虛擬電廠，打破能源“不可能三角”

在能源轉(zhuǎn)型的大背景和各國紛紛喊出碳中和目標的大環(huán)境下，三元悖論也被引入到了能源領(lǐng)域，能源“不可能三角”的說法被提出并受到廣泛傳播。

能源“不可能三角”說的是，在一個能源體系內(nèi)，我們無法同時滿足能源安全、清潔和低廉三個目標。通俗來講，就是由于風(fēng)、光等新能源不穩(wěn)定性的存在，在我們追求大規(guī)模、高比例的清潔能源時，我們是無法做到既不提高能源價格，又能保證能源安全穩(wěn)定運行的。

但是，如果我們能夠找到一個載體，通過某種手段把上述三個需求進行綜合協(xié)調(diào)，使效益最大化，那能源“不可能三角”便有望被打破，碳中和目標也將更具想象空間、更有現(xiàn)實意義。因此，載體是什么？路徑又是什么？便成了能源行業(yè)全力探索的方向。

尋找抓手：新能源汽車

我們都知道，目前，全球碳減排的主要途徑之一是減少燃煤電廠的使用，提高清潔能源發(fā)電占比；之二，便是減少燃油汽車的使用，提高新能源汽車保有量。

國家能源局數(shù)據(jù)顯示，截至9月底，我國煤電裝機占比已下降至44.8%，為11.1億千瓦，而非化石能源裝機容量已增長至12.1億千瓦，實現(xiàn)了低碳清潔能源的趕超。

但是，高比例非化石能源，特別是風(fēng)、光、水等不穩(wěn)定電源的發(fā)展對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的威脅極大。同時，隨著極端天氣的頻繁出現(xiàn)，全球范圍內(nèi)越來越多地發(fā)生大面積缺電事件。

為了保證能源安全穩(wěn)定運行，儲能，這一能夠改變電“即發(fā)即用”特性的設(shè)施，被寄予厚望。

可由于儲能電池原材料的限制，新能源配儲的障礙已從技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)槌杀尽Ｈ绻�新能源項目均按照現(xiàn)行的普遍政策要求配置20%左右的儲能設(shè)施，那新能源發(fā)電的系統(tǒng)成本將極大地上升，能源低廉的訴求定會受到?jīng)_擊。

這時，同樣擁有電池，具備“儲能”功能的新能源汽車便進入了大家關(guān)注的范疇。

近年來，不斷有聲音在探討新能源汽車的儲能特性。但是，要將大規(guī)模的新能源汽車變?yōu)榭煽亍⒖烧{(diào)的可供給電源、可消納負荷、可移動儲能，目前，靠分散單一的充電樁來鏈接新能源汽車并不能完成，新能源汽車的價值也無法完全發(fā)揮出來。

實現(xiàn)載體：虛擬電廠

公安部數(shù)據(jù)顯示，到今年9月，我國新能源汽車的保有量已超過1000萬臺。經(jīng)預(yù)測，到2025年，這一數(shù)據(jù)還將翻5倍，達到5000萬臺之多。并且，新能源汽車的車主在購買整車時支付的費用就已經(jīng)包含了電池。

將新能源汽車當(dāng)做移動儲能設(shè)施接入電網(wǎng)，電力系統(tǒng)的儲能成本將大大降低，甚至趨近為零。面對如此大的保有量預(yù)測規(guī)模和成本優(yōu)勢，在理論上，新能源汽車早已被視為一塊巨大的海綿可供電網(wǎng)調(diào)節(jié)電能。

實則，在國內(nèi)外，已有企業(yè)借助于虛擬電廠平臺對新能源汽車進行調(diào)度，滿足電網(wǎng)調(diào)控的需求并獲得收益。

21世紀初，隨著德國、英國等地分布式能源、新能源的興起，虛擬電廠就已作為電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)發(fā)揮聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化的作用。如今，隨著我國分布式能源和儲能系統(tǒng)的發(fā)展以及構(gòu)建新型電力目標的提出，虛擬電廠也在我國逐漸受到重視并進行實踐。

虛擬電廠的本質(zhì)是新型電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)資源的有效補充。它可以通過先進的調(diào)度控制技術(shù)和信息通信技術(shù)將不同空間的可調(diào)負荷、儲能、微電網(wǎng)、電動汽車、分布式電源聚合起來，實現(xiàn)更為靈活、安全的調(diào)度管理。新能源汽車這些小而分散的設(shè)備，通過虛擬電廠的統(tǒng)一控制管理，便能實現(xiàn)與電網(wǎng)的整體調(diào)度與運行優(yōu)化，成為良好的可調(diào)資源。

發(fā)展路徑：充電網(wǎng)+微電網(wǎng)+儲能網(wǎng)

在2014年成立，并率先進入電動汽車充電領(lǐng)域的特來電新能源股份有限公司（以下簡稱“特來電”），經(jīng)過多年的創(chuàng)新實踐和對行業(yè)的發(fā)展理解，重塑了傳統(tǒng)充電樁理念，致力于研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合的大數(shù)據(jù)生態(tài)充電網(wǎng)，并將充電網(wǎng)劃分為三個時代。

他們認為，充電網(wǎng)的第一個時代是“充”的時代，“充”的時代以樁為代表，僅滿足充電的需求，這個時代將在2025年走向終結(jié)。充電網(wǎng)的第二個時代是“電”的時代，這個時代在新能源汽車保有量達到1000萬臺的時候便能開啟，代表是建成虛擬電廠運營平臺。充電網(wǎng)的的第三個時代是“網(wǎng)”的時代，這個時代在新能源汽車保有量超過5000萬臺時將會到來，那時，“網(wǎng)”的時代將以站和終端作為鏈路，深度鏈接著車、人和網(wǎng)。

10月29日，特來電2022充電網(wǎng)新技術(shù)新產(chǎn)品發(fā)布會召開，特銳德 特來電董事長于德翔表示，“充電網(wǎng)正式開啟‘電時代’，以‘充電網(wǎng)+微電網(wǎng)+儲能網(wǎng)’為載體的虛擬電廠平臺的發(fā)布，將深度融合新能源發(fā)電和新能源汽車，能夠輔助電網(wǎng)高效調(diào)峰，是實現(xiàn)碳中和的有效路徑。”

特銳德 特來電董事長于德翔

具體來說，一方面，隨著大規(guī)模新能源汽車的應(yīng)用，通過充電網(wǎng)鏈接規(guī)�；�新能源汽車，利用新能源汽車大部分的停泊時間，可把棄風(fēng)、棄光、棄水的綠電充到新能源汽車里，滿足新能源發(fā)電的波動實時調(diào)整用電需求，最大限度消納可再生能源。

另一方面，目前，新能源汽車的使用電能大比例來自于燃煤發(fā)電，所以無法從源頭解決碳排放的問題。特來電還在充電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計開發(fā)出光儲充放的新能源微電網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)“新能源車充新能源電”。

此外，把大規(guī)模新能源汽車的電池鏈接成巨大的儲能網(wǎng)，通過充、儲、放、調(diào)實現(xiàn)大規(guī)模新能源上網(wǎng)，打破新能源消納痛點。同時，充電站也是電動汽車退役電池梯次利用的最佳場景。直接使用電動汽車和退役的整體電池包，不做內(nèi)部改動，就近接入充電網(wǎng)發(fā)揮儲能價值，能夠?qū)崿F(xiàn)動力電池的最大化價值利用。

充電網(wǎng)通過有效聚合電動汽車移動儲能及梯次利用固定儲能電池，形成超大規(guī)模儲能網(wǎng)，構(gòu)成虛擬電廠參與電網(wǎng)互動和調(diào)度。為此，特來電還發(fā)布了充電型微電網(wǎng)創(chuàng)新產(chǎn)品、梯次電池儲能技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品和駐地站“特惠充”創(chuàng)新產(chǎn)品三大產(chǎn)品，以打造新型電力系統(tǒng)中最關(guān)鍵的靈活性資源。

可以給公交車快速充電的智能柔性充電弓

小區(qū)共享充電站

應(yīng)用于重卡的智能柔性充電機器人

商業(yè)模式：能源增值

根據(jù)特來電的發(fā)展路徑，特來電構(gòu)建以“充電網(wǎng)、微電網(wǎng)、儲能網(wǎng)”為載體的用戶側(cè)虛擬電廠，支持充放電和光伏、儲能等分布式資源的高效聚合優(yōu)化，完成和多個網(wǎng)、省、地級調(diào)控中心的對接互通，基于有序充電、低谷充電、高峰賣電、微網(wǎng)光伏、梯次儲能、車網(wǎng)互動等豐富的應(yīng)用場景，實現(xiàn)能源增值業(yè)務(wù)。

北極星電力網(wǎng)獲悉，在充電網(wǎng)方面，根據(jù)特來電發(fā)展戰(zhàn)略，到2030年，充電網(wǎng)年充電量將達到1000億kWh，減碳4200萬噸。

在微電網(wǎng)方面，特來電充電網(wǎng)已實現(xiàn)接入分布式光伏裝機容量6MW，消納綠電近4億kWh，參與系統(tǒng)調(diào)峰輔助服務(wù)近200萬kWh。面向2030年，特來電將有效利用充電網(wǎng)資源，預(yù)計可集成分布式光伏等新能源裝機能力達到5GW，結(jié)合開放的電力交易，預(yù)計可實現(xiàn)大部分充新能源電或低谷電，有效降低全社會交通運輸成本，根據(jù)現(xiàn)有調(diào)峰數(shù)據(jù)預(yù)測，每年可參與調(diào)峰輔助服務(wù)的電量超過50億kWh以上。

在儲能網(wǎng)方面，截止目前，特來電充電網(wǎng)理論上具備提供超過1GW的可調(diào)負荷�；�于特來電發(fā)展戰(zhàn)略，到2030年，充電網(wǎng)可提供超過15GW的可調(diào)負荷和每年超過50億kWh的儲能潛力，可梯次利用超過10GWh的退役動力電池。

為了給“增值”上一道保護網(wǎng)，自2015年開始，特來電還利用充電網(wǎng)體系，創(chuàng)新性地打通車輛BMS和充電樁CMS，通過大數(shù)據(jù)將防護、預(yù)警延伸到時間軸和空間軸，系統(tǒng)性建立了基于新能源汽車充電網(wǎng)的在線檢測和大數(shù)據(jù)分析的兩層安全防護技術(shù)體系。使得充電過程及安全隱患可監(jiān)視、可預(yù)警、可控制、可追溯，利用充電網(wǎng)技術(shù)解決了世界性燒車難題。

中國電力企業(yè)聯(lián)合會副秘書長兼標準化管理中心主任劉永東表示，在電力市場的建設(shè)過程中，新能源汽車和電網(wǎng)的互動變得越來越重要，前景也越來越廣闊。構(gòu)建以“充電網(wǎng)、微電網(wǎng)、儲能網(wǎng)”為載體的虛擬電廠，不僅能夠通過新能源汽車實現(xiàn)綠電開發(fā)利用，還能為電力系統(tǒng)提供可靠的支撐和靈活性資源，疊加趨近于零的儲能成本和無限的增值可能，能源“不可能三角”有望被打破。

來源：北極星儲能網(wǎng) 作者：錚錚