虚拟电厂迎来发展黄金期,负荷侧数字化是一个啥样的逻辑?

能源投资喵 2023-01-16
3018 字丨阅读本文需 7 分钟

1月6日,国家能源局发布《新型电力系统发展蓝皮书(征求意见稿)》(以下简称《蓝皮书》),明确了新型电力系统具备安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合四大重要特征,以及提出新型电力系统“三步走”发展路径,即加速转型期(当前至2030年)、总体形成期(2030年至2045年)、巩固完善期(2045年至2060年)。

虚拟电厂是近期多份国家政策文件提及的重点业态,在新型能源体系构建和保障电力系统安全稳定运行中具有重要价值,国网能源研究院立足国家战略部署,瞄准研究前沿,成立“虚拟电厂攻关研究团队”,梳理国内外相关情况,就发展前景、核心技术、商业模式等关键问题思考总结,力求取得研究成果,推动各方形成共识,服务虚拟电厂融入我国能源安全和绿色低碳发展大局,实现健康快速发展。

虚拟电厂是电力数字化的一个应用方向,准确的说,是负荷侧数字化的发展方向。

所以负荷侧数字化的水平,以及今后的发展方向,决定了虚拟电厂的应用未来。

一、虚拟电厂迎来发展黄金期

基于新能源发电随机性、波动性、季节不均衡性带来的系统平衡问题,《蓝皮书》指出,新型电力系统形态由“源网荷”三要素向“源网荷储”四要素转变。

华西证券认为,新型电力系统在推行“源网荷储”协同互动中,首先是要最大化调动/发挥负荷侧调节响应能力,而虚拟电厂则是负荷侧的核心场景之一,兼具灵活性与经济性。据其测算,预计2025年虚拟电厂的运营市场规模将达到近千亿元,2030年将超过4500亿元。

据悉,现阶段,从技术层面看,虚拟电厂是一套数字化智能分析系统,通过先进的信息通信和监测控制技术,实现海量分布式能源信息采集、数据分析与聚合优化控制。从业务看,虚拟电厂是一套完善可持续的商业模式,通过聚合海量分布式能源,参与电力市场,辅助电网平抑波动、稳定供需。

此外《蓝皮书》提出,未来以分布式智能电网为方向的新型配电系统形态逐步成熟,就地就近消纳新能源,形成“分布式”与“大电网”兼容并存的电网格局。

有新能源电企对《证券日报》记者表示,分布式智能电网与虚拟电厂都有对电源、储能、可控负荷的调控能力,同时虚拟电厂本身还是智能电网的一部分。不过智能电网是从(配)电网的角度,将所辖区域的“源网荷储”四个维度内容全部包括在内,虚拟电场虽然也会不同程度接入电源、储能、可控负荷的设备和系统,但单体容量相对较小,而且调控目标以节能经济性、可调裕度及参与电网辅助服务为目标。

“同样,分布式智能电网也需适应高比例新能源并网条件下‘源网荷储’‘多向互动’的灵活变化,”上述新能源电企表示,伴随大规模新能源和分布式能源接入,对电力系统的灵活调动及新能源功能等方面预测要求需求提升,预计市场需求逐步旺盛的大趋势下,在预测、储能、交易、智能电网服务等各环节将形成多个服务厂家竞争的局面。

二、负荷侧数字化水平很低

从电力的专业环节上,我们分为“发电、输电、配电、用电”几个环节(还包括调度、市场等)。

这里有个概念是交叉的,即物理的配电网,和配电专业,并不完全一致。

对电网来说,配电专业管辖的是公共配电网,而公共配电网只是物理配电网络的一部分。

对物理配电网来说,用电环节包含对用户配电网(微电网)、以及连接在电网最末端的各类资源(比如负荷、分布式发电、分布式储能)的管理。

从电力数字化的水平来看,电网数字化的水平最高,国网从2006年的SG186“智能电网”工程开始,每年在自动化、信息化领域百亿级别的投资,大幅度提升了数字化水平,南网也不遑多让。

发电数字化水平其次,这些年各大发电集团在“智慧电厂”的趋势下,也大幅提升了发电领域的数字化水平。

但是电力用户的负荷侧数字化,一直处于非常低的水平。

管理的基础是数字化,负荷侧低水平的数字化,已经成为虚拟电厂发展的最大制约之一。

虚拟电厂是对分散式电力资源管理,这些管理包括:汇聚、抽象、调控、交互。

虚拟电厂所管理的,绝大多数是负荷侧的资源,这些资源分布在配电网的最末端。当用户配电(微)网的数字化和管理水平很低时,自然对末端资源的管理水平也很低。

大多数用户配电网(在很多用户意识里,那都不是配电网)的管理和数字化水平,落后于上一级(公共配电网)20年以上。

虽然都是配电网,差距就是这么大。这种差距,对公共配电网的管理也带来很多困扰,比如用户内部故障,继电保护装置越级跳(用户配电保护装置不动作,电网保护装置动作)。

三、目前不能靠虚拟电厂提升负荷侧数字化水平

紧接着的问题就是,谁来提升用户配电网的数字化水平,是不是靠虚拟电厂的这些第三方就可以?

但是这里又带来另一个悖论:虚拟电厂目前是无法持续盈利的,甚至虚拟电厂目前的这些盈利,无法弥补负荷侧数字化的投入。

如果财务上单独核算,目前绝大多数虚拟电厂项目是亏损运行的。

这些项目之所以能成立,有的是因为电网企业作为试点项目,不计成本的投入(当然,其实也计,一部分计入了输配电价,另一部分是电力交易中心的交易盈余);有的是发电企业在光伏、储能投资中,包含了负荷侧数字化部分投资;有的是售电业务前期承担了负荷侧数字化投入,然后把需求响应补贴作为边际收益等。

虚拟电厂大规模推广之前,需要建立负荷侧数字化的商业模式,而不是等着虚拟电厂这个商业逻辑成立,再去做负荷侧的数字化。

这就有点像:在美团、拼多多商业模式成立以前,智能手机已经商业自洽了,卖智能手机已经可以赚钱了。

否则让拼多多去送智能手机,那拼多多的商业模式肯定是不成立的。

四、负荷侧数字化,无法单独衡量收益

经常有光伏投资方面的朋友问:一个用户的能源数字化项目,ROI怎么算?是不是可以用节能量去算投资回报?

在实际项目中,大量的分布式光伏项目(工商业),以“目录电价”为基准,计算光伏售电价格折扣,形成一种变相的效益分享型合同能源管理模式,与用户签订光伏售电合同。

所以他们自然认为负荷侧能源数字化投资是不是也带有这种属性。

我的回答是:即使是工商业分布式光伏,目前已经取消目录电价,现货市场的出清价格也呈现波动频繁、峰谷价差拉大的趋势,未来不存在锚定价格,怎么计算固定收益率。

光伏尚且如此,面对负荷随生产订单变化,订单跟随行业景气度、客户需求度不断变动,负荷侧数字化的节能效益很难明确计算,怎么算ROI?

甚至ROI这个概念都不能用于负荷侧数字化和虚拟电厂,因为ROI更多的是一种“固定资产投资”的经济价值计算方式。

负荷侧数字化和虚拟电厂,本质上是一种“企业服务”,而非资产投资。

而目前积极投入“虚拟电厂”业务的,自认为有先天优势的发电企业们,正是用“建电厂”的,大干快上的投资逻辑,去理解“软服务”的虚拟电厂。

当对一个事物发展的底层逻辑,认知出现偏差,这个事物的发展也一定会一地鸡毛。

五、负荷侧数字化,本质是管理意识提升

负荷侧数字化水平为什么这么低?个人认为是负荷侧的企业,能源管理水平较低导致的。

在实际项目中,我们见过很多负荷侧数字化工具,只是作为建设项目的一部分,在验收以后就没有发挥作用。

为什么工商企业的能源管理水平较低?这是因为过去处于高速增长阶段,企业更多的关心主营业务的发展,不会关注作为辅助业务的“企业能源管理”,是否产生管理价值,说白了就是能保证企业正常生产就好。

用电企业的能源管理意识水平,决定了负荷侧数字化水平,最终决定了虚拟电厂能否落地,并持续前进。

从目前来看,需要进一步通过政策影响(比如需求响应、能源双控、碳排放约束),市场价格信号,以及专业的能源服务等综合手段,去推动企业建立这种意识,并且通过数字化和管理,产生可见价值。

因此虚拟电厂的推动,不是靠简单投入数字化项目,也不是靠单纯的光伏、储能、售电、节能,而是一种企业管理提升,更类似企业财务优化或者ERP流程优化。

负荷侧数字化,其实只是财务管理软件或者ERP软件,现在多数的企业不会问“投资一个ERP,ROI是多少”这样的问题了。

国家为了提升能源消费侧的绿色能效水平,无论是以前的节能服务、再到分布式光储建设、微电网与多能互补等,一直在出台相关政策,但始终落入“项目投资”的模式,这是与能源行业长期以“基建思维”为主导分不开的。

当一个行业进入中低速增长期,原有的建设思维必须转换为运营思维和管理思维,这时候才是数字化的最佳机会。

房地产行业从“卖房子”变成“自持物业运营”,将迎来房地产管理数字化的高峰。

负荷侧也是一样的逻辑,虚拟电厂的深刻意义,也在于此。

文章来源: 能投委 ,证券日报,能源杂志

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