淺談虛擬電廠與企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化建設(shè)

       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，每年在自動化、信息化領(lǐng)域百億級別的投資，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，自然對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（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)裝置越級跳（用戶配電保護(hù)裝置不動作，電網(wǎng)保護(hù)裝置動作）。

       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，無法彌補負(fù)荷側(cè)數(shù)字化的投入。

        如果財務(wù)上單獨核算，目前絕大多數(shù)虛擬電廠項目是虧損運行的。

        這些項目之所以能成立，有的是因為電網(wǎng)企業(yè)作為試點項目，不計成本的投入（當(dāng)然，其實也計，一部分計入了輸配電價，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商業(yè)邏輯成立，再去做負(fù)荷側(cè)的數(shù)字化。

       這就有點像：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zhuan錢了。

       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。

       經(jīng)常有光伏投資方面的朋友問：一個用戶的能源數(shù)字化項目，ROI怎么算？是不是可以用節(jié)能量去算投資回報？

       在實際項目中，大量的分布式光伏項目（工商業(yè)），以“目錄電價"為基準(zhǔn)，計算光伏售電價格折扣，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，現(xiàn)貨市場的出清價格也呈現(xiàn)波動頻繁、峰谷價差拉大的趨勢，未來不存在錨定價格，怎么計算固定收益率。

        光伏尚且如此，面對負(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，負(fù)荷側(cè)數(shù)字化的節(jié)能效益很難明確計算，怎么算ROI？

       甚至ROI這個概念都不能用于負(fù)荷側(cè)數(shù)字化和虛擬電廠，因為ROI更多的是一種“固定資產(chǎn)投資"的經(jīng)濟(jì)價值計算方式。

       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)對一個事物發(fā)展的底層邏輯，認(rèn)知出現(xiàn)偏差，這個事物的發(fā)展也一定會一地雞毛。

       負(fù)荷側(cè)數(shù)字化水平為什么這么低？個人認(rèn)為是負(fù)荷側(cè)的企業(yè)，能源管理水平較低導(dǎo)致的。

       在實際項目中，我們見過很多負(fù)荷側(cè)數(shù)字化工具，只是作為建設(shè)項目的一部分，在驗收以后就沒有發(fā)揮作用。

       為什么工商企業(yè)的能源管理水平較低？這是因為過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），市場價格信號，以及專業(yè)的能源服務(wù)等 綜合手段，去推動企業(yè)建立這種意識，并且通過數(shù)字化和管理，產(chǎn)生可見價值。

       因此虛擬電廠的推動，不是靠簡單投入數(shù)字化項目，也不是靠單純的光伏、儲能、售電、節(jié)能，而是一種企業(yè)管理提升，更類似企業(yè)財務(wù)優(yōu)化或者ERP流程優(yōu)化。

       負(fù)荷側(cè)數(shù)字化，其實只是財務(wù)管理軟件或者ERP軟件，現(xiàn)在多數(shù)的企業(yè)不會問“投資一個ERP，ROI是多少"這樣的問題了。

國家為了提升能源消費側(cè)的綠色能效水平，無論是以前的節(jié)能服務(wù)、再到分布式光儲建設(shè)、微電網(wǎng)與多能互補等，一直在出 臺相關(guān)政策，但始終落入“項目投資"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)換為運營思維和管理思維，這時候才是數(shù)字化的*佳機(jī)會。

房地產(chǎn)行業(yè)從“賣房子"變成“自持物業(yè)運營"，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。"

       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)字化的實現(xiàn)方式及其意義。

虛擬電廠本質(zhì)上是運用能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把數(shù)以千計的企業(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)緊張等問題的同時從中獲利，這對電網(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)有比較成熟的運行機(jī)制，但是現(xiàn)階段國內(nèi)虛擬電廠真正落地的項目很少，且大多為試點項目，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。

       企業(yè)的能源管理意識決定了企業(yè)電網(wǎng)的數(shù)字化水平，有人預(yù)測接下來會有進(jìn)一步的政策（比如需求響應(yīng)、能源雙控、碳排放約束）和價格激勵機(jī)制去推動企業(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)，同時也提高企業(yè)的能源管理意識，并通過數(shù)字化的能源管理對企業(yè)產(chǎn)生價值。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)場傳感器的數(shù)據(jù)接入邊緣計算智能網(wǎng)關(guān)，每個智能網(wǎng)關(guān)可以看做是一個區(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)閾值或自動學(xué)習(xí)來執(zhí)行邏輯計算，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。

        AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)融合企業(yè)負(fù)荷側(cè)的電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計、電能質(zhì)量分析及治理、智能照明控制、主要用能設(shè)備監(jiān)控、充電樁運營管理、分布式光伏監(jiān)控、儲能管理等功能，用戶通過一個平臺即可全局、整體的對企業(yè)微電網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運維，同時滿足企業(yè)用電可靠、安全、節(jié)約、高效、有序用電要求。

       對企業(yè)35kV變電站至0.4kV配電涉及的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補償柜及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)、運行狀態(tài)、接點溫度進(jìn)行實時監(jiān)測和控制，監(jiān)測企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進(jìn)行治理，對故障及時處理并發(fā)出告警信息，提高企業(yè)供電可靠性。

       監(jiān)測企業(yè)微電網(wǎng)充電樁的運行狀態(tài)，提供充電樁收費管理和狀態(tài)監(jiān)測功能，并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷率變化和虛擬電廠的調(diào)度指令調(diào)節(jié)充電樁的充電功率，使企業(yè)微電網(wǎng)穩(wěn)定安全運行。