电价飙涨20多倍，一度电补偿14元，虚拟电厂怎么玩?
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环球零碳
碳中和领域的《新青年》
摘要：
特斯拉的虚拟电厂火遍了美国，带动了户储Powerwall的热销。美国居民为何这么乐于参与虚拟电厂活动？中国储能市场和虚拟电厂可从中学到什么？
撰文 | 维小尼
编辑 | 小棠
→这是《环球零碳》的第778篇原创
最近，美国德克萨斯州（下称“德州”）遭受严重热浪侵袭，室外温度突破41摄氏度，高温导致供电吃紧，电价甚至一度暴涨逾20倍，再次印证极端气候加剧电力紧绷问题。
Markets Insider等外媒报导，美国时间9月6日晚间，负责电网交易与调度的德州电力可靠度委员会（ERCOT）发布第二级能源紧急警报(EEA2)，要求所有用户节约用电，并可能在紧急情况下，优先针对工业用电大户限电，不排除进一步采取分区轮流停电，以确保供电稳定。
这是自2021年2月德州暴风雪导致大规模停电以来，ERCOT首次发出EEA2警报，所幸仅数小时后，ERCOT宣布用电状况已恢复正常。
《达拉斯晨报》报导，截至当地时间9月6日晚间8时20分，ERCOT现货电力市场电价涨破5000美元每兆瓦时，较当天上午飙涨超过20倍。
创纪录的热浪席卷德州，是造成电力系统负载突升的主因。9月7日，德州第三大城市达拉斯气温飙上41.6°C，打破2012年高温纪录40°C，且连续五天气温处于高位。
为了避免重复2021年德州大停电惨剧，这次政府部门提前做好了准备。除了发布警报外，还提醒居民在安全情况下限制用电量，调高恒温器的温度，关闭不需要的灯，使用风扇降温，不要使用大型电器。如果有游泳池，还要求居民关闭水泵并避免为电动汽车充电。
除了这些措施之外，德州还联合特斯拉等公司，推出虚拟电厂，对用户侧的用电进行调节。
8月底，德州公用事业委员会宣布，它已经批准了两个新的VPP（虚拟发电厂）资格，能够向德州电网提供可调度的电力，该电网由德州电力可靠性委员会运营。这是该州电力市场的第一次。
本次的两家虚拟电厂涉及特斯拉电力（Tesla Electric）客户，这些客户在家中安装了Powerwall储能系统，并将在ERCOT市场上出售剩余电力。对于特斯拉来说，这不是第一次，但对于德州来说，特斯拉虚拟电厂的启动，对于德州居民、配电公司和ERCOT电网来说都是一个里程碑。
特斯拉的虚拟电厂是怎么玩的？客户为什么愿意参与这样的活动？这种商业模式的可持续如何？
来源：Tesla
01
特斯拉的“虚拟电厂”版图
虚拟电厂（VPP），是一个形象说法，它本质上不是一个电厂，而是一套物联网管理系统。就是将需求侧、分布式电源以及储能装置进行聚合，然后再进行电力调度和分配，在电力需求高峰时段提供额外电力，从而加强电网可靠性。
在用电高峰期，“缺电”成为全球各国的常态，不仅是基础设施薄弱的发展中国家，即便是美国、欧洲、澳大利亚等发达国家，面对用电高峰需求，停电依旧是个大问题。如何保证用电的稳定，除了加大基础设备建设、加大发电量外，“虚拟电厂”就成了非常有效的补电方式。
通过虚拟电厂来平抑高峰需求，要比单纯扩大发电设备更具有经济性。波士顿咨询公司Brattle Group的一项研究估计，到2033年，美国公用事业公司通过专门部署VPP来满足峰值容量可以节省350亿美元。
美国已实施VPP试点项目多年。作为一种对电网和最终用户都有利的低成本替代方案，VPP技术具有与公用事业规模的集中式发电厂进行竞争的优势，使得市场日益成熟，并吸引了很多企业进入这个行业，这里既有软件系统公司，也有特斯拉这种储能设备制造公司。
正是瞄准了这个需求，特斯拉利用其不断增长的家用储能设备powerwall的热销，进军了这个市场。
早在2015年，特斯拉就推出储能电池Powerwall项目，并设想了一个“家用发电厂”的商业计划。随后多年里，特斯拉又与多家能源企业合作，进一步完善其虚拟电厂版图。以此为公用事业公司提供电网服务，同时补偿使用家用电池组的房主。
2021年，马斯克表示要利用Powerwall将个人家庭改造成小型发电厂，还要反哺公用电网，这也证实了其构建虚拟电厂的计划。
特斯拉最大的 VPP 位于加利福尼亚州，去年六月，特斯拉与美国加州公共事业公司PG&E以及南加州爱迪生公司合作在加州推出第一个官方虚拟电厂。
报道称特斯拉已经邀请约25000名拥有Powerwalls的PG&E客户加入虚拟电厂共同完成这个项目。其中有超过3000名客户是在该计划推出的前两周内表示有兴趣加入。
最近，特斯拉正与分布式能源管理系统提供商EnergyHub合作，在美国东北部建造一座新的虚拟发电厂，通过特斯拉应用程序实现了ConnectedSolutions计划的注册。新的应用程序内体验使马萨诸塞州、康涅狄格州和罗德岛州的电力客户可以轻松加入公用事业计划，这是EnergyHub最大的自带电池需求响应计划。
得州电网比较独立。来源：CCTV
德州是美国电网比较独立的一个州，也是用电最大的州之一。因为德州电网与邻近各州电网几乎没有互连，因此，很难从其他电网“借电”。这次，德州批准特斯拉两家虚拟电厂进入电力市场， 将为特斯拉的虚拟电厂版图扩张迎来重大利好。
此外，特斯拉在澳大利亚、英国、欧洲等地区，也推出了虚拟电厂。
特斯拉虚拟电厂的模式，也带动了家用储能产品Powerwall的热销。Powerwall通过太阳能屋顶产生可再生电力，并提供存储和与电网的接口。这不仅可以在断电时自动切换为紧急电源确保正常用电，还能与屋顶太阳能板或光伏协同工作，因此广受好评。
未来，特斯拉还希望逐步把车辆电池、Powerpacks和 Megapacks统筹作为储能电站，形成一个更大规模的虚拟电厂。这套系统是把储能资源通过交易系统盘活，也将增加储能系统未来的前景。
02
虚拟电厂怎么玩?
特斯拉的虚拟电厂，最核心和厉害的地方就在于特斯拉开发的一套软件系统，在能源软件技术的运用上引领行业产业链变革，将AI技术布局进入到能源产品上进行实时监督、管理和电池货币化买卖，实现能源产品的创新和技术壁垒。
特斯拉利用软件和控件可自动分析市场和特定站点的情况，以确保储能系统的有效性、可扩展性及安全性。同时，通个软件系统把特斯拉的能源体系连在一起，形成虚拟电厂，给美国电网形成支撑。
图说：特斯拉参与VPP用户的手机系统。
来源：Tesla
对于用户来说，参与虚拟电厂活动也比较简单，只要你是符合资格标准的 Tesla Electric 会员，将自动成为虚拟电厂的一部分。参与虚拟电厂时，当电网需要支持时，您的 Powerwall 将被调度。
以德州为例，只要用户是德州信誉良好的 Tesla Electric 会员，未加入与德州电力可靠委员会（ERCOT）冲突或非公用事业需求响应计划或其他虚拟发电厂，匹配了Powerwall硬件设备，并签署有效的互联协议，就可以参与VPP活动了。
当然，这个过程中，需要用户始终为 Powerwall 维护活跃的 Tesla 帐户、Tesla 应用程序和互联网连接，并在活动范围区域之内。
剩下的，用户就不用管了，特斯拉通过软件系统，会自动进行电力调度。
大多数时候，用户不会注意到 Powerwall 行为有任何差异。当需要 Powerwall 的容量时，参与活动的用户将一起调度来支持电网需求，但绝不会低于用户的备用储备。
有了这个 VPP，用户就可以因拥有可用电力和偶尔为电网紧急情况而部署的“储备”电力，并会因此而获得报酬。
03
参与虚拟电厂怎么赚钱?
美国居民为何会这么乐于参与虚拟电厂活动？主要还是利益驱动。
虚拟电厂无论是对电网方，还是对用户，以及设备提供方特斯拉，都是一个多赢局面。
前面介绍过，电网在电力需要高峰时期，通过虚拟电厂来调节，比增加容量和扩大发电厂设备要便宜。
对特斯拉来说，一是拉动了储能产品的销售，二是可以跟电网谈一揽子协议，从中赚取差价。
当然，最关键的是，这里用户也获得了经济利益。
图说：特斯拉Powerwall的价格走势。
来源：Tesla
一套Powerwall设备，在2017年Powerwall 2 推出时，最便宜的价格为 9,000 美元（13.5 kWh）。此后，因为需求爆发，价格在 2022 年达到 16500 美元，然后在 2023 年初价格降至 12900 美元（包括商品及服务税）。
用户装了这套设备，平时可以用来储存光伏发电的多余电量，还可以在便宜的时候吸收电网的电量，然后在用电高峰和电价高昂时释放。
如果参与VPP活动，还可以额外增加收入。
这个收入包括两方面，一个是设备征用费用，只要你每个 Powerwall参与一次活动，就可以获得10美元，如果你有2个Powerwall，就可获得20美元。
除了设备征用费外，你还可以赚取电价补贴。
每当虚拟电厂需要调动Powerwall用户的电力时，每调动1千瓦时（度）的电力将向用户支付2美元（超过14元人民币）的报酬激励。据估计，Powerwall用户能在每起电力紧急状况期间总共获得10至60美元。
有加州用户在网络上分享，通过参与VPP活动一晚上赚到了75美元。按照这节奏，理论上6个月就可回本。当然虚拟电厂也不是经常调用。
有居住在加州的Powerwall 用户，去年参加了特斯拉10 次虚拟电厂VPP活动，加州电网向他补偿了 574美元。这些钱不需要你干什么，会有系统自动调用，相当于躺赚。
通过这一系列操作，特斯拉已经从新能源汽车，横跨到太阳能、储能、充电桩、智能微电网等业务，并将自己列为公用事业公司，构建了一个完整的新型能源与交通生态系统。
当然，特斯拉之所以玩得这么顺，跟美国巨大的电价差以及完善的电力市场有关。但这也可能成为中国储能市场和虚拟电厂发展的方向。
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参考资料：
[1]https://www.tesla.com/support/energy/virtual-power-plant/tesla-electric
[2]https://electrek.co/2023/08/24/tesla-receives-approval-for-2-virtual-power-plants-in-texas/
[3]https://finance.technews.tw/2023/09/11/texas-electricity-prices-once-soared-more-than-200x/
[4]https://electrek.co/2023/08/08/tesla-partners-energyhub-virtual-power-plant-northeast/
[5]https://www.moomoo.com/hans/news/post/19697564?level=1&data_ticket=1693793960904836
[6]pv-magazine：美国全面开发虚拟电厂
[7]中源天宏能源：特斯拉带火虚拟电厂 电网数字化风口将至
首图来源：CALLAGHAN O'HARE/REUTERS
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