虛擬發(fā)電廠(vpp)可以協調和滿足分布式可再生能源的資源和需求，以實現更具彈性和成本效益的能源轉型。虛擬發(fā)電廠因此在美國越來越受歡迎。
作為一種對電網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)電廠進行競爭的優(yōu)勢，并且其市場日益成熟。
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、儲能系統、電動汽車充電器和需求響應設備(例如熱水器、恒溫器和電器)。虛擬發(fā)電廠在取代電網中的天然氣調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提供額外的電力。
在過去10年中，美國已經投資1200多億美元用于開發(fā)100GW的可再生能源。根據美國咨詢機構Brattle集團進行的一項研究，到2033年，通過開發(fā)和部署滿足峰值容量的虛擬發(fā)電廠，美國公用事業(yè)公司可以節(jié)省350億美元。
美國能源部(DoE)貸款項目辦公室主任Jigar Shah說，“通過更有效地部署電網資產，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集團對一家擁有170萬住宅用戶的公用事業(yè)公司的資源充足性需求進行了研究。該公司峰值總需求為5.7GW，對于光伏發(fā)電和風力發(fā)電的凈峰值需求為3.6GW。該公司的目標是到2030年一半的電力來自可再生能源。研究發(fā)現，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)電廠和電網規(guī)模電池儲能系統)便宜40%至60%。
Brattle集團估計，到2033年，部署60GW的虛擬發(fā)電廠可以滿足美國資源充足性的需求，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效益。
Shah說:“虛擬發(fā)電廠不僅僅提供脫碳和電網服務，它們通過提高效率、容量支持和非線纜替代方案，越來越多地為電網運營商提供大規(guī)模和公用事業(yè)級的發(fā)電設施替代方案。”
Hestia計劃
美國能源部貸款項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提供商Sunnova公司提供30億美元的貸款，以在全國范圍內推出“Hestia計劃”。該計劃旨在為美國各地的貧困社區(qū)提供光伏系統和虛擬發(fā)電廠服務，否則這些社區(qū)可能無法獲得住宅光伏系統的貸款。Sunnova公司將獲得間接的、部分擔保的資助，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，通過智能手機或其他電子設備訪問。該系統將推薦需求響應行為，使家庭用戶能夠降低能源成本，同時在高峰需求期間幫助平衡電網運營。
如果獲得批準，美國能源部的一攬子計劃將支持光伏系統、儲能系統和其他具有虛擬發(fā)電廠能力的Sunnova自適應技術的貸款發(fā)放。這些貸款擔?？梢酝苿痈哌_50億美元的貸款發(fā)放，節(jié)省利息并降低加權平均投資成本。
Sunnova公司首席執(zhí)行官William J.Berger說：“Hestia計劃將使私營部門對美國弱勢社區(qū)和能源基礎設施的歷史性投資成為可能。”
美國能源市場發(fā)展
不斷變化的美國能源市場狀況進一步推動了擬發(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)服務的許多要求，而弱勢社區(qū)對公平的能源轉型至關重要。指定能源社區(qū)的項目有資格獲得10%的投資稅收抵免，為可再生能源項目獲得30%的投資稅收抵免提供補充。
美國其他州也開始效仿加州削減或取消凈能源計量(NEM)，這是一種有助于啟動美國住宅光伏發(fā)電市場的電價機制。原有的凈能源計量(NEM)為客戶提供輸往電網電力的零售價值。加利福尼亞州的NEM 3.0費率基本上扼殺了輸出電力的價值，其他州也會效仿。光伏系統安裝商警告稱，這可能催生一個基于電池儲能系統自我消費的市場，由此導致的脫離電網對電網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、調整峰值需求等在內的電網服務。可以鼓勵客戶在電網高峰時段減少能源使用或輸出電力，從而使電網運營更加靈活。
增強電網的彈性
虛擬發(fā)電廠還加強了受氣候變化相關極端天氣影響地區(qū)的電網彈性。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17MW的光伏+儲能系統構建的虛擬發(fā)電廠網絡。
在2017遭遇年瑪麗亞颶風之后，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年開始運營。該公司表示，將為當地客戶節(jié)省電力成本，并因向目前由LUMA Energy公司運營的電網提供電池儲能系統的容量而獲得補償。Sunrun公司表示，這個為期10年的虛擬發(fā)電廠計劃允許客戶選擇退出。
Sunrun公司首席執(zhí)行官Mary 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，屋頂光伏系統的電力可以儲存在電池儲能系統中，為每個家庭供電，然后與鄰居分享，創(chuàng)造清潔的共享能源經濟。”
來源：pv-magazine
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