王力:支付宝智能充电的技术突破与模式创新

  11月20日-22日,2024中国汽车充换电生态大会在山西太原举办。本届大会由国家能源局电力司和中国汽车工业协会指导,中国电动汽车充电基础设施促进联盟、中国汽车工业协会充换电分会主办,以“新格局,新未来——构建智慧补能服务生态体系”为主题,共设置“1+1+9+1”项议程,围绕高速公路充换电基础设施建设、充电桩下乡、大功率充电、换电模式、海外出口、车网互动、居住区充电模式等方面展开深入沟通与交流,研讨构建产业高质量发展格局的对策、方法与路径。其中,在11月22日上午进行的“主题论坛五:车网互动技术的协同发展与挑战”环节,支付宝(杭州)信息技术有限公司、支付宝新能源首席架构师王力发表了精彩演讲。以下内容为现场发言实录:

  尊敬的各位嘉宾、专家早上好!非常感谢主办方的邀请,非常荣幸代表蚂蚁支付宝来进行分享,今天的分享主要分为两部分。
  一、源网荷储的理解
  我们现在源侧供电除了传统火电还有光伏新能源,还有发电侧的储能,电网就像一个大型的交通电网枢纽,通过交流支流混流的电网,将源侧的电能有效安全地传到需求侧;负荷侧则包括常规负荷、工业负荷、柔性负荷;用户侧能够赋予用户参与到网侧的调节自主性和灵活性。他们三者之间又是两两互补的,源侧可以通过传统的调并机组去处理负荷变化,同理,负荷侧也可以通过一些响应措施,去满足网侧的一些需求。这些就构成我们电力整个系统稳定运行的核心保障。
  接下来我们看一下源侧,中国能源结构的变化,主要的变化之一就是电源投资中的增量主要由新能源来贡献。其实我们看数据可以发现,从2018到2022年,风电的投资基本上没有太多的波动,但是太阳能的投资占比却大幅提升,与之相反的是传统的像火电、水电的投资占比,所以我们可以明显感受到电源投资已经逐步向新能源偏移;第二是分布式电源占比提升,预知带来的是能源侧调节的复杂性有所提高。
  网侧的一些情况,核心目标还是保障整个电网的安全,大型传统网站和集中性能源有一定调控性,对于分布式能源来说调控性比较差,而且对于负荷侧基本上没有调节能力。
  再来看用户侧,用户侧这几年带来的核心问题是核心用电量增速过快,全社会最高用电负荷的增速高于全社会的用电增速,从图上可以看到尖峰更尖;第二个问题是可控电源装机量与最高用电负荷比值已低于理想安全可控边界。用户侧还有一个就是可调负荷快速上升,可调阈值更广,同时具备反向输电能力。
  基于这样的背景,我们产生了虚拟电厂的概念,在传统意义上,电能侧会通过调节一些传统电厂、集中式电站以及电侧、网侧能源,来部分解决电网削峰填谷的需求,但是对于可调性的资源,它没有一个统一的收口,那么这个时候就有我们虚拟电厂的概念,虚拟电厂通过聚合的方式参与到电网削峰填谷的需求当中去。它还有一个特点,就是它不需要你新建投资一些设备,也不需要改变分布式能源的并网模式,仅仅是通过软件方面进行聚合。
  虚拟电厂的运行架构就是三级,包括电力系统和它本身,还有电力用户,虚拟电厂将需求上报到交易中心,再由调度中心下发指令,然后再由虚拟电厂跟所有可调资源做一个二级交互。它的商业模式也有多种,像电能量交易、需求侧响应、辅助服务,我们重点关注的是需求侧响应,电力用户根据电价、政策的不同,暂时改变他的充电习惯,从而保障电力电网系统的稳定,与此同时还有额外的收益,这也是目前国内虚拟电厂盈利的主要途径之一。
  我们也对虚拟电厂的核心技术做了一个总结,我们把它分为四个部分,第一部分是算法策略层,带来虚拟可调能力;通信层是可控能力;数据获取层是可测能力;数据与交易安全层是可信能力。
  最后讲一下国内市场现状,目前还是国内电网为主进行聚合商的招标,商业形式还是邀约形式的响应为主,但是存在很多卡点,比如各地的政策不同,市场化改革不完善,新能源占比不太多,所以可调节的范围不太广,我们预测会经历几个阶段,邀约——市场化——自主调控阶段。
  二、支付宝在新能源板块的产品创新及模式探索
  我们今年打造了出行的一体化服务平台,基于蚂蚁的平台底层能力,比如我们的商业化引擎服务商品管理的平台,还有数据融合、数据挖掘的底座等等。基于这样的核心平台能力我们制定了不同的策略,比如联合生态公司化运营以及产品力驱动,以及向生态开放流量、数据等的一些能力,赋能出行的各个场景。
  再介绍一下数字底座,它的核心目标就是助力生态的降本增效,它的核心也不复杂,就是两层,最底下一层就是数据融合底座,通俗来讲就是数据层,它会融合整个多种方式的静态和动态的数据,比如公交地铁的排班,以及出租车、网约车的实时信息,我们对这些数据进行一些处理。数据层就是另外一个算法层,我们在这里有OD分析引擎,有多运力的调度模型,以及我们出行客户人群画像,根据不同人群提供个性化的出行服务。基于这样的数字底座,我们会在各个行业里面打磨我们相对应的产品,解决我们相对应的行业问题。比如这几年我们非常成熟的智慧公交,以及一体化结果,包括现在充电的场站的建设选址,场站的经营预测,包括虚拟电厂相关的有序充电等等。
  我们今年新能源也是在公充场景上做了升级,就是即插即充即支付,我们把用户、车主以及车辆的相关信息开放给我们的生态,从而实现用户真正无感充电的体验。同时我们对我们的生态商家也提供我们的蚂蚁信用和垫资保付能力;第二个是我们通过AI为商家依据提供决策,这也是基于我们长期以来的数据和算法分析,去整体做一个大数据选址的决策依据,帮助我们的生态缩短建站回报周期;今年我们还做了品牌站联营,我们连同生态伙伴去做联名会员,提供给我们的用户。
  交通场景上我们也有综合的解决方案,用户可以在支付宝上购买家庭充电桩,包括激活、充电缴费等等,全周期都可以实现,今年我们在这个基础上探索有序充电。
  今年我们基于蚂蚁链,开展了整个虚拟电厂的业务,我们打造了自己的蚂蚁调度平台,包括负荷聚合平台,还有调度算法。同时我们打造一个蚂蚁设备大脑,也就是IOT平台,一方面是给我们的客户调度平台发放指令,另一方面也是将端上面的原始数据进行上链,从这个图上也可以看到,整体的流程是从电网平台向蚂蚁调度平台发起邀约,通过算法对邀约进行合理分配,然后跟不同调度平台进行对接,最终将端侧的原始数据进行上链,最终我们将所有响应的数据回传到我们的电网平台,做一个补贴、政策计算,最后这些补贴的发放也通过蚂蚁链的智能合约进行结算,这样整个虚拟电厂的全流程全部通过上链的方式不可篡改,出了问题可溯源。
  有序充电是虚拟电厂的其中一个应用场景,比如刚才讲的充电桩,我们今年新能源事业部也是着重于打造一个产品,也参与了华北市场第一阶段的试点活动,所以我们在其中也是打造我们自己充电的中台,去跟我们的桩企、车企去做一个平台上的互联互通,所以我们可以下发有序调控指令,我们的需求响应也可以及时上报,同时我们跟网侧也可以对接,接受他们的邀约,最终我们将有序的所有行为去上链,最终达到的用户贡献就是他在支付宝端绑桩参与活动,这样在不影响他充电方式的情况下,可以获得其他的权益。
  最后讲一下有序的算法工程,整个算法工程链度,一部分是算法工程进行数据的采集跟处理,一部分是算法模型,去对整体进行优化,将有序充电的实际问题抽象成数据问题,我们关注数据模型和目标层面,我们的数据是可以应用到算法里面的,然后针对算法模型上的拆解,比如我们的目标就是给生态伙伴下发某个桩的调控频率,这里面变量就有单桩的实施功率,以及可调配的桩束,改变用户的充电习惯,所以在这样的约束之下,我们通过深度学习算法,去做一个目标的求解,达到单桩的实时调节功率,再通过整体的数据工程链路,达到有序充电的效果。
  以上就是我的分享,谢谢大家!
  (注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)
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