虛擬發(fā)電廠(vpp)可以協(xié)調(diào)和滿足分布式可再生能源的資源和需求，以實(shí)現(xiàn)更具彈性和成本效益的能源轉(zhuǎn)型。虛擬發(fā)電廠因此在美國(guó)越來越受歡迎。

作為一種對(duì)電網(wǎng)和最終用戶都有利的低成本替代方案，虛擬發(fā)電廠具有與集中式公用事業(yè)規(guī)模的化石燃料發(fā)電廠進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)，并且其市場(chǎng)日益成熟。

虛擬發(fā)電廠是小型分布式能源的虛擬聚合，包括光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車充電器和需求響應(yīng)設(shè)備(例如熱水器、恒溫器和電器)。虛擬發(fā)電廠在取代電網(wǎng)中的天然氣調(diào)峰電廠方面顯示出了光明的發(fā)展前景，可以在電力需求高峰時(shí)提供額外的電力。

在過去10年中，美國(guó)已經(jīng)投資1200多億美元用于開發(fā)100GW的可再生能源。根據(jù)美國(guó)咨詢機(jī)構(gòu)Brattle集團(tuán)進(jìn)行的一項(xiàng)研究，到2033年，通過開發(fā)和部署滿足峰值容量的虛擬發(fā)電廠，美國(guó)公用事業(yè)公司可以節(jié)省350億美元。

美國(guó)能源部(DoE)貸款項(xiàng)目辦公室主任Jigar Shah說，“通過更有效地部署電網(wǎng)資產(chǎn)，分布式資源的聚合降低了電力成本，尤其是虛擬發(fā)電廠。”

Brattle集團(tuán)對(duì)一家擁有170萬住宅用戶的公用事業(yè)公司的資源充足性需求進(jìn)行了研究。該公司峰值總需求為5.7GW，對(duì)于光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的凈峰值需求為3.6GW。該公司的目標(biāo)是到2030年一半的電力來自可再生能源。研究發(fā)現(xiàn)，虛擬發(fā)電廠在電力需求峰值期間的使用將比其他替代品(包括天然氣峰值發(fā)電廠和電網(wǎng)規(guī)模電池儲(chǔ)能系統(tǒng))便宜40%至60%。

Brattle集團(tuán)估計(jì)，到2033年，部署60GW的虛擬發(fā)電廠可以滿足美國(guó)資源充足性的需求，與替代方案的成本相比要低150億至350億美元。這種部署水平的虛擬發(fā)電廠還可以在未來十年提供200多億美元的碳排放和恢復(fù)效益。

Shah說:“虛擬發(fā)電廠不僅僅提供脫碳和電網(wǎng)服務(wù)，它們通過提高效率、容量支持和非線纜替代方案，越來越多地為電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商提供大規(guī)模和公用事業(yè)級(jí)的發(fā)電設(shè)施替代方案。”

Hestia計(jì)劃

美國(guó)能源部貸款項(xiàng)目辦公室為部署虛擬發(fā)電廠提供資金支持，最近提議向能源即服務(wù)提供商Sunnova公司提供30億美元的貸款，以在全國(guó)范圍內(nèi)推出“Hestia計(jì)劃”。該計(jì)劃旨在為美國(guó)各地的貧困社區(qū)提供光伏系統(tǒng)和虛擬發(fā)電廠服務(wù)，否則這些社區(qū)可能無法獲得住宅光伏系統(tǒng)的貸款。Sunnova公司將獲得間接的、部分擔(dān)保的資助，用于支持客戶賬戶的貸款。

符合條件的家庭用戶必須使用Sunnova公司的能源管理系統(tǒng)，通過智能手機(jī)或其他電子設(shè)備訪問。該系統(tǒng)將推薦需求響應(yīng)行為，使家庭用戶能夠降低能源成本，同時(shí)在高峰需求期間幫助平衡電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)。

如果獲得批準(zhǔn)，美國(guó)能源部的一攬子計(jì)劃將支持光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和其他具有虛擬發(fā)電廠能力的Sunnova自適應(yīng)技術(shù)的貸款發(fā)放。這些貸款擔(dān)?？梢酝苿?dòng)高達(dá)50億美元的貸款發(fā)放，節(jié)省利息并降低加權(quán)平均投資成本。

Sunnova公司首席執(zhí)行官William J.Berger說：“Hestia計(jì)劃將使私營(yíng)部門對(duì)美國(guó)弱勢(shì)社區(qū)和能源基礎(chǔ)設(shè)施的歷史性投資成為可能。”

美國(guó)能源市場(chǎng)發(fā)展

不斷變化的美國(guó)能源市場(chǎng)狀況進(jìn)一步推動(dòng)了擬發(fā)電廠的采用?！断鳒p通脹法案》提供的3690億美元的氣候和能源資金包括為能源社區(qū)服務(wù)的許多要求，而弱勢(shì)社區(qū)對(duì)公平的能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。指定能源社區(qū)的項(xiàng)目有資格獲得10%的投資稅收抵免，為可再生能源項(xiàng)目獲得30%的投資稅收抵免提供補(bǔ)充。

美國(guó)其他州也開始效仿加州削減或取消凈能源計(jì)量(NEM)，這是一種有助于啟動(dòng)美國(guó)住宅光伏發(fā)電市場(chǎng)的電價(jià)機(jī)制。原有的凈能源計(jì)量(NEM)為客戶提供輸往電網(wǎng)電力的零售價(jià)值。加利福尼亞州的NEM 3.0費(fèi)率基本上扼殺了輸出電力的價(jià)值，其他州也會(huì)效仿。光伏系統(tǒng)安裝商警告稱，這可能催生一個(gè)基于電池儲(chǔ)能系統(tǒng)自我消費(fèi)的市場(chǎng)，由此導(dǎo)致的脫離電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的靈活性幾乎沒有幫助。然而，虛擬發(fā)電廠提供包括需求響應(yīng)、調(diào)整峰值需求等在內(nèi)的電網(wǎng)服務(wù)?？梢怨膭?lì)客戶在電網(wǎng)高峰時(shí)段減少能源使用或輸出電力，從而使電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)更加靈活。

增強(qiáng)電網(wǎng)的彈性

虛擬發(fā)電廠還加強(qiáng)了受氣候變化相關(guān)極端天氣影響地區(qū)的電網(wǎng)彈性。住宅光伏安裝商Sunrun公司已被選中在波多黎各地區(qū)部署一個(gè)17MW的光伏+儲(chǔ)能系統(tǒng)構(gòu)建的虛擬發(fā)電廠網(wǎng)絡(luò)。

在2017遭遇年瑪麗亞颶風(fēng)之后，加勒比島地區(qū)政府通過2019年的《波多黎各能源公共政策法案》為分布式可再生能源創(chuàng)建了一個(gè)框架。

Sunrun公司將于今年在波多黎各安裝虛擬發(fā)電廠，并于2024年開始運(yùn)營(yíng)。該公司表示，將為當(dāng)?shù)乜蛻艄?jié)省電力成本，并因向目前由LUMA Energy公司運(yùn)營(yíng)的電網(wǎng)提供電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量而獲得補(bǔ)償。Sunrun公司表示，這個(gè)為期10年的虛擬發(fā)電廠計(jì)劃允許客戶選擇退出。

Sunrun公司首席執(zhí)行官M(fèi)ary Powell說:“我們正在通過改變模式來解決加勒比島的能源安全問題，屋頂光伏系統(tǒng)的電力可以儲(chǔ)存在電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中，為每個(gè)家庭供電，然后與鄰居分享，創(chuàng)造清潔的共享能源經(jīng)濟(jì)。”

來源：pv-magazine