前幾年,電網(wǎng)企業(yè)信心滿(mǎn)滿(mǎn),以“負(fù)荷控制終端”或者“需求響應(yīng)系統(tǒng)”的名義,在用戶(hù)負(fù)荷設(shè)備上安裝了很多控制器,然后接入“虛擬電廠(chǎng)平臺(tái)”,對(duì)外宣布具備了多少多少M(fèi)W的控制能力。
實(shí)際上這些設(shè)備的利用率,用戶(hù)的響應(yīng)度都很低,因?yàn)樗皇莻€(gè)單純技術(shù)問(wèn)題,而是一個(gè)管理價(jià)值的閉環(huán)問(wèn)題。
至于怎么控,有多少技術(shù)含量,那也是和管理有關(guān)的,曾經(jīng)我問(wèn)過(guò)某個(gè)參與虛擬電廠(chǎng)交易,并且聚集了一定能力的負(fù)荷集成商(也是一個(gè)商業(yè)物業(yè)集團(tuán)的運(yùn)營(yíng)中心),你們一般怎么參與日前的需求響應(yīng),建立這種控制能力的?
能源運(yùn)營(yíng)中心主任喝了口水,露出樸實(shí)無(wú)華的笑容說(shuō):
給空調(diào)操作工打電話(huà),要降低多少負(fù)荷,又給客戶(hù)合適的溫度,他們心里有數(shù)。
然后他又補(bǔ)充了一句:
需求響應(yīng)的補(bǔ)貼拿到以后,給他們發(fā)點(diǎn)獎(jiǎng)金就積極了。
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總結(jié)一下
目前制約虛擬電廠(chǎng)發(fā)展的,除了電力市場(chǎng)機(jī)制不夠成熟,更重要的是負(fù)荷側(cè)的數(shù)字化水平較低,其背后是企業(yè)電力能源的運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平普遍較低,在可管理層面上并未促進(jìn)數(shù)字化落地。
所以需要從政策、技術(shù)、第三方服務(wù)等多個(gè)方面,推動(dòng)企業(yè)能源管理,尤其是能源運(yùn)營(yíng)管理的專(zhuān)業(yè)化和數(shù)字化,才能真正推動(dòng)虛擬電廠(chǎng)在負(fù)荷側(cè)的落地。