深度科普:“虚拟电厂”到底是个啥

能源双碳场 2024-03-02 15:04:39

最近一段时间,“虚拟电厂”很热。

相关科普视频、文章比比皆是。然而,有的故弄玄虚,有的词不达意,有的越说越让人迷糊。或许是大咖们不屑于做这方面的科普,也或是一知半解的伪专家声音太大——市面上关于虚拟电厂的讲解扑朔迷离,实在让人不满意。如鲠在喉、不吐不快,本文就要好好说一下虚拟电厂。

虚拟电厂,听上去玄乎,其实简单易懂,只需要一个例子就够了。

这个例子就是滴滴平台。滴滴自己不拥有车,却能随时调用车辆资源,满足乘客们的用车需求。同理,虚拟电厂不拥有电,但能够调用各类电力资源,为用户(即电网)供电,满足用电需求。

简单来说,电厂是生产电的工厂,在人们用电多的时候多生产电,反之少生产。虚拟电厂,之所以“虚拟”,就是因为它跟普通电厂具备一样的功能,实现方式却有不同。

不同是什么?如前所述,虚拟电厂不拥有电,本质上它是一套智能管理系统,拥有调用各种电力资源的能力。如同滴滴平台自己没有车,而是有调用车辆的能力。

这样的能力从何而来?就像滴滴聚合了数以百万计的车辆,虚拟电厂聚集大量电力资源,包括储能、充电桩、光伏电站、空调等。这些设备,或生产、或储存、或消耗电力,虚拟电厂具备调用这些电的权力。恰如打车时,我们拥有车辆使用权,而非所有权。

再看这些电力资源是如何构成虚拟电厂的:首先需要一个虚拟电厂建设方牵头推进,并购买相关设备(硬件)、提供管理系统(软件)。之后,由构建方与储能、充电桩、光伏电站、空调等电力资源的所有者签订合同,就像滴滴与司机签订相关协议一样。一个由虚拟电厂和电力资源共同搭建的“智能管理管理平台”,即虚拟电厂。

能联社制图

与滴滴调度车辆类似,虚拟电厂可调度各类电力设备及资源。例如,储能就像一节“大电池”,电网需要电时,虚拟电厂即可控制数量众多的储能设备为电网充电,就像用充电宝为手机充电。再如,用电高峰时段,让电动车主暂停充电,等待其他时段再充,这就实现了错峰使用充电桩,进而起到很好的节电作用。

其中也有不同。滴滴可满足人们的用车需求,乘客千千万万,数量庞大;虚拟电厂则是满足电网企业购电需求。换句话说,后者客户只有电网公司,并不针对广大电力用户。

接着就要说到,虚拟电厂为何越来越重要,并吸引大量资本不断涌入?这好比是高铁和绿皮车,或者扫码支付和现金支付的关系——二者的科技含金量和便利程度有巨大差别。虚拟电厂作为一种更先进的生产力,可提供更经济、更高效的电力供需解决方案,能够更物美价廉地为电网公司供电。相比过去在路边招手打出租车,滴滴叫车简直方便太多了。在电力市场中,虚拟电厂就到了这样的作用。更灵活高效地供电,发展潜力巨大,自然受到资本青睐。

更重要是,像滴滴平台给很多人提供了收益来源一样,虚拟电厂也让海量电力设备获得了新的赚钱机会。

在我国不少地区,现实行“不同时间段收取不同用电价格”制度。比如,有地方0点—6点的电价是0.3元/度,6点—9点是0.6元/度,10点—14点则是1元/度。在不同时间段,价格相差巨大。企业如若购买了储能设备,在电价低的时段买电储存,放到10点—14点时用电,相当于赚了0.7元/度的差价。

而电网在急需用电时,每度电价格高达3元、甚至5元。这时候,储能设备完全可以将储存的电力以这一高价卖给电网,赚取可观收入。没有虚拟电厂时,上述行动是无法实现的——就像没有滴滴时,不但乘客打车不便,很多司机也只能冒险拉黑车赚钱——虚拟电厂扮演着电力供需市场的有效调解者,让更多资源得到高效调用。这些被盘活的资源,也因发挥了巨大价值而能获得更高收入。

变化不止于此。对于整个电力系统而言,要想满足日益增长的用电需求,按照过去的方法,就需建设更多电厂、发更多电。尤其是为满足高峰时段用电,如果说建设更多燃煤电厂来满足需求,高峰过后,这些电厂就只能少发、甚至不发电。事实上,这样做经济性是相对较差的。因为即便少发、不发电,电厂仍需支付员工工资、设备维护检修成本等。如今有了虚拟电厂,电力系统可将用电高峰的用电量降下来。例如,使用储能设备的电等,这样一来,无需投入大量资金建设“只在用电高峰时段发电”的燃煤发电厂,节约了投资。

当然,虚拟电厂也是需要投入的,但其投入规模只相当于建设燃煤电厂的1/7左右。这就好比是节能灯,虽然也要花钱买,但省出来的电费比买灯划算得多。就像当时节能灯的大规模普及需要时间,虚拟电厂的发展也将有一定过程,但其发展趋势是毋庸置疑的,也是势不可挡的。

总之,无论对企业还是整个电力系统来说,建设虚拟电厂更加经济可行,这也是虚拟电厂被称为“未来电力系统制高点”的最直接原因。

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