“虛擬電廠是電力數(shù)字化的一個(gè)應(yīng)用方向,,準(zhǔn)確的說,,是負(fù)荷側(cè)數(shù)字化的發(fā)展方向。所以負(fù)荷側(cè)數(shù)字化的水平,以及今后的發(fā)展方向,,決定了虛擬電廠的應(yīng)用未來,。
從電力的專業(yè)環(huán)節(jié)上,,我們分為“發(fā)電,、輸電、配電,、用電"幾個(gè)環(huán)節(jié)(還包括調(diào)度、市場等),。
對(duì)電網(wǎng)來說,配電專業(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(duì)物理配電網(wǎng)來說,用電環(huán)節(jié)包含對(duì)用戶配電網(wǎng)(微電網(wǎng)),、以及連接在電網(wǎng)*末端的各類資源(比如負(fù)荷,、分布式發(fā)電、分布式儲(chǔ)能)的管理,。
從電力數(shù)字化的水平來看,,電網(wǎng)數(shù)字化的水平*高,國網(wǎng)從2006年的SG186“智能電網(wǎng)"工程開始,,每年在自動(dòng)化,、信息化領(lǐng)域百億級(jí)別的投資,大幅度提升了數(shù)字化水平,,南網(wǎng)也不遑多讓,。
發(fā)電數(shù)字化水平其次,這些年各大發(fā)電集團(tuán)在“智慧電廠"的趨勢(shì)下,,也大幅提升了發(fā)電領(lǐng)域的數(shù)字化水平,。
但是電力用戶的負(fù)荷側(cè)數(shù)字化,一直處于非常低的水平,。管理的基礎(chǔ)是數(shù)字化,,負(fù)荷側(cè)低水平的數(shù)字化,已經(jīng)成為虛擬電廠發(fā)展的*大制約之一,。虛擬電廠是對(duì)分散式電力資源管理,,這些管理包括:匯聚、抽象,、調(diào)控,、交互,。
虛擬電廠所管理的,絕大多數(shù)是負(fù)荷側(cè)的資源,,這些資源分布在配電網(wǎng)的*末端,。當(dāng)用戶配電(微)網(wǎng)的數(shù)字化和管理水平很低時(shí),自然對(duì)末端資源的管理水平也很低,。
大多數(shù)用戶配電網(wǎng)(在很多用戶意識(shí)里,,那都不是配電網(wǎng))的管理和數(shù)字化水平,落后于上一級(jí)(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(duì)公共配電網(wǎng)的管理也帶來很多困擾,,比如用戶內(nèi)部故障,繼電保護(hù)裝置越級(jí)跳(用戶配電保護(hù)裝置不動(dòng)作,,電網(wǎng)保護(hù)裝置動(dòng)作),。
二、目前不能靠虛擬電廠提升負(fù)荷側(cè)數(shù)字化水平
緊接著的問題就是,,誰來提升用戶配電網(wǎng)的數(shù)字化水平,,是不是靠虛擬電廠的這些第三方就可以?
但是這里又帶來另一個(gè)悖論:虛擬電廠目前是無法持續(xù)盈利的,,甚至虛擬電廠目前的這些盈利,,無法彌補(bǔ)負(fù)荷側(cè)數(shù)字化的投入。
如果財(cái)務(wù)上單獨(dú)核算,,目前絕大多數(shù)虛擬電廠項(xiàng)目是虧損運(yùn)行的,。
這些項(xiàng)目之所以能成立,有的是因?yàn)殡娋W(wǎng)企業(yè)作為試點(diǎn)項(xiàng)目,,不計(jì)成本的投入(當(dāng)然,,其實(shí)也計(jì),一部分計(jì)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(chǔ)能投資中,,包含了負(fù)荷側(cè)數(shù)字化部分投資,;有的是售電業(yè)務(wù)前期承擔(dān)了負(fù)荷側(cè)數(shù)字化投入,然后把需求響應(yīng)補(bǔ)貼作為邊際收益等,。
虛擬電廠大規(guī)模推廣之前,,需要建立負(fù)荷側(cè)數(shù)字化的商業(yè)模式,而不是等著虛擬電廠這個(gè)商業(yè)邏輯成立,再去做負(fù)荷側(cè)的數(shù)字化,。
這就有點(diǎn)像:在美團(tuán),、拼多多商業(yè)模式成立以前,智能手機(jī)已經(jīng)商業(yè)自洽了,。
否則讓拼多多去送智能手機(jī),,那拼多多的商業(yè)模式肯定是不成立的。
三,、負(fù)荷側(cè)數(shù)字化,,無法單獨(dú)衡量收益
經(jīng)常有光伏投資方面的朋友問:一個(gè)用戶的能源數(shù)字化項(xiàng)目,ROI怎么算,?是不是可以用節(jié)能量去算投資回報(bào),?
在實(shí)際項(xiàng)目中,大量的分布式光伏項(xiàng)目(工商業(yè)),,以“目錄電價(jià)"為基準(zhǔn),,計(jì)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,,與用戶簽訂光伏售電合同。
所以他們自然認(rèn)為負(fù)荷側(cè)能源數(shù)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(xiàn)貨市場的出清價(jià)格也呈現(xiàn)波動(dòng)頻繁,、峰谷價(jià)差拉大的趨勢(shì),,未來不存在錨定價(jià)格,怎么計(jì)算固定收益率,。
光伏尚且如此,,面對(duì)負(fù)荷隨生產(chǎn)訂單變化,訂單跟隨行業(yè)景氣度,、客戶需求度不斷變動(dòng),,負(fù)荷側(cè)數(shù)字化的節(jié)能效益很難明確計(jì)算,怎么算ROI,?
甚至ROI這個(gè)概念都不能用于負(fù)荷側(cè)數(shù)字化和虛擬電廠,,因?yàn)镽OI更多的是一種“固定資產(chǎn)投資"的經(jīng)濟(jì)價(jià)值計(jì)算方式。
負(fù)荷側(cè)數(shù)字化和虛擬電廠,,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"業(yè)務(wù)的,,自認(rèn)為有先天優(yōu)勢(shì)的發(fā)電企業(yè)們,,正是用“建電廠"的,大干快上的投資邏輯,去理解“軟服務(wù)"的虛擬電廠,。
當(dāng)對(duì)一個(gè)事物發(fā)展的底層邏輯,,認(rèn)知出現(xiàn)偏差,這個(gè)事物的發(fā)展也一定會(huì)一地雞毛,。
四,、負(fù)荷側(cè)數(shù)字化,本質(zhì)是管理意識(shí)提升
負(fù)荷側(cè)數(shù)字化水平為什么這么低,?個(gè)人認(rèn)為是負(fù)荷側(cè)的企業(yè),,能源管理水平較低導(dǎo)致的。
在實(shí)際項(xiàng)目中,,我們見過很多負(fù)荷側(cè)數(shù)字化工具,,只是作為建設(shè)項(xiàng)目的一部分,在驗(yàn)收以后就沒有發(fā)揮作用,。
為什么工商企業(yè)的能源管理水平較低,?這是因?yàn)檫^去處于高速增長階段,企業(yè)更多的關(guān)心主營業(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(shí)水平,,決定了負(fù)荷側(cè)數(shù)字化水平,*終決定了虛擬電廠能否落地,,并持續(xù)前進(jìn),。
從目前來看,需要進(jìn)一步通過政策影響(比如需求響應(yīng),、能源雙控,、碳排放約束),市場價(jià)格信號(hào),,以及專業(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(shí),并且通過數(shù)字化和管理,,產(chǎn)生可見價(jià)值,。
因此虛擬電廠的推動(dòng),不是靠簡單投入數(shù)字化項(xiàng)目,,也不是靠單純的光伏,、儲(chǔ)能、售電,、節(jié)能,,而是一種企業(yè)管理提升,,更類似企業(yè)財(cái)務(wù)優(yōu)化或者ERP流程優(yōu)化。
負(fù)荷側(cè)數(shù)字化,,其實(shí)只是財(cái)務(wù)管理軟件或者ERP軟件,,現(xiàn)在多數(shù)的企業(yè)不會(huì)問“投資一個(gè)ERP,ROI是多少"這樣的問題了,。
國家為了提升能源消費(fèi)側(cè)的綠色能效水平,,無論是以前的節(jié)能服務(wù)、再到分布式光儲(chǔ)建設(shè),、微電網(wǎng)與多能互補(bǔ)等,,一直在出 臺(tái)相關(guān)政策,但始終落入“項(xiàng)目投資"的模式,,這是與能源行業(yè)長期以“基建思維"分不開的,。
當(dāng)一個(gè)行業(yè)進(jìn)入中低速增長期,原有的建設(shè)思維轉(zhuǎn)換為運(yùn)營思維和管理思維,,這時(shí)候才是數(shù)字化的*佳機(jī)會(huì),。
房地產(chǎn)行業(yè)從“賣房子"變成“自持物業(yè)運(yùn)營",將迎來房地產(chǎn)管理數(shù)字化的高峰,。
負(fù)荷側(cè)也是一樣的邏輯,,虛擬電廠的深刻意義,也在于此,。"
1 綜述
看完文章受益頗豐,,本文主要是想結(jié)合文章探討電力用戶負(fù)荷側(cè),,也就是企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)方式及其意義,。
虛擬電廠本質(zhì)上是運(yùn)用能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),把數(shù)以千計(jì)的企業(yè)微電網(wǎng)分散的可控負(fù)荷,、充電樁,、分布式光伏、分布式儲(chǔ)能等整合起來,,變成具有一定規(guī)模,、可調(diào)節(jié)的負(fù)荷資源和發(fā)電容量,通過這個(gè)看不見的“電廠"來配合大電網(wǎng)的需求響應(yīng),,解決電網(wǎng)峰谷差大,、局部電力供應(yīng)緊張等問題的同時(shí)從中獲利,這對(duì)電網(wǎng)和用電企業(yè)是雙贏的,。今年以來,,虛擬電廠頻獲政策支持,在行業(yè)內(nèi)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,,未來在緩解供需矛盾,,提高電網(wǎng)穩(wěn)定性和靈活性上,虛擬電廠可以發(fā)揮出關(guān)鍵作用,。
虛擬電廠在國外已經(jīng)有比較成熟的運(yùn)行機(jī)制,,但是現(xiàn)階段國內(nèi)虛擬電廠真正落地的項(xiàng)目很少,且大多為試點(diǎn)項(xiàng)目,,如俞慶先生所說一方面是虛擬電廠目前無法持續(xù)盈利,;另一方面虛擬電廠的基礎(chǔ)設(shè)施,也就是數(shù)量眾多的企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化程度太低,,前期需要投入較多的資源先實(shí)現(xiàn)企業(yè)微電網(wǎng)的數(shù)字化,。企業(yè)微電網(wǎng)側(cè)低水平的數(shù)字化,已經(jīng)成為虛擬電廠發(fā)展的*大制約之一,。
2 怎么建立企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化
企業(yè)的能源管理意識(shí)決定了企業(yè)電網(wǎng)的數(shù)字化水平,,接下來會(huì)有進(jìn)一步的政策(比如需求響應(yīng)、能源雙控,、碳排放約束)和價(jià)格激勵(lì)機(jī)制去推動(dòng)企業(yè)建立微電網(wǎng)數(shù)字化,,為虛擬電廠的推廣和發(fā)展做好基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),同時(shí)也提高企業(yè)的能源管理意識(shí),,并通過數(shù)字化的能源管理對(duì)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(shù)字化呢?
企業(yè)微電網(wǎng)的數(shù)字化系統(tǒng)(EMS)包含安裝于現(xiàn)場的傳感器,、智能網(wǎng)關(guān)和微電網(wǎng)數(shù)字化軟件,。傳感器用于監(jiān)測(cè)和控制企業(yè)內(nèi)部的負(fù)荷設(shè)備和分布式發(fā)電設(shè)備(系統(tǒng)),現(xiàn)場傳感器的數(shù)據(jù)接入邊緣計(jì)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(qū)域指揮部,,采集所接傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后上傳EMS和轉(zhuǎn)發(fā)第三方系統(tǒng),網(wǎng)關(guān)可以根據(jù)預(yù)設(shè)閾值或自動(dòng)學(xué)習(xí)來執(zhí)行邏輯計(jì)算,,并執(zhí)行EMS的指令,。EMS可以看做是企業(yè)微電網(wǎng)的指揮部,根據(jù)智能網(wǎng)關(guān)上傳的數(shù)據(jù)生成各類圖表,、控制策略和分析結(jié)論,,并按照設(shè)置的權(quán)限響應(yīng)虛擬電廠的調(diào)度指令,這樣數(shù)量眾多的EMS就構(gòu)成了虛擬電廠的基礎(chǔ),,系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示,。
監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng),、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲(chǔ)能變流器(PCS)運(yùn)行,,包括運(yùn)行模式、功率控制模式,,功率,、電壓、電流,、頻率等預(yù)定值信息,、儲(chǔ)能電池充放電電壓、電流,、SOC,、溫度,根據(jù)企業(yè)峰谷特點(diǎn)和電價(jià)波動(dòng)設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略,,控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電模式,,實(shí)現(xiàn)削峰填谷,降低企業(yè)用電成本,,見圖6,。