“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(chǎng)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,賣智能手機(jī)已經(jīng)可以了。
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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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。