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一场储能革命,“虚拟电厂”的崛起
2022-02-09
现代社会越来越多的虚拟应用及设施影响着人们的生活,例如虚拟会议等。在能源领域,近年来最大的话题之一就是虚拟发电厂,简称VPP(Virtual Power Plant)。
“虚拟电厂”一词在20世纪90年代已经被广泛使用。过去10年中,VPP已经不仅仅是作为一个概念,而是被越来越多的能源公司不断创新、开发以及商业化。
去年全球虚拟电厂行业的估值为33亿美元。随着发达经济体向低碳经济转型,预计到2025年,虚拟电厂行业将实现80亿美元的高增长。
 
什么是虚拟电厂(VPP)?
虚拟发电厂(VPP)是一种基于云的分布式发电厂,它聚集了分布式能源(DER),以增强发电能力,在电力市场上交易或出售电力。美国、欧洲和澳大利亚都有比较成熟的虚拟发电厂案例。建立虚拟发电厂的目的是通过在峰值负荷期间智能分配单个机组产生的电力,从而减轻电网的负荷。此外,虚拟发电厂联网机组的综合发电量可以在能源交易所进行交易。
 
美国虚拟电厂市场
 
 
 
能源市场是专门处理能源贸易和供应的市场。在美国,虚拟发电厂不仅服务供应端,同时还需要管理用户需求,并通过需求响应(DR)和其他实时负荷转移方法确保电网的可靠性。美国联邦能源监管委员会(FederalEnergy Regulatory Commission)于2018年发布了一项指令,允许储能资源参与电力市场交易——在电力市场中,电力直接从发电商处购买,然后再出售给家庭和企业。根据这项条例,虚拟发电厂的费用与传统发电商相同。
2020年美国西部创纪录的酷热气候中,加州电网运营商CAISO被迫在8月份连续两天的夜间实施停电。但该州能安全度过这个风险时期的部分原因是分布式电网资产的帮助,通过分布式能源共同提供了数百兆瓦的减载。
 
欧洲虚拟电厂市场
 
自2010年起,虚拟电厂在欧洲发展势头日益强劲,原因之一是德国承诺关闭其核电厂,这导致德国和欧洲在能源问题上的立场发生了经济上和政策上的转变。欧洲的VPP正式始发于2012年,当时北欧能源公司Statkraft在德国建立了第一个虚拟发电厂,发电量相当于10个核反应堆。他们计划在英国提供1 GW的规模的灵活燃气发电。
尽管起步的较早,但欧洲VPP市场还尚未成熟。虽然有更多独立、更小的可再生能源引入到电力市场中,但仍然面临艰巨的挑战,如:大型储能系统的容量和经济性、间歇性问题(受天气模式影响的RES)、输电阻塞、峰值需求管理和实时数据的有效利用等问题。除此之外,管理多个分布式资产的复杂性也带来了更大的挑战。
 
澳大利亚虚拟电厂市场
 
 
在南澳大利亚州政府的支持下,特斯拉和电力零售商Energy Locals正在开发南澳大利亚州的虚拟发电厂(SA VPP)——一个由50000个太阳能和特斯拉Powerwall家用电池系统组成的网络,这些系统共同组成了世界上最大的虚拟发电厂。
SA VPP旨在为所有南澳大利亚人提供更经济、可靠和安全的电力,同时提高用户对清洁能源的接受度,并支持南澳大利亚向可再生能源经济转型。
南澳大利亚政府通过可再生技术基金(Renewable Technology Fund)提供了200万美元赠款和2000万美元贷款,电网规模存储基金(Grid Scale Storage Fund)提供了1000万美元赠款支持该项目。
 
新加坡虚拟电厂市场

在一个百分之百城市化的国家,每个平方米都会有输电线,从路灯和交通灯到HDB公寓和购物中心,一切都需要大量电力去支撑,所以南洋理工大学正在开发新加坡的虚拟电厂。
该项目自20年10月便开始实施,目标是在2021年年中之前做好部署准备。尽管研究团队已经取得了良好的进展,但仍有一些问题需要解决。例如招募数据科学和软件工程领域的研究人员就是一项严峻的挑战,因为需要与fintech等其他项目发生招聘竞争,fintech也有着大量人才需求。
 
中国虚拟电厂
 
在”十四五“政策以及”双碳“目标下,我国的清洁能源建设发展迅速,并且于广州已经建立了虚拟电厂。  
广州电网于上月通过虚拟电厂平台向公交充电公司捷通发出了首条直调指令削减变电站的负荷,瞬间降低了80台电动公交的充电功率,调整了公交充电时间,保障了2000户家庭的空调用电。迈出了建设以新能源为主体的新型电力系统的重要的一步。
        
电享虚拟电厂(VPP)平台
由此可见,虚拟电厂已经成为全球电力系统发展的方向之一。而电享在驱动低碳未来的目标下,也研发了自己的虚拟电厂云平台,为分布式发电的发展贡献一份力。
电享iEMS Cloud的虚拟电厂业务(Virtual Power Plant, VPP)能够聚合分布式能源场站,统一参与电力交易市场和电力辅助服务市场,基于用户需求、负荷预测、发电预测,和安全调度模型,制定合适的发电计划,可以大幅节约场站管理成本,提高场站收益,保障场站安全稳定运行。
除此,还可多能互补提高能源输出稳定性,参与需求响应业务与辅助服务业务获取补贴,作为整体参与市场化交易提高议价能力,通过用能监测、用能分析、用能优化提高能效水平。