數字化與碳中和，以及特斯拉的虛擬電廠
來源：魚眼看電改 作者：俞慶
碳中和這個概念最近很熱，我也來扯兩句，專業性不夠，請多多包涵。
碳中和是能源發展的目標之一，不是全部
個人認為，我國能源中長期發展目標，是一個動態平衡的過程，既要綠色（碳中和），又要安全，還要經濟。
碳中和是綠色發展指標，非常重要，但另外兩個也很重要。
從靜態的資產建設角度，綠色VS安全VS經濟，似乎是一種不可能三角。
這麼做的結果就是電價必然升高，經濟性問題突出。
所以個人認為簡單靠堆資產的方式，尤其是在集中式電源或者輸變電環節（即供給側）大規模的上風光或者儲能，是無法在中長期維度上，解決綠色+安全+經濟的多目標優化問題的。
需求側可能是未來碳中和的主戰場
原來的輸變電系統，在設計時就不是為了大規模消納可再生能源的，是一種“以產定銷”的建設和運行模式，雖然會考慮負荷的情況，但是在平衡的時候，為了電力系統安全，發用之間產生矛盾時，一定是限制用，去確保發輸，最典型的就是“有序用電”，甚至事故情況下的拉閘限電。
大規模風光集中式併網，帶來的是巨大的系統不確定——原來只是一端不確定（負荷側的波動性），現在變成的兩端不確定，發電側從發電計劃運行，變成了靠天吃飯——如何在不抬高輸配電價和上網電價的情況下去解決這個問題，這不是一個簡單的技術問題，而是一個複雜的技術-經濟-政治問題。
複雜問題求解，首先是分層，就是把問題在較低層次去解決，比如把這種複雜性限制在城市電網、園區電網去解決，然後是解耦，就是把需求側和供給側解耦，能否在需求側小範圍實現自平衡，然後再上一個層次自平衡，逐層平衡，層間松耦合。
所以個人認為，未來大規模的分佈式+負荷側管理（需求響應和能效優化）+微電網+分佈式儲能，將可能是成為碳中和的最主要手段，然後再到大電網去平衡負荷和電源。
從經濟的角度來説，在最靠近負荷的地方直接消納可再生能源，至少可以省掉2毛錢/度的輸配電價，而且消納的價格是銷售電價而非上網電價，最利於投資收益。從技術的角度來説，大量分佈式就近消納+儲能+負荷曲線價格響應，最後負荷曲線可能較為理想，對電網衝擊最小。
下圖是特斯拉在國外做的一個虛擬電廠案例：
需要説明的是，這個虛擬電廠還沒有更進一步做到負荷控制，只是根據負荷曲線和價格型號，把儲能+分佈式光伏+充放電控制策略結合起來了，所以實際負荷曲線還有進一步優化的可能。
需要説明的是：這是一個多用户、多個分佈式光伏項目聯合調度的案例，不是單個用户。
電力行業的發展重心，將從發輸轉向配售用
如果傳統火電企業看到這條灰色的虛線——虛擬電廠場景下的實際負荷曲線，估計會心裏一涼，因為這個曲線和電價曲線對應下，基本上大電源是賺不到錢的。
電網企業估計也會心裏一涼，不需要那麼多投資了。
個人認為，如果碳中和的主戰場移到了需求側，那麼整個電力行業的發展重心，也將從發輸，轉到配售用。
所謂一轉百轉，很多東西可能就不一樣了。比如原來發電企業只要把電網伺候好就可以了，現在得自己去做下沉市場——需求側、負荷側的用户了。
電網企業原來的統購統銷模式，不僅被電改政策所打破，也在物理上被打破，當在配網裏出現了一大堆做虛擬電廠的、做共享儲能的、做分佈式隔牆售電的，能夠到110kV及以上去交易的負荷，將會是怎麼樣的一種曲線？
技術範式—組織範式—商業範式都將發生變化。
數字化的價值
雖然現在所有能源大企業都在談數字化轉型，但是我認為數字化的不同的範式裏，價值是完全不同的。在大機組+大系統的時代，集中式管理的數字化，更多的是管理價值的提升，從部門信息化，到班組信息化，到現場自動化，再到集團信息化，運營精益化管控，本質上是打破原有的信息不透明，實現管理效率提升，本質上是一種財務價值驅動的數字化——所有的數字化手段，都是以勞動生產率提升為目標，否則就是假的數字化。
但是在以中低壓配網為基礎，以雙向潮流，互動協作的虛擬電廠為特徵的需求側、負荷側數字化，出發點就不是單純的一家企業財務成本最優為目標，而是多市場主體的整體效益最優為目標。
而這個目標，取決於如何解決可再生能源出力、負荷曲線、價格信號的多重不確定性，即實現綠色+安全+經濟的最優平衡，而不是混亂。
所以我個人認為這才是數字化在需求側的第一性原理：
特斯拉開發了自己的虛擬電廠平台——AutoBidder。
用雙向的控制，以社區配電網為單位，把分散式的源網荷儲充都納入進來，實現了上述的虛擬電廠控制。
看到這裏大家可能會有點理解Musk的那句話了：特斯拉是一家能源公司，特斯拉汽車只是能源公司的一個產品而已。
特斯拉的AutoBidder（這平台的名字叫做自動投標，説白了以後就是參與輔助服務或者市場投標的），基本上已經處於商業驗證階段，如果我沒記錯的話應該是在澳洲做的項目，目前已經有若干場景，比如集中式風光+集中儲、單用户光儲充、多用户光儲充等等。
但是特斯拉的主要目標很明確，就是衝着需求側去的，畢竟它的SolarCity光伏系統、PowerWall儲能、特斯拉電動車和充電樁都是分佈式的資產。
而且最具有震撼力的一點是，特斯拉玩的是顛覆式——它的Autobidder架構全部採用開源協議，不是傳統電力系統的IEC協議，或者工業自動化協議，Musk認為這些都已經老了，對行業的壁壘保護已經阻止的創新，要實現低成本的數字化，必須基於互聯網的開源架構——這個玩法，Musk在SpaceX的航天系統，以及特斯拉的車載系統裏都採用了，比如SpaceX直接用了商用計算機架構，把載人航天的任務控制系統成本下降了1000倍。
在涉及人命的航太系統裏，經過測試驗證都敢不用航天軍標，在電力系統更是用開源打封閉——很輕量化而且非常快的部署迭代。
當然，由於中國目前的市場化水平，電價還不能充分波動，所以大家也不用特別懼怕特斯拉。只不過某些花了幾千萬上億，用了傳統架構，還號稱很數字化轉型的企業，可能要思考下，目前的技術是不是代表未來，是不是代表了戰略轉型的方向，或者是給領導彙報很好看的“數字化轉型”。
總之，趨勢已經出現了，如果説電動汽車領域，蔚來、小鵬都是跟着特斯拉跑的，那麼特斯拉在虛擬電廠和需求側開源創新的領域，是不是也很代表了未來的方向呢？
值得我們進一步深思。
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