虚拟电厂 VPP

虚拟电厂（Virtual Power Plant，下面简称 VPP）是沈斐一直以来的梦想，他的专业是「电网」，在入职蔚来之前研究能源互联网。

这是沈斐在蔚来 100 度电池包发布会时向媒体说的一句话。

这位蔚来电池管理副总裁是蔚来做能源生意的关键人物，因此他还有新头衔 「蔚能董事长」，李斌让沈斐当蔚能的董事长丝毫不令人意外。

「电网很特殊，像一个天秤一样，发电和用电要随时平衡。车有了电池之后，可以与电网形成互通，当电网电多的时候，你就给它多充一点；电少的时候，让车给它补一点。」

蔚来上海总部大楼停车场，就有 15 个双向充电桩试点，特点是：「能充能放」。

「晚上用 0.3 元的电充好，带到公司给公司用，公司是 1.3 元一度电，一天赚个午饭钱。」 此概念是随着电动车发展出现的 V2G(Vehicle to Grid)，是 VPP 其中一个应用场景。

在聊 VPP 之前，有很多人会把它跟分布式能源（Distributed Energy Resources，DER）搞混。

其实二者有天壤之别，分布式能源包含小型发电设备，如太阳能板、分布式风机、储能装置和公共电网链接的系统。

分布式能源可实现能源梯次利用、弥补电网的稳定性和对环境改善。但它本质的缺点在于 「不可控和随机波动性。」

在装机过多缺乏统筹的能源管理系统（Energy Management Systems，下文用简称 EMS），当同时将多余电力馈入电网(比如中午满载)，反而会造成电网的安全和可靠性问题。

VPP 在于它拥有可控的 EMS，将原本分布在不同地区的分布式能源，用通讯技术统筹，如同发电厂般调度，却不拥有实体，因此被称为：「虚拟电厂」。

VPP 是能源互联网中，重要的能源聚合形式，随着中国将碳达峰与碳中和列为十四五政策重点，大力发展绿电，VPP 是调节绿电不可或缺的发展重点。

VPP 与中国能源发展关系

想要看清电动车为什么在中国发展这么快，就需要看清楚 VPP 的作用，因为 VPP 的底层逻辑是跟着国家能源战略在走，因此，看 VPP 和中国能源的发展关系，可以映射出为什么蔚来一直热衷于做基建，一个原因是：解决车辆补能的问题。

另一个则是我们今天要聊的：蔚来能源战略的大环节「互联网能源」。

先来看看几个和能源相关的细节：

一，促进绿色电的利用率

根据能源部门统计，中国 2020 年风电新装机容量高达 71.67 GW，比前三年总和总和 61.42 GW 还高；太阳能发电新装机容量 48.2 GW，风光电合计 120 GW。

全中国 2020 年新增装机总容量不过 191 GW，风光占全部新增的 63%，再加上水电的 13 GW，再生能源占全部新增的 70%，可以说在政策明确支持下接下来几年，新增装机依然是「绿电」的天下。

但绿电具有不确定性及不可预测性，才会被电网称为「垃圾电」，对电网可靠与安全性是很大的挑战。

那就有了一个问题，为何绿电会被称为垃圾电？

我们的常识里光、风、水电能都是绿色能源为何有这种反常识的认识呢？接着往下看。

二，鸭子曲线（Duck curve）

鸭子曲线是以光伏发电为主的绿电会遇到的问题。

这是美国加州 2016 年 10 月 22 日的用电曲线，蓝线是加州电力负载，橘线是电力负载减去灰线（光伏发电）和风电的净负载，蓝色跟橘色曲线合起来看起来像只鸭子，所以叫「鸭子曲线」。

太阳能是种间歇性能源，白天尤其是中午时段，是光伏发电最强的时刻，太阳一下山，发电量骤减，此时是下班时刻，各种家电打开，正需用电，就会造成问题。

一个地区的光电占比越高，鸭肚子越大或鸭脖子越细(傍晚用电)，造成的电力调度问题就会越大。

中午发电如果超过用电量，要设法消耗；傍晚则要快速将电能缺口补上，以免大停电。

美国是用天然气发电调节，燃气机组启动快速，适合短时间内填补电力缺口。然而美国是天然气生产大国，多到可以出口，中国则要进口，此方法不适用中国，况且中国的光伏发电跟用电不在同一地。

中国光伏发电主要区域在西部，跟东部有时差，因此鸭子曲线的问题较小，主要是光伏发电受天气影响很大，并且峰值时段集中，没法稳定供给，依然要靠储能调节。

随着西电东送和北电南送的特高压逐渐完成，光伏利用率有显著提升，然而要更有效利用，储能的大规模应用必不可少。

三，垃圾电之王：风电

如果说光伏是垃圾电，那风电就是垃圾电中的霸主，堪称垃圾电之王。

光伏跟风电一样有间歇性，但风电比起光伏更为随机，对电力潮流的冲击更大。

光伏至少可以参考太阳的运行规律，风电虽然能归纳出季节特性，但风力忽大忽小、时有时无，起伏更为剧烈，此谓之随机性。

光伏发电时间与负载高峰正相关，开发利用较方便，风电晚上大、白天小；早晚大、中午小，跟负载高峰反着来，此谓之逆调峰。

可以看到陆基型的风电，尤其是设立在中国西部沙漠地带的风电站，发电高峰在夏季，冬季不强，跟离岸风电相反。

逆调锋明显，晚上的发电量比早上多，中午时段最低。

因为风电的特性，造成电网很大压力，近年来已经好几次国外大停电主因是风电。比如：

2016 年 9 月 28 日，南澳大停电；

2019 年 8 月 9 日，英国大停电。

造成城市重大民生事故，皆是电网受天气影响电压不稳，风电并网受电压扰动脱网，产生连锁反应大停电。

这就是为什么，南澳大停电造就了南澳全力推进 VPP，主要合作厂商是特斯拉。