中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著高比例可再生能源的并網(wǎng)，需要更為靈活的負(fù)荷側(cè)資源，以虛擬電廠的形式參與電網(wǎng)互動(dòng)，來確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。
這是虛擬電廠未來的確定性價(jià)值。
用經(jīng)濟(jì)學(xué)的概念來看，大量可再生能源并網(wǎng)，是電力系統(tǒng)的波動(dòng)性風(fēng)險(xiǎn)敞口，要對(duì)沖這些風(fēng)險(xiǎn)，需要有相應(yīng)的手段，這種手段并非單一的，比如火電靈活性改造、源側(cè)集中式儲(chǔ)能、網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能等。
但是與可再生能源的高增長(zhǎng)、高規(guī)模相比，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。所以在技術(shù)上需要挖掘負(fù)荷側(cè)的所有彈性資源，可能這是最大規(guī)模、最有效的對(duì)沖手段。
當(dāng)然上面說的只是技術(shù)性問題，還涉及到經(jīng)濟(jì)性問題——誰(shuí)來為風(fēng)險(xiǎn)買單？目前主要的買單者還是電網(wǎng)，電網(wǎng)只是風(fēng)險(xiǎn)的被動(dòng)接受者，從自身的穩(wěn)定角度去付費(fèi)。
但是電網(wǎng)并非綠色電力的全部受益者，那么這個(gè)受益者到底如何界定？氣候變化是一種巨大的外部性，這種外部性的損失與收益，如何變成每個(gè)主體可以為之付費(fèi)的明確的權(quán)益？
這都不是電力行業(yè)能解決的問題。甚至不是碳市場(chǎng)能解決的問題。
所以，虛擬電廠就是在這種多重視角下，慢慢發(fā)展起來的一個(gè)物種。
就未來3-5年而言，虛擬電廠在中國(guó)，至少需要過三道關(guān)。
技術(shù)關(guān)
過去的電網(wǎng)，源-網(wǎng)-荷界限分明，有功潮流是單向的，大量的集中式電源（火電、水電、核電）具備強(qiáng)大的可控調(diào)節(jié)能力，所以電網(wǎng)是一種“自上而下”的計(jì)劃-運(yùn)行的方式，用發(fā)用電計(jì)劃去平衡。
未來的電網(wǎng)，是界限較為模糊的，源側(cè)大量風(fēng)光并網(wǎng)，需要配置儲(chǔ)能、并由傳統(tǒng)電源提供運(yùn)行支撐。所以某種程度上，電源也成為一種負(fù)荷。
而電網(wǎng)的另一端，在配網(wǎng)及負(fù)荷側(cè)，大量的分布式電源、分布式儲(chǔ)能、與靈活性負(fù)荷結(jié)合，每個(gè)用戶電力系統(tǒng)都變成了納電網(wǎng)，納電網(wǎng)組成微電網(wǎng)，都是一個(gè)個(gè)自平衡的功率單元，在末端實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時(shí)的平衡（光伏出力的波動(dòng)、負(fù)荷的波動(dòng)），微電網(wǎng)與大電網(wǎng)采用“并網(wǎng)-雙向潮流-弱交換”的模式。
這種平衡與交換機(jī)制，脫離于現(xiàn)有的電網(wǎng)調(diào)度體系之外，是一種：
“自下而上”的，非計(jì)劃的，復(fù)雜自適應(yīng)的體系。
這對(duì)大電網(wǎng)、配電網(wǎng)、微電網(wǎng)（乃至納電網(wǎng)）來說，在技術(shù)架構(gòu)和管理體系上，將是一種完全的重構(gòu)。
打個(gè)不恰當(dāng)?shù)谋扔鳎哼^去的電網(wǎng)，類似鐵路的運(yùn)行方式，每輛列車的起點(diǎn)、終點(diǎn)、現(xiàn)在的位置、方向、速度以及運(yùn)載的客貨信息，都是由鐵路調(diào)度中心管理，提前計(jì)劃，實(shí)時(shí)監(jiān)控，調(diào)度員每一個(gè)命令，任何列車都必須無(wú)條件服從。
未來的電網(wǎng)，是一輛輛無(wú)人駕駛的汽車，連接到地面道路上（包括高速-對(duì)應(yīng)輸電網(wǎng)、城市快速路-對(duì)應(yīng)城市配電網(wǎng)、城市普通路-對(duì)應(yīng)中低壓配電網(wǎng)），乘客要去哪里是很難預(yù)測(cè)的，路面情況是瞬息萬(wàn)變的。這時(shí)候，鐵路的集中調(diào)度和運(yùn)行計(jì)劃管理模式是無(wú)法適應(yīng)的。
需要滴滴+無(wú)人駕駛+交通大數(shù)據(jù)，去實(shí)現(xiàn)微觀、動(dòng)態(tài)的運(yùn)力-出行需求的實(shí)時(shí)平衡。每一輛無(wú)人駕駛汽車，就是一個(gè)運(yùn)力平衡單元。
那么，每個(gè)微電網(wǎng)能否像一輛無(wú)人駕駛汽車一樣，做到有單就停，上車就走，識(shí)別乘客需求，自動(dòng)到達(dá)目的地。并且在這個(gè)基礎(chǔ)上構(gòu)建一個(gè)新的運(yùn)輸體系。
我認(rèn)為這是虛擬電廠的技術(shù)創(chuàng)新價(jià)值所在，也代表了電力行業(yè)的重大創(chuàng)新方向。
很有趣的一點(diǎn)，特斯拉的虛擬電廠，和特斯拉的無(wú)人駕駛，某種程度上的第一性原理是相通的?；蛘哒f，馬斯克可能是：
用無(wú)人駕駛的邏輯，在重構(gòu)智慧電力系統(tǒng)。
客戶關(guān)
虛擬電廠需要解決客戶接受度的問題。就像特斯拉的電動(dòng)車，要解決價(jià)格和性能的平衡，讓客戶買單。
從目前的情況來看，虛擬電廠的最常見應(yīng)用：負(fù)荷集成與響應(yīng)，客戶接受度和參與度都是很低的。
比如今年夏天電力供需缺口最大的幾天，某地啟動(dòng)了需求響應(yīng)機(jī)制，希望接入了虛擬電廠平臺(tái)的電力用戶，主動(dòng)削峰。
從實(shí)際的效果來看，主動(dòng)響應(yīng)的簽約客戶，第一天可能有30%，第二天15%，第三天不到10%。
客戶的參與度逐日下跌。
對(duì)客戶來說，保證正常生產(chǎn)用電是剛需，其次才是綠色、經(jīng)濟(jì)這些需求。
那么讓客戶少用一度電（更嚴(yán)格的說，是讓客戶1小時(shí)內(nèi)，削減1kW的負(fù)荷），需要補(bǔ)償多少錢？
2019年，安徽一度電能產(chǎn)生的GDP，是16.19元。
這就是一度電的微減成本，或者是虛擬電廠的某種邊際生產(chǎn)成本。
當(dāng)然，虛擬電廠的實(shí)際邊際生產(chǎn)成本，可能低于上述值。
因?yàn)槠髽I(yè)的用電需求剛性是完全不同的，比如每家企業(yè)有一定數(shù)量的負(fù)荷，是隨時(shí)可以中斷的，其邊際成本極低；還有一部分負(fù)荷，在提前計(jì)劃并給予一定程度的補(bǔ)償，是可以調(diào)節(jié)或者中斷的。
我們認(rèn)為，只有A類負(fù)荷，或者少量的B類負(fù)荷，其邊際生產(chǎn)成本（或者補(bǔ)償成本），大于或者等于所在地的度電產(chǎn)生單位GDP。
有一定數(shù)量的C和B類負(fù)荷（當(dāng)然也包括分布式光伏、分布式儲(chǔ)能）資源，是可以被挖掘出來，形成虛擬電廠的。
前提是，得有人去幫客戶挖掘這些資源價(jià)值，并且解決客戶信任、粘性等一系列問題。電網(wǎng)企業(yè)雖然在做這方面的工作，但是受制于體制機(jī)制，無(wú)法真正突破客戶壁壘。
需要有“負(fù)荷集成商”這個(gè)角色，但是在目前虛擬電廠盈利模式匱乏的情況下，負(fù)荷集成商寥寥無(wú)幾。更多的是售電公司、分布式光伏或分布式儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商“兼顧一下”而已。
所以更層次的問題是解決商業(yè)價(jià)值閉環(huán)的問題。
商業(yè)關(guān)
目前的需求響應(yīng)補(bǔ)貼機(jī)制，次數(shù)少、補(bǔ)貼少，只是一種“應(yīng)急機(jī)制”，以及“半市場(chǎng)”的政策性補(bǔ)貼，所以無(wú)法激活市場(chǎng)活力。
輔助服務(wù)市場(chǎng)，雖然可以形成“負(fù)荷集成參與調(diào)峰服務(wù)”的產(chǎn)品，并由電網(wǎng)集中進(jìn)行采購(gòu)，但是輔助服務(wù)市場(chǎng)目前并未與電能量市場(chǎng)完全打通，所以不少輔助服務(wù)市場(chǎng)的資金來源還是來自電力調(diào)度的安全運(yùn)行成本。
嚴(yán)格意義上，這還是一種“半市場(chǎng)”的機(jī)制。電能量市場(chǎng)的成熟度，制約了輔助服務(wù)市場(chǎng)的水平。
另一方面，作為集中式批發(fā)市場(chǎng)的一部分，輔助服務(wù)市場(chǎng)并不適合大量中小型負(fù)荷集成商（或者虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商）直接參與。
因?yàn)檩o助服務(wù)市場(chǎng)對(duì)參與者的體量（比如資源池的規(guī)模）、可調(diào)節(jié)能力（響應(yīng)速度）、技術(shù)要求（電網(wǎng)最希望的參與者是實(shí)時(shí)接受調(diào)度指令，以電廠的AGC方式參與）、商業(yè)模式（如何結(jié)算分成），都不支持大量的集成商直接進(jìn)場(chǎng)交易。
對(duì)于占市場(chǎng)主導(dǎo)地位的中小型負(fù)荷集成商，它們未來的主戰(zhàn)場(chǎng)，其實(shí)是場(chǎng)外的零售側(cè)交易。
由于未來的納電網(wǎng)-微電網(wǎng)-配電網(wǎng)-輸電網(wǎng)，是一種“自下而上”的逐級(jí)平衡模式，那么微電網(wǎng)之間、乃至一定規(guī)模的配電網(wǎng)之間（比如園區(qū)配電網(wǎng)），都需要進(jìn)行高頻、小額、快速、多對(duì)多的電力電量交易。
現(xiàn)有的，適應(yīng)“自上而下”平衡模式的，集中式的電力市場(chǎng)，在商業(yè)模式上也需要與未來“自下而上”的電力運(yùn)行技術(shù)機(jī)制，進(jìn)行適配。
所以需要一個(gè)二級(jí)的，零售側(cè)市場(chǎng)去解決。
而在目前的電力市場(chǎng)建設(shè)模式下，零售側(cè)市場(chǎng)舉步維艱，比如大家關(guān)注的“隔墻售電”，就是零售側(cè)市場(chǎng)的一種基礎(chǔ)交易模式。
當(dāng)然，這里不僅僅是建立一個(gè)市場(chǎng)，讓大家來買賣這么簡(jiǎn)單。
比如確權(quán)問題：A發(fā)的一度光伏電，怎么能確定就賣給了隔壁的B，并且B用掉了？
現(xiàn)有的配電網(wǎng)計(jì)量、監(jiān)測(cè)、控制、運(yùn)行、調(diào)度、仿真，都無(wú)法在物理意義上，徹底解決上述問題。
更不用說交易頻率小于15分鐘（高頻交易）、小額交易（最小顆粒度是1度電？還是0.0001W的負(fù)荷？），現(xiàn)有的交易技術(shù)架構(gòu)也不支持零售側(cè)業(yè)務(wù)。
可能，區(qū)塊鏈能部分解決吧。至少我們需要新的市場(chǎng)機(jī)制，以及支持市場(chǎng)的底層信任機(jī)制和交易機(jī)制去解決上述的問題。
當(dāng)然，問題就意味著創(chuàng)新的可能性。前提是保證市場(chǎng)公平、公正和公開。
總結(jié)
電網(wǎng)在高比例可再生能源并網(wǎng)后，將面臨“兩頭受堵”的局面。
一頭是集中式風(fēng)光大量并網(wǎng)帶來的大電網(wǎng)安全穩(wěn)定問題，這個(gè)可以通過輔助服務(wù)市場(chǎng)+電網(wǎng)現(xiàn)有的調(diào)度體系優(yōu)化去解決，也就是用傳統(tǒng)的技術(shù)方式+市場(chǎng)化可以解決。這是大血管的問題。
另一頭是分布式高滲透后，對(duì)配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定造成壓力，這種壓力是在毛細(xì)血管層面的，是現(xiàn)有的技術(shù)模式+市場(chǎng)無(wú)法解決的。電網(wǎng)試圖把這個(gè)問題簡(jiǎn)化為“負(fù)荷集成商參與集中式輔助服務(wù)”去解決，事實(shí)上這是不現(xiàn)實(shí)的。
因?yàn)槟銢]法用大血管手術(shù)，去解決全身毛細(xì)血管的硬化問題。
甚至在電網(wǎng)里，這都是兩個(gè)專業(yè)的問題：
虛擬電廠平臺(tái)建設(shè)，可能成為“調(diào)度部門”和“營(yíng)銷部門”的主導(dǎo)權(quán)矛盾。
而且負(fù)荷側(cè)這一頭的分布式高滲透，將從根本上改變現(xiàn)有電網(wǎng)的運(yùn)行機(jī)制，實(shí)現(xiàn)“自下而上”的逐級(jí)發(fā)用平衡，客觀上需要建立相應(yīng)的市場(chǎng)機(jī)制、技術(shù)體制去適應(yīng)。
我認(rèn)為這才是新型電力系統(tǒng)的深意，也是電網(wǎng)變革的動(dòng)力。
前景光明，路途艱辛，且行且珍惜。
