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储能助推虚拟电厂 源网荷三方共赢

能源转型与电力市场改革的推进,我们对过去传统的电力企业与能源印象逐渐打破重建,更为低碳环保的清洁能源和更加先进创新的电力市场为我们构建了更加方便、实惠的用电场景。低碳化与数字化结合的能源转型,清洁能源占比逐步增大已经深入人心,而代表着未来技术改革的数字化概念却更为抽象,数字化体现在线上平台进行资源整合、大数据分析、实时协调等实现源网荷三方共赢,构建电力系统数字化时代。

在低碳化与数字化结合的能源转型推进中,虚拟电厂顺势而生。虚拟电厂能够整合消纳清洁能源,通过大数据分析实现发、供、用平衡,通过线上平台构建更加贴近用户的电力市场,更为灵活的手段协调源网荷三方融合,是能源转型后的低碳、先进的最佳典范。

虚拟电厂由分布式能源、可控负荷和储能系统构成,通过配套数字技术和智能控制技术,结合目前热门的区块链、人工智能、大数据等先进创新技术,实现传统电厂和更多应用场景下的功能。其中,储能系统是其关键组成部分,储能系统能够帮助虚拟电厂促进清洁能源消纳、作为负荷单位实现需求响应等功能,是虚拟电厂的核心硬件部分。

借助储能系统得以实现多样化功能的虚拟电厂,在源网荷三方都发挥着重要作用:

(1)在电源侧虚拟电厂能够整合分布式清洁能源、加快发电企业的数字化改革;

(2)在电网侧虚拟电厂能够灵活协调电网系统、对负荷进行预测分析、贴近用户实现更多商业模式的探索;

(3)在用户侧虚拟电厂能够实现用户需求,让用户更加便捷使用并参与电力市场,降低用电成本同时获取收益。

虚拟电厂加快融合源网荷三方合作的同时,与电力市场改革一起模糊了原本电力系统的发电、输配电、用电的清晰边界,在全新电力趋势下产生了三方的认知混乱,而混乱是阶梯,如何在混乱中抓住时代脉搏,尽早布局从而改变现有局势,是三方博弈的重点。其中电网企业与发电企业都是电力系统中的强势企业,混乱加剧两方之间的竞争与各自的改变创新,而用电方也在积极探索更加便捷的电力使用、更加低廉的电力价格、以及更加多样化的收益模式等等。

技术突破代表着从0到1的创造力与生产力,创建更加美好的电力时代,这并不是三方的零和游戏,探索三方博弈后的合作共赢,实现没有输家的未来电力市场。

储能与虚拟电厂

虚拟电厂的概念被提出已经有十年左右,但是从理论到实践国内主要集中在近几年,近期主要集中在冀北、上海、安徽、天津、浙江等地区。2019年年底国网国家电网公司选取冀北、上海等地开展虚拟电厂项目示范开始落地实施,取得了不错的效果。上海建成国内首个虚拟电厂已经投入运行,目前正在征集2020年“科技创新行动计划”项目,虚拟电厂可进行申报;冀北为迎接“科技冬奥”建成了虚拟电厂示范工程受到了大家关注。

其他地区也在积极推进虚拟电厂的应用,虚拟电厂经过这些年的发展,结合大数据、区块链、人工智能等先进技术创新,以及光伏、风电的平价时代到来,与储能系统成本快速下降与技术发展成熟,虚拟电厂越来越多的功能也得到了凸显:

(1)促进清洁能源的消纳、整合发电资源。虚拟电厂将发电机组、储能系统、充电桩、电动汽车、可控负荷等资源进行整合,同时通过大数据对清洁能源出力进行预测分析,从而实时平衡发、供、储、用平衡,降低弃风弃光,从而促进清洁能源的消纳与合理用电。

(2)参与电力辅助服务。虚拟电厂参与辅助服务主要体现在调峰、调频、需求响应与备用电源上,其中虚拟电厂实现的是柔性负荷控制,比起传统的需求响应资源调用更为灵活,而且调峰辅助服务不仅仅可以使得相关企业能够享受到低谷电价,还能获得调峰费用,一举多得受到了用户的欢迎。

(3)提高电能质量、保证电网平稳运行。虚拟电厂能够提高电能质量,让电能更加安全稳定地传送到用户,同时提升电网稳定运行。

(4)构建电力市场。虚拟电厂对构建电力交易市场具有积极意义,并且具有一定的尝试探索,企业与用户能够参与电力市场进行交易,提供分布式电源进行整合协调,从而获取调峰辅助服务费用,同时获取峰谷价差的收益,还能够实现贩电创收。

(5)推进能源互联网建设。虚拟电厂作为推进能源互联网建设有效手段,能源互联网战略将整合跨境资源进行调用,升级改造电网系统,整合分布式电源,在能源互联网背景下虚拟电厂将发挥出更大的作用,促进能源互联网构建。

虚拟电厂的功能强大,是硬件与软件的共同作用,其中大数据、数字技术与智能技术更多的是提供分析预测、自动调节、实时监控等控制与管理的功能,而储能的作用同样得到了充分体现,无论是促进清洁能源消纳、参与电力辅助服务、提高电能质量、保证电网稳定运行、构建电力市场平台等等功能都已经充分显现,储能的商业模式和收益都在虚拟电厂中同样得到了凸显。

虚拟电厂是储能的应用模式之一,发挥出了储能的价值与功能,同时储能也将虚拟电厂与电力系统紧密结合,带来了源网荷的创新与改革,就如同杠杆加上支点,就能够撬动整个电力系统的颠覆,带来焕然一新的新世界。

电网企业与发电企业

在虚拟电厂的布局中,电网企业抢先一步将分布式电源、电动汽车、充电桩、储能等结合起来建设示范项目,联合用户企业共同发展,通过先发优势与资源优势获取最大收益,同时在多省份进行尝试,获得更大的市场优势,占尽先机并发挥优势来拉大与发电企业的差距,以达到不战而胜的效果,是电网公司的竞争优势。

在现有的电力系统中,电网在三公调度模式掌握运行与调度权力,而虚拟电厂需要依靠灵活的调度机制进行整合协调工作,给电网企业带来的最大化的优势,趁着电力市场改革还未完成,电网企业结合贴近用户的优势,以及自身的调度权力与数据资源,最大程度上进行前瞻性布局与试错。

等到后期电力体系改革的推进,电网企业依靠先发优势与经验积累,牢牢把握能源转型与数字化进程的话语权,成为电力改革的最大获益者。

当然能源转型和电力体制改革的时代趋势中,与所有的时代浪潮一样,不变的是变化,旧的体系如同庞然大物缓慢打散,新的秩序在变化中生长,看似牢固的优势,也可能被后来者居上,技术与局势的变化带来的机遇。对于目前的现状发电企业似乎被求变创新的电网企业抛在了身后,但是全新的电力体制与虚拟电厂的应用同样带来了新的机会。

在能源转型与数字化时代的结合中,打乱了原本牢固的发—输—配—用的线状结构,在数字化的线上时代,贴近用户代表着更多的获利机会,而虚拟电厂将终端用户直接放在了发电企业的面前,避免中间商赚差价发电企业迎来了供用一体的时代。

在未来,全新的电力体制发挥效果,成熟的数字化时代,发电企业的优势将会逐步显现:

(1)电力体制改革完成后的电网电镀权力逐步收缩,清洁能源占比逐步扩大,对于发电企业来说光伏发电与风电早已经是平价时代,成本低收益高;

(2)在虚拟电厂中,发电企业可以整合所有分布式电源、集中式清洁能源与传统能源统一调度,根据现货市场的价格波动进行实时调节,获取最大收益;

(3)虚拟电厂搭配微型燃机和生物质发电单元,参与电力辅助服务,获取额外收益;

对于发电企业来说,如何打破自身局限性,根据特性发挥优势,在这场能源革命中后来者居上,在虚拟电厂的竞争中找到自身优势,是目前的重点。把握浪潮之下的时代趋势,在三方博弈中夺得资源与利润,发电企业才能到达能源转型的诗与远方。

对于用户方同样如此,完全开放、公平的电力市场体制下,用户方从一个终端消费者参与到更深入的部分,从而得到更为低廉、低碳的用电场景。三方博弈会对资源进行抢夺,这是商业运作中不可避免的部分,但是如何在竞争中成就三方共赢,构建更加安全、高效、经济的电力系统,是需要三方在竞争中保持对未来的前瞻性与大局观,才能实现的伟大目标。