在8月28日舉辦的“車電互聯(lián)與虛擬電廠”分論壇上，廣東電網(wǎng)調(diào)度中心創(chuàng)新管理部創(chuàng)新規(guī)劃主管曾凱文作了“虛擬電廠的電網(wǎng)應用場景探討”主題報告。
曾凱文：感謝大家，今天跟大家探討一下虛擬電廠的電網(wǎng)應用場景探討。
今天主要講三方面，首先回顧一下虛擬電廠應用現(xiàn)狀，包括虛擬電廠的技術(shù)和場景應用，最后分享一下虛擬電廠未來發(fā)展的思考。
虛擬電廠其實在很早之前，就已經(jīng)提出來了，應該是在1977年就提出來虛擬公共設施的概念，那么現(xiàn)在隨著我們經(jīng)濟的發(fā)展，還有我們電網(wǎng)的大規(guī)模發(fā)展，集中式發(fā)電發(fā)展其實是受到一些瓶頸的，這個瓶頸就是環(huán)境污染，集中電源的用地各方面的約束，現(xiàn)在我們分布式能源現(xiàn)在大規(guī)模發(fā)展，分布式能源的發(fā)展它的一些特點就是容量小，然后地域分散、數(shù)量又大，然后接入電網(wǎng)是通過配網(wǎng)接入的，這個慢慢改變了我們傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以前我們是集中式的結(jié)構(gòu)，未來慢慢變成這種分布式的電力結(jié)構(gòu)。這給電網(wǎng)的運行和運營，帶來了很多的挑戰(zhàn)。
另外，虛擬電廠另外的發(fā)展，就是真正的驅(qū)動促進，實際上是電網(wǎng)里面的具體的一些需求受到了一些限制之后，我們就會想著去改變，以廣東為例，在電力供應大背景下，其實還是存在著一些經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，我們負荷密度高，內(nèi)部電力不足，又存在著電力系統(tǒng)、電力項目增益困難，很難去協(xié)調(diào)解決的一些問題。
所以這時候我們也是應對電力側(cè)沒法解決，我們只能通過負荷側(cè)去尋求一些方案和思路。
一直以來電力系統(tǒng)只管發(fā)電不管用電，用電是粗放型的管理,真正意義上的用電調(diào)度是沒有去研究去發(fā)展的。然后這樣就導致了，其實現(xiàn)在我們電網(wǎng)的負荷特性優(yōu)化空間是非常大的，整體社會能耗結(jié)構(gòu)也是有待改進的，以廣東為例，廣東的負荷特性，現(xiàn)在來說應該是三峰三谷，我們做了一個統(tǒng)計，把它負荷持續(xù)小時數(shù)進行了統(tǒng)計，廣東將近一千萬，全年累計下來，持續(xù)時間其實只有十天，那就相當于我在廣東建了十臺百萬機組，應對十天，常年就閑置下來了。
但是我們通過虛擬電廠建下來了，實際上社會效益是非常巨大的另外廣東遇到的在電網(wǎng)運行當中的調(diào)控困難，我們看到這個是廣東電網(wǎng)的典型的年負荷特性曲線，我們可以看到在早上8點的時候和中午12點的時候，是急速上升和下降的時候，我們看到這個時段是非常難過的，全省的發(fā)電機組，滿出力在那里，在爬升的時候，機組側(cè)、發(fā)電側(cè)能力，跟不上負荷側(cè)的爬坡能力，這個時候如果沒有控制措施，系統(tǒng)會失穩(wěn)的。
廣東有一個非常大的資源就是抽水蓄能，一般八點的時候我們開蓄能，手下有幾百萬負荷控制著，到8點開始爬坡了，我們可以把蓄能機組關(guān)停然后趕緊發(fā)電，通過這樣一個置換作用，減少蓄能的抽水負荷來抵消我們?nèi)∮秒娯摵煽焖倥郎?
這樣就會導致整體電網(wǎng)運行效率會非常低，我們蓄能都知道，蓄能的效率大概在75%左右，就是發(fā)10度電，用4度電抽水，只能發(fā)3度電。如果把蓄能電這塊通過機制手段，讓它真正運行起來，有一個市場機制良好運營，可以減少蓄能機制的使用，這樣減少下來這部分利潤是非常巨大的，每年有幾個億蓄能機制的費用在里面。
剛才說的我們這里面虛擬電廠的發(fā)展，不管是運行機制和需求，它都是非常繼續(xù)的。這里面我們調(diào)研了一下國內(nèi)和國外的情況，虛擬電廠在國外，包括北美發(fā)展比較快，這里面有差異，像北美較少使用虛擬電廠的概念，但是它的使用是更多是提需求側(cè)響應，因為虛擬電廠現(xiàn)在是一個虛擬的聚合主體，所以我們不管是需求側(cè)響應，內(nèi)涵是一致的。
然后虛擬電廠核心是兩個方面，一個就是我們的資源的聚合，然后另外一個的話，其實就是我們整體有一套強大的信息知識體系來支持我們所有資源聚合，發(fā)揮它的本來分散資源沒法發(fā)揮的整體效應。
然后美國在虛擬電廠，或者在需求側(cè)這一塊其實是走得比較前沿，而且規(guī)模是比較大的，在政策支持這里面，美國其實對于需求側(cè)響應的虛擬電廠政策支持力度也是非常大的，它是允許到需求側(cè)資源納入到虛擬電廠，這里面其實是促進了需求側(cè)資源和發(fā)電側(cè)資源互補，這里面其實也會導致一些問題在里面。
2018年的時候到PJM那里學習了半個月，那里講師就講了，這個需求側(cè)，其實在生產(chǎn)代價，相對來說比發(fā)電側(cè)成本少一些，它只有一個系統(tǒng)維護成本。當時他們給我們舉例，當時在美國這里，其實就是因為需求側(cè)資源的一個優(yōu)越性，然后它在市場里面的獲利利潤遠遠高于發(fā)電側(cè)，一些發(fā)電集團聯(lián)合的話，開始去抵制這樣的，認為這個是一個不公平的競爭。
當時好像是說，也是進行了一個起訴，發(fā)電側(cè)集團跟需求側(cè)的公司，進行了一種起訴，想去改變這樣一個現(xiàn)狀。
然后國內(nèi)的需求側(cè)，其實我們從2014年開始，我們就從這一個佛山、北京、江蘇，還有通過需求側(cè)這種邀約性的響應的試點開始，通過這一個補貼的形式，我們開始來啟動國內(nèi)的需求側(cè)響應和虛擬電廠的發(fā)展。
另外一個就是電力體制改革，電力市場的建設，其實對需求側(cè)響應和虛擬電廠發(fā)展起到非常大的促進作用的。
在國內(nèi)政策上，剛才楊老師也給我們介紹了，2017年需求管理的，國家對這個電力需求側(cè)管理辦法進行一個修正，進行了一個修編，然后從調(diào)度運行、市場運行方面提出意見。也發(fā)布了電力輔助服務補償機制的方案，給電力系統(tǒng)提供電力輔助服務。
在這個政策方面也做了一些非常大的鼓勵和引導，然后響應國家的一些政策，江蘇這一塊，國家電網(wǎng)在需求側(cè)和虛擬電廠這一塊是走得比較前列的。以江蘇為例，江蘇就是把這一個中央空調(diào)，在需求側(cè)這一塊相關(guān)的政策的要求落地，所以我個人覺得江蘇在這一塊響應得很及時，這里面工作推進，應該是國內(nèi)比較先進的，在這個示范作用目前來說，已經(jīng)是做得我覺得，個人覺得不僅是前列，而且慢慢的形成了一定的商業(yè)模式了。
然后這里面總結(jié)了一下，我們這個虛擬電廠在系統(tǒng)運營里面，不管在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)還是用戶側(cè)，其實都有了很大效益的。
電源側(cè)我們在前面的PPT里面已經(jīng)分析了，它可以減少我們電力建設項目的投資，然后提高了電力系統(tǒng)整體運行效益，然后用戶側(cè)通過引導用戶資源，來參與電網(wǎng)的運行和運營，就是把用戶側(cè)和需求側(cè)運營，參與到交易里面，本來用戶側(cè)沒法產(chǎn)生價值，通過這樣一套平臺和市場化機制，可以減少電費或者就直接獲得收益報酬。其實對于用戶側(cè)來說的話，是一個新的價值體驗。
介紹了一下虛擬電廠的應用現(xiàn)狀，另一部分介紹一下虛擬電廠的關(guān)鍵技術(shù)和應用場景。
這個關(guān)鍵技術(shù)，以廣東為例，現(xiàn)在的話廣東這邊的虛擬電廠，目前從平臺建設用戶介入，也是在大力推廣我們這里是廣東這邊的技術(shù)的體系，大概分成三層，一個是用戶介入，第二個是資源聚合整合，第三個就是電網(wǎng)省級平臺的市場交易，這一塊剛才史老師介紹的結(jié)構(gòu)大致是一樣的。
然后另外一方面就是我們系統(tǒng)的接入，需求側(cè)資源和接入，更多是通過互聯(lián)網(wǎng)接入。在這里面有一個物聯(lián)網(wǎng)平臺，另外一邊就是我們現(xiàn)在，在傳統(tǒng)的電網(wǎng)的運行控制平臺，實際上兩個平臺，中間通過一個隔離裝置，通過安全區(qū)的接入，實現(xiàn)兩套系統(tǒng)的連通。
廣東現(xiàn)在目前，其實走得步伐會慢一些，廣東目前在需求側(cè)和虛擬電廠這邊建設的大概思路是從下往上，主要是想發(fā)揮我們社會的力量，就是通過社會的資源的一個整合，然后通過電網(wǎng)公司的平臺建設，然后通過這樣的市場機制的驅(qū)動，來推進整個需求側(cè)，還有虛擬電廠的一個建設。
然后另外一個關(guān)鍵技術(shù)，我覺得很關(guān)鍵，就是我們所謂的終端技術(shù)，為什么很關(guān)鍵？就是我們需求側(cè)資源數(shù)量非常龐大，然后個體單體規(guī)模又比較小，所以就是我們沒法像集中式一樣，每一個資源，每一個設備，我們裝一個高級計量電表這樣的，如果我們到市場里面進行結(jié)算，進行出清交易，實際上我們有一套非常完善的計量體系，這套體系實際上是要到設備層面的。
所以如果說真正的虛擬電廠一套體系建設，在終端體系里面，不僅要有智能調(diào)控技術(shù)，實際上還有智能的計量技術(shù)，都是融合到終端里面的。
因為時間關(guān)系，我們這個平臺技術(shù)，還有相關(guān)技術(shù)，我們就沒展開，我們再簡單探討一下虛擬電廠在電網(wǎng)運行里面的一個應用場景。
那實際上的話，我覺得就是說，最廣泛的一個場景，應該是在用電調(diào)度，實際上不管國內(nèi)國外在用電調(diào)度方面都沒有深入發(fā)展，在用電調(diào)度里面，虛擬電廠發(fā)揮重大的作用，因為用電調(diào)度跟發(fā)電側(cè)一樣，它可以不受時間限制，例如我們剛才說的需求側(cè)響應，實際上一年場景都比較少，一年大概可能就七八次左右，就是削峰填谷，如果應用到場景里面應用就很大了，除了調(diào)用發(fā)電側(cè)資源，也可以調(diào)動需求側(cè)資源，這個的話是不確定性調(diào)用的，而且可能每天都會調(diào)用，這樣場景就很豐富。
但是這樣一個豐富場景需要的機制支撐，需要的技術(shù)支撐，會比我們簡單的削峰填谷的響應會復雜很多。
因為削峰填谷其實計量體系可以不做到設備級，我們做到園區(qū)級就可以了，像國外都有完整的方式，來實現(xiàn)最后的出清結(jié)算。但是落實到用電調(diào)度，實際上我們把控制的手段和體系要延伸到設備體系去了，相當于調(diào)度，直接調(diào)控到我們用電設備，所以這一套體系還有機制的復雜程度是非常大的。
另外一個，一個應用場景，其實這個是廣東特有的，我這里面起了一個名字叫“負荷時移”，我們廣東的負荷特點是8點的時候急速上升，廣東空調(diào)負荷占到35%，8點后大家就上班了，很多空調(diào)負荷基本上就在7點30到8點，8點的時候同步率很高，大家都在這個時候把空調(diào)打開，這個時候就導致負荷的爬坡率非常大。
我們可以通過一定的機制，整個體系建立起來，通過一些合約各方面的方式，把8點的空調(diào)負荷挪到7點半，挪到7點先開起來，空調(diào)開起來之后，我們樓宇有一定保溫作用，可能會增加能耗，但是增加成本比我們這一個應用場景下獲得收益大的話，這個就是非常具備推廣的一個應用了。
然后第三個應用，這里面提到一個調(diào)頻輔助服務，其實這里面，是一個目前來說，機制這一塊就是從市場交易機制這一塊，有一個比較堅定的基礎了，因為廣東的調(diào)頻輔助市場已經(jīng)運行了，但是用戶側(cè)資源納入到調(diào)頻輔助服務，有很大的技術(shù)難題沒有解決的，這里面簡單舉例一下，首先我的需求側(cè)資源，接到調(diào)頻輔助服務資源系統(tǒng)里面的話，是可以通過安全區(qū)接入，通過安全裝置接入，這個性能就下降非常大的，最明顯響應時間就跟不上，所以現(xiàn)在為什么需求資源沒有納入進來，就是這些技術(shù)難題沒有解決。
由于時間關(guān)系，最后我對虛擬電廠發(fā)展看法，第一，虛擬電廠發(fā)展過程中需要合理的資源定位，剛才說了虛擬電廠如果說為了建設一個虛擬電廠，參與到電網(wǎng)的輔助服務，或者參與到需求側(cè)場景服務里面，這個收益可能是收不回來的，所以我認為虛擬電廠不應該是參與電網(wǎng)的別的應用，專門做這個事，而是你手上已經(jīng)有一定資源了，有一批用戶可以遠程調(diào)控了，你再把這些用戶復用，復用完之后參與到電力系統(tǒng)的各種資源里面去，這才是真正能夠發(fā)揮到的商業(yè)價值，如果說手上沒有節(jié)能資源把用戶聚合起來只是單純參與電網(wǎng)，這個是虧本的項目。
然后第二個，虛擬電廠在發(fā)展過程當中，需要各方參與，國內(nèi)的情況其實是政府還有電網(wǎng)公司在主導推動，這里面推動效用是非常大的，但是同時，在這個推動過程中，靠著政府和電網(wǎng)公司貼錢做各種事，其實我認為不是一個長久的事情，肯定是需要各方，社會的需要資源有一個合理定位之后，大家都覺得我參不參與我增加成本不大，然后我參與之后還能更多獲利，調(diào)動全社會資源進行建設，我覺得這才是一個可持續(xù)的發(fā)展路徑。
然后第三點就是虛擬電廠的本質(zhì)應該是一個價值的整合，最重要的，首先第一點是為用戶提供高效的服務，另一點才是提供輔助服務。
第四點我覺得虛擬電廠，聚合起來，使分散式變成整體了，這樣我們可以用虛擬電廠的平臺，給用戶做智能用電的引導，所以以后我們在發(fā)展虛擬電廠的同時，我們要考慮通過這樣的平臺，科學引導用戶，使我們的能耗結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。
第五點，剛才介紹美國的時候提到，虛擬電廠發(fā)展過程中是分布式能源大規(guī)模接入的過程，也是分布式能源、新能源跟傳統(tǒng)式能源競爭的過程，這里面需要合理的市場機制和監(jiān)管措施，避免這種發(fā)展過程中，分布式能源、新能源跟傳統(tǒng)能源形成這種惡性競爭，謝謝大家。
（以上內(nèi)容根據(jù)會議速記整理，未經(jīng)嘉賓審核）
