Влияние виртуальных электростанций

Энергетическая сеть переживает трансформацию. То, что когда-то было централизованной системой больших электростанций, передающих электричество клиентам, стало более распределённым благодаря росту возобновляемых источников энергии, таких как солнечные панели на крышах. Это распределение приносит сложность в балансировку спроса и предложения, но также создаёт возможности для инноваций. Одной из таких инноваций является виртуальная электростанция (VPP, от англ. Virtual Power Plant). VPP агрегируют и координируют распределённые энергетические ресурсы, чтобы предоставлять услуги и надёжность, аналогичные традиционной электростанции, но с большей гибкостью и устойчивостью. В этой статье мы рассмотрим, что именно представляют собой VPP, их преимущества и потенциальное влияние на будущее энергетической сети.

Что такое Виртуальная Электростанция?

Виртуальная электростанция — это система, основанная на облачных технологиях, которая удалённо управляет сетью распределённых энергетических ресурсов (DERs). Эти ресурсы могут включать солнечные панели, ветряные турбины, батареи, электромобили, гибкие нагрузки коммерческих зданий и многое другое. Ключевая особенность VPP заключается в её способности объединять и оптимизировать все эти активы на централизованной программной платформе.

Оператор VPP контролирует координацию DERs посредством сбора данных в реальном времени и автоматизированных управлений. Анализируя операции и использование энергии сети, программное обеспечение VPP может определить, когда извлекать электричество из батарей, снижать некритичные нагрузки или увеличивать производительность солнечных панелей для удовлетворения спроса сети. Этот уровень интеллектуального контроля позволяет системе работать аналогично традиционной электростанции.

VPP предлагают более высокую надёжность и устойчивость по сравнению с индивидуальными DERs. Благодаря регулированиям и стимулам они также могут способствовать более широкому внедрению возобновляемых источников энергии в распределительные сети. Район с домами, оснащёнными солнечными панелями на крышах, может быть нестабильным в облачные дни, но, подключившись к VPP, он может поддерживать стабильную генерацию. Географически распределённые активы обеспечивают избыточность, в то время как программное обеспечение оптимизирует распределение.

Преимущества Виртуальных Электростанций

Виртуальные электростанции раскрывают значительную ценность распределённых энергетических ресурсов, которые иначе были бы ограничены. Ключевые преимущества включают:

Повышение Интеграции Возобновляемых Источников Энергии: Обеспечивая контроль и смягчая изменчивость, VPP упрощают подключение большего количества возобновляемых источников, таких как ветер и солнце, к сети. Они являются ключевой технологией для систем с высокой долей возобновляемой энергии.
Улучшение Надёжности и Устойчивости Сети: VPP могут предоставлять сетевые услуги для балансировки, регулирования частоты и поддержки напряжения. Географическое распределение активов также ограничивает воздействие отключений. Эти возможности позволяют VPP улучшать общую стабильность сети.
Снижение Инвестиций в Инфраструктуру: Объединение существующих DERs часто более экономично, чем строительство новых традиционных электростанций для удовлетворения спроса на электроэнергию. Утилиты могут избегать значительных капитальных затрат с помощью VPP.
Вовлечение и Уполномочение Клиентов: Домохозяйства и предприятия могут играть более активную роль в управлении энергией, присоединяясь к VPP. Это вовлекает клиентов в операции сети для экономии затрат и даже получения дохода.
Эффективное Управление Распределённой Энергией: Программное обеспечение VPP оптимизирует, когда заряжать и разряжать батареи, модулировать нагрузки зданий и увеличивать источники генерации для минимизации затрат. Это может снижать счета за электроэнергию для участников.
Поддержка Электромобилей: VPP могут интегрировать управляемую зарядку электромобилей, чтобы помочь сети справляться с растущим спросом на электроэнергию. Умная зарядка смягчает пики, когда тысячи электромобилей подключаются после работы.

Хотя наиболее распространенными активами сегодня являются солнечные панели, батареи и гибкие нагрузки зданий, VPP могут интегрировать почти любое устройство, подключенное к интернету, которое производит или потребляет электричество. Это может включать в себя умные бытовые приборы, электролизёры водорода, когенерационные установки и многое другое в будущем. Модульная и масштабируемая архитектура означает, что VPP могут координировать широкий спектр ресурсов.

Модели Бизнеса VPP

Существуют две основные бизнес-модели для VPP:

Модель Собственности Утилиты: Местная утилита разворачивает и эксплуатирует VPP для оптимизации своих распределительных сетей и DERs своих клиентов. Эта модель предоставляет утилите максимальную видимость и контроль, что помогает в планировании и операциях.

Модель Агрегатора Третьей Стороны: Внешняя компания привлекает клиентов и агрегирует их DERs в VPP, обслуживающую оптовый рынок энергии или предоставляющую услуги утилите. Участники делят полученные доходы.

Обе модели нацелены на максимизацию экономической ценности, но утилиты больше сосредоточены на надёжности и устойчивости сети, в то время как агрегаторы третьих сторон подчеркивают вовлечение клиентов через экономию затрат на энергию и стимулы. Также возникают гибридные модели, где утилита и агрегатор сотрудничают, чтобы извлечь выгоды для всех заинтересованных сторон.

Разнообразные источники дохода для VPP включают платежи за мощность, сборы за вспомогательные услуги, продажи энергии и операционные сбережения. Монетизация этих потоков ценности является ключом к финансовой жизнеспособности проектов, особенно когда они требуют начальных инвестиций в передовую измерительную и контрольную инфраструктуру.

Будущие Перспективы и Проблемы

Аналитики прогнозируют значительный рост для виртуальных электростанций по мере распространения распределённых возобновляемых источников энергии и умных устройств. Guidehouse (ранее Navigant Research) прогнозирует, что глобальная мощность VPP достигнет более 115 гигаватт к 2027 году, увеличившись в четырнадцать раз с 2019 года. Однако остаются неопределенности в отношении нормативной политики, доступа к рынкам, привлечения клиентов, сложных требований к программному обеспечению и конкурирующих технологий.

Четкие инструкции по консолидации будут критичными для открытия потоков дохода для VPP. В США приказ 841 Федеральной комиссии по регулированию энергетики стремится уравнять условия, требуя, чтобы операторы сетей позволяли VPP участвовать наряду с традиционными генераторами на оптовых рынках энергии. Но проблемы с реализацией сохраняются в отношении процессов подключения, стандартов измерений и требований к прозрачности.

Масштабируемость и интероперабельность представляют дополнительные проблемы. Платформы программного обеспечения VPP должны взаимодействовать с разнообразным оборудованием и быть достаточно надёжными, чтобы координировать потенциально миллионы активов. Отсутствие общих технологических стандартов затрудняет интеграцию plug-and-play. Кибербезопасность также является важной проблемой, учитывая расширение поверхностей атаки.

Takeaway

VPP представляют собой важный шаг в модернизации и децентрализации энергетического сектора. Они наделяют клиентов полномочиями как активных участников сети, сохраняя при этом надёжность. VPP синтезируют вклады распределённых ресурсов для максимизации выгоды для всех заинтересованных сторон с оптимизированной и устойчивой виртуальной электростанцией. Оставшиеся барьеры преодолимы с помощью продуманных политик, нормативных актов, бизнес-моделей и технологических стандартов. VPP ведут эволюцию к более устойчивой и участвуемой сети, которая успешно интегрирует большую долю возобновляемых источников энергии.

Если у вас есть вопросы, касающиеся наших решений для учёта, хранения энергии или VPP, не стесняйтесь обращаться к нам. Мы здесь, чтобы помочь, и рады вашим ценным мыслям и комментариям.