虚拟电厂，打破能源“不可能三角”

在能源转型的大背景和各国纷纷喊出碳中和目标的大环境下，三元悖论也被引入到了能源领域，能源“不可能三角”的说法被提出并受到广泛传播。

能源“不可能三角”说的是，在一个能源体系内，我们无法同时满足能源安全、清洁和低廉三个目标。通俗来讲，就是由于风、光等新能源不稳定性的存在，在我们追求大规模、高比例的清洁能源时，我们是无法做到既不提高能源价格，又能保证能源安全稳定运行的。

但是，如果我们能够找到一个载体，通过某种手段把上述三个需求进行综合协调，使效益最大化，那能源“不可能三角”便有望被打破，碳中和目标也将更具想象空间、更有现实意义。因此，载体是什么？路径又是什么？便成了能源行业全力探索的方向。

寻找抓手：新能源汽车

我们都知道，目前，全球碳减排的主要途径之一是减少燃煤电厂的使用，提高清洁能源发电占比；之二，便是减少燃油汽车的使用，提高新能源汽车保有量。

国家能源局数据显示，截至9月底，我国煤电装机占比已下降至44.8%，为11.1亿千瓦，而非化石能源装机容量已增长至12.1亿千瓦，实现了低碳清洁能源的赶超。

但是，高比例非化石能源，特别是风、光、水等不稳定电源的发展对电网安全稳定运行的威胁极大。同时，随着极端天气的频繁出现，全球范围内越来越多地发生大面积缺电事件。

为了保证能源安全稳定运行，储能，这一能够改变电“即发即用”特性的设施，被寄予厚望。

可由于储能电池原材料的限制，新能源配储的障碍已从技术转变为成本。如果新能源项目均按照现行的普遍政策要求配置20%左右的储能设施，那新能源发电的系统成本将极大地上升，能源低廉的诉求定会受到冲击。

这时，同样拥有电池，具备“储能”功能的新能源汽车便进入了大家关注的范畴。

近年来，不断有声音在探讨新能源汽车的储能特性。但是，要将大规模的新能源汽车变为可控、可调的可供给电源、可消纳负荷、可移动储能，目前，靠分散单一的充电桩来链接新能源汽车并不能完成，新能源汽车的价值也无法完全发挥出来。

实现载体：虚拟电厂

公安部数据显示，到今年9月，我国新能源汽车的保有量已超过1000万台。经预测，到2025年，这一数据还将翻5倍，达到5000万台之多。并且，新能源汽车的车主在购买整车时支付的费用就已经包含了电池。

将新能源汽车当做移动储能设施接入电网，电力系统的储能成本将大大降低，甚至趋近为零。面对如此大的保有量预测规模和成本优势，在理论上，新能源汽车早已被视为一块巨大的海绵可供电网调节电能。

实则，在国内外，已有企业借助于虚拟电厂平台对新能源汽车进行调度，满足电网调控的需求并获得收益。

21世纪初，随着德国、英国等地分布式能源、新能源的兴起，虚拟电厂就已作为电源协调管理系统发挥聚合和协调优化的作用。如今，随着我国分布式能源和储能系统的发展以及构建新型电力目标的提出，虚拟电厂也在我国逐渐受到重视并进行实践。

虚拟电厂的本质是新型电力系统灵活调节资源的有效补充。它可以通过先进的调度控制技术和信息通信技术将不同空间的可调负荷、储能、微电网、电动汽车、分布式电源聚合起来，实现更为灵活、安全的调度管理。新能源汽车这些小而分散的设备，通过虚拟电厂的统一控制管理，便能实现与电网的整体调度与运行优化，成为良好的可调资源。

发展路径：充电网+微电网+储能网

在2014年成立，并率先进入电动汽车充电领域的特来电新能源股份有限公司（以下简称“特来电”），经过多年的创新实践和对行业的发展理解，重塑了传统充电桩理念，致力于研发物联网、车联网、互联网三网融合的大数据生态充电网，并将充电网划分为三个时代。

他们认为，充电网的第一个时代是“充”的时代，“充”的时代以桩为代表，仅满足充电的需求，这个时代将在2025年走向终结。充电网的第二个时代是“电”的时代，这个时代在新能源汽车保有量达到1000万台的时候便能开启，代表是建成虚拟电厂运营平台。充电网的的第三个时代是“网”的时代，这个时代在新能源汽车保有量超过5000万台时将会到来，那时，“网”的时代将以站和终端作为链路，深度链接着车、人和网。

10月29日，特来电2022充电网新技术新产品发布会召开，特锐德 特来电董事长于德翔表示，“充电网正式开启‘电时代’，以‘充电网+微电网+储能网’为载体的虚拟电厂平台的发布，将深度融合新能源发电和新能源汽车，能够辅助电网高效调峰，是实现碳中和的有效路径。”

特锐德 特来电董事长于德翔

具体来说，一方面，随着大规模新能源汽车的应用，通过充电网链接规模化新能源汽车，利用新能源汽车大部分的停泊时间，可把弃风、弃光、弃水的绿电充到新能源汽车里，满足新能源发电的波动实时调整用电需求，最大限度消纳可再生能源。

另一方面，目前，新能源汽车的使用电能大比例来自于燃煤发电，所以无法从源头解决碳排放的问题。特来电还在充电网的基础上，设计开发出光储充放的新能源微电网系统，实现“新能源车充新能源电”。

此外，把大规模新能源汽车的电池链接成巨大的储能网，通过充、储、放、调实现大规模新能源上网，打破新能源消纳痛点。同时，充电站也是电动汽车退役电池梯次利用的最佳场景。直接使用电动汽车和退役的整体电池包，不做内部改动，就近接入充电网发挥储能价值，能够实现动力电池的最大化价值利用。

充电网通过有效聚合电动汽车移动储能及梯次利用固定储能电池，形成超大规模储能网，构成虚拟电厂参与电网互动和调度。为此，特来电还发布了充电型微电网创新产品、梯次电池储能技术创新产品和驻地站“特惠充”创新产品三大产品，以打造新型电力系统中最关键的灵活性资源。

可以给公交车快速充电的智能柔性充电弓

小区共享充电站

应用于重卡的智能柔性充电机器人

商业模式：能源增值

根据特来电的发展路径，特来电构建以“充电网、微电网、储能网”为载体的用户侧虚拟电厂，支持充放电和光伏、储能等分布式资源的高效聚合优化，完成和多个网、省、地级调控中心的对接互通，基于有序充电、低谷充电、高峰卖电、微网光伏、梯次储能、车网互动等丰富的应用场景，实现能源增值业务。

北极星电力网获悉，在充电网方面，根据特来电发展战略，到2030年，充电网年充电量将达到1000亿kWh，减碳4200万吨。

在微电网方面，特来电充电网已实现接入分布式光伏装机容量6MW，消纳绿电近4亿kWh，参与系统调峰辅助服务近200万kWh。面向2030年，特来电将有效利用充电网资源，预计可集成分布式光伏等新能源装机能力达到5GW，结合开放的电力交易，预计可实现大部分充新能源电或低谷电，有效降低全社会交通运输成本，根据现有调峰数据预测，每年可参与调峰辅助服务的电量超过50亿kWh以上。

在储能网方面，截止目前，特来电充电网理论上具备提供超过1GW的可调负荷。基于特来电发展战略，到2030年，充电网可提供超过15GW的可调负荷和每年超过50亿kWh的储能潜力，可梯次利用超过10GWh的退役动力电池。

为了给“增值”上一道保护网，自2015年开始，特来电还利用充电网体系，创新性地打通车辆BMS和充电桩CMS，通过大数据将防护、预警延伸到时间轴和空间轴，系统性建立了基于新能源汽车充电网的在线检测和大数据分析的两层安全防护技术体系。使得充电过程及安全隐患可监视、可预警、可控制、可追溯，利用充电网技术解决了世界性烧车难题。

中国电力企业联合会副秘书长兼标准化管理中心主任刘永东表示，在电力市场的建设过程中，新能源汽车和电网的互动变得越来越重要，前景也越来越广阔。构建以“充电网、微电网、储能网”为载体的虚拟电厂，不仅能够通过新能源汽车实现绿电开发利用，还能为电力系统提供可靠的支撑和灵活性资源，叠加趋近于零的储能成本和无限的增值可能，能源“不可能三角”有望被打破。

来源：北极星储能网 作者：铮铮