“天选之子”实力几何？虚拟电厂迎峰度夏大考
发布日期：2025/6/23
夏至，炽烈如火。
一年一度的迎峰度夏又要来了，近期成都持续高温（超过35度），已经启动了尖峰电价机制。
在环境温度频频高于体温的时代，虚拟电厂的作用将持续凸显。
一、虚拟电厂的多层核心
我们知道（虚拟电厂政策篇——聚合式手段解决分布式问题），虚拟电厂是基于电力系统架构，运用现代信息通信、系统集成控制等技术，聚合分布式电源、可调节负荷、储能等各类分散资源，作为新型经营主体协同参与电力系统优化和电力市场交易的电力运行组织模式。
好吧，既然虚拟电厂是一种组织模式，那么最重要的是什么？
当然是聚合规模，即聚合足够多的可调节负荷与优质资源，尤其是分布式的、用户侧的，有了规模，才有生意。
基于此，虚拟电厂最核心的调度资源是什么？
分布式的风电光伏当然可以聚合，但这种"垃圾电"正是现在负荷矛盾的原因之一啊。
用户的可调负荷呢？只能说，连续性生产企业，用户体验为核心的商业，是不会给出太多可配合的负荷的，这个路径很难。
充电站呢？当然不错，直接关掉就行，但主管部门也意识到了，这种民生设施，还是会引发一些争议。
那剩下的就是最优质的了——储能，这个在虚拟电厂中挑起大梁的可调资源，拥有发电和负荷的双重属性，输入输出功率都可以方便灵活地调节，既不影响生产，又不影响用户体验。
对于聚合资源来说，总结一句话：核心是可预测与可控。
再进一步，各位想想，虚拟电厂最核心的业务是什么？
目前主流的为2类，需求响应和辅助服务，电力交易我们还是优先归为传统的售电公司业务（不过是现在虚拟电厂也可以有这重身份和资质而已）。
用户侧参与辅助服务目前还不成熟，规则清晰明了的就剩需求响应了。
那需求响应最核心的是什么？是基线负荷的认定和响应执行。
即你响应的对比基础是什么（基线负荷），你实际的响应量到底如何。更多参考文章：【深度闲扯】大运会与电力需求响应。
我们前面提到的最优质的资源——用户侧储能，当然可以很好的满足响应的相关要求，但有个关键的问题是，这个平时就工作在峰谷套利模式下的设备，以及将其响应能力同化在基线负荷中了。
举个简单的例子，平时峰期，用户的储能就在放电，从电网需要的负荷就已经低于了自身的实际负荷，而电网早就记录了这些数据，算出的基线负荷已经是"偏低"的了。如果需求响应的邀约时段和放电峰期重叠，你告诉我，你还能拿什么降低负荷，从而获得需求响应的补贴。
此即储能的峰谷套利与需求响应的不可兼得性，目前的规则下，除非是提出储能放电量，或者电网给储能单独计量，且放电就给需求响应的补贴。
除了这些问题，我们知道，在城市中，大部分建筑物并没有多余的空地可以放置大规模的储能，且由于安全性的考虑，储能也无法放置在地下室（室内）。
二、什么？你是说柴油机？！
可能有些朋友并不清楚，在中国的城市基础设施中，大型公共和工业建筑普遍配备备用柴油发电机，作为市电停电时和消防时的应急电源。这些柴油机通常承担消防、电梯、安防等关键负荷的保障功能。
作为备用电源的这些柴油机往往处于闲置状态，毕竟没人会考虑平时用柴油机发电，那样的成本肯定比从电网来的电更贵。
但我们只需要列出柴油机的几个特点，对比在同样的用户场景中安装储能，你就会发现其优势所在，尤其是参与需求响应这件事。
首先，对于用户来说，无论是备用柴油机还是新装的储能，都是为了获得峰期的调减负荷——即输出功率。这些备用发电机的输出功率并不小，大多在几百到几千kW的功率，对于某些场地有限的用户侧储能来说，也就是类似的规模大小了，而且还要考虑储能根本无法进场的情况。
其次，二者的成本却相差巨大，备用柴油机已经在那里了，固定成本的大头已经出了，属于闲置资产，长期不用也会有保养成本。但要获得同样的输出功率，储能所要花的代价可就要多出几倍。毕竟相比来说，备用柴油机无非是一些软硬件改造成本。
最后，也是最重要的，不会“污染”基线负荷。
前面我们说过储能的峰谷套利与需求响应的不可兼得，因为储能前期投资成本高，需要提高其利用率，不停地干活。
但是备用柴油机不同，其设计目的是为了满足规范和使用的相关要求，平时不会长时间作为发电设备，更多只是消防应急。
因此，柴油机的输出负荷，不会影响到用户的基线负荷（即需求响应前几天的平均负荷）。
反应快的朋友，可能已经"呜呼"了起来：备用柴油机可谓参与短时间需求响应的天选之子。其发电功率对于负荷曲线的影响直接而有效，参与需求响应前不会影响基线，参与后也不会影响基线（因为基线会剔除响应日）。
不论各地政策如何，且日后如何变化，这种按需发电响应的方式，终归是简单清爽的。
于是我们可以小结一下，备用柴油机相比储能不用增加大量的前期投资，还可以盘活闲置资产，对于空间有限的城市建筑和工业企业来说，已在早期解决了身份和空间的问题，最最重要的，不影响基线负荷，发多少就赚多少。
三、应用场景与经济效益
备用柴油机的应用场景中多，例如：办公楼宇、医院、数据中心、商场综合体、酒店、高校园区、工业园区等，都按照建设规范配置了一定容量的柴油发电机组以备不时之需。
其中，医院往往配有多台冗余柴油机以确保生命安全系统不断电；数据中心由于对供电可靠性要求极高，通常拥有与其IT负载相当的柴油发电能力（常数十兆瓦规模）；超高层办公楼和综合体则至少配备可支撑应急照明、电梯和消防水泵的柴油机（容量占平时峰值负荷的20%左右）。
随着城市现代化发展，上述类型建筑数量庞大，为虚拟电厂（VPP）提供了丰厚的潜在调节资源池。
我们以成都市为例，目前全市有超过7000个用户配备了备用发电机，预估可提供约170万千瓦的可调负荷。类似的这些资源主要分布于中心城区的大型商业建筑群和工业园区内，呈现容量分散、单体规模中等（单机多为几百千瓦至几兆瓦）的特点。
通过虚拟电厂技术手段将其聚合起来，可在电网高峰紧缺时释放出相当于一座中型电厂的供电能力。
而这可比去新建用户侧储能的效率高多了，更别说各自为政、争夺资源的虚拟电厂接入聚合了。
我们也可以简单算个经济帐，即搞清楚成本和收益即可。
首先是成本，取个简单普遍的公式，备用柴油机发电成本（元/kWh）≈0.25×P+0.15，其中P为柴油价格（大约在6.8-7.2元/L），平均油耗为0.25升/kWh，0.15为平均运维摊销。
因此，备用柴油机发电成本大约为1.85～1.95元/kWh，我们取个整，就算2元/kWh吧，这确实比现在的电价，哪怕是峰期电价都还要高。
但别急，柴油机发出的这部分电被用户用了，就不必从市场购电，假设此时峰期的到户电价为1元/kWh，于是对于用户来说，使用柴油机发电会多出1元/kWh的成本。
我们再来看看收益方面，前面说了，备用柴油机是为了参与需求响应的，此为这套业务的营收核心。
以四川为例，1kW的有效响应负荷，最高上限补贴3元，由于目前的市场还是供不应求的（处于前期），我们就乐观一点，算是3元/kWh。
于是，1kW的负荷，在一个小时内，产生的收益为3-1=2元/kW。
以一台1000kW的柴油机为例，一次响应（时长1小时），获得收入2000元。预估四川的需求响应时长，假设全年为100次（一次一小时），那就是20万元。
改造这么一套柴油机的成本不会超过40万，粗算一下，回收期不到3年。而要实现同样的效果，储能系统需要1000kW/2000kWh，投入200多万，且大概率无法参与需求响应，回收期也远高于3年。
其实，这里面还有隐含的"经济效益"，即政府配合度，配合保民生，配合响应政策……
四、行动路径
以上分析并不是空想，在这个月初的时候，这个产品和方案就已经上线了：
现场图片：
目前的产品已经成形，且有相关专利，更重要的是，完成了相关政府和监管部门（尤其是电网和消防）的认可。
相应的平台架构大致如下：
感兴趣的朋友们（设备，用户，虚拟电厂，售电公司等），合作方式大概如下：
后续笔者还会就这个产品进行更多的研究和材料补充，包括具体的运行模式，技术方案，商业模式，以及一些风险和问题应对等等。
本文抛砖引玉，目的是激起更多的思考与合作。
欢迎关注，更欢迎志同道合的朋友们，就虚拟电厂这一热门且有价值的领域，一起探索，共同创造价值。
来源：本末电碳
