北美虚拟电厂的相关进展
图片来源：西门子
随着电网技术的发展，分布式能源（DER）在相对较短的时间内取得了长足的进步，而且步伐似乎正在加快。新设备、软件和应用程序在不断发展，这只会增加我们跟上所有发展的琐事。因此，我们必须保持耳聪目明。已知不同的观点可以揭示一些有趣的见解，这些见解最近对分布式能源产生了不同的倾向。
几个月前，“提前充电”栏目（2019年11月T＆D World）以用户侧能源为特色，本应充分涵盖该主题，但观点可能会改变。这就是所谓在电表背后（BTM）领域中的虚拟电厂（VPP）。虚拟电厂是独立DER系统的网络，利用基于云的控制系统实现类似单个大容量电源一样的功能。
草根用户侧分布式能源BTM-DER
对于主要是由个人商业、工业和住宅客户来说，用户侧分布式能源是一项艰巨的任务，它并不是由公用事业、监管机构或政策制定者所驱动。用户侧分布式能源技术本质上是数字的、且易于使用，这也有助于使这些客户或聚合商更容易地聚合电力输出并售回电网。
这也有助于太阳能电池板和电池存储系统的价格大幅下降，并且这种下降趋势有望继续。这尤其值得注意，因为客户对这些用户侧分布式能源系统的接受度正在加速增长。这将增加单个用户侧分布式能源资产的数量，而这正是虚拟电厂所需要的。请记住，这些设备已经在改变公用事业的业务计划，聚合加剧了这种情况。
根据Navigant Research最近的一份报告，“ 分布式能源的扩散将成为未来十年传统能源行业最具破坏性的趋势之一。” 此外，Navigant预测，到2028年分布式能源的发电容量将超过500 GW，而这些分布式能源无疑正在改变现状。
如果需要更多证据，太阳能工业协会（SEIA）报告称，2019年苹果公司拥有393.2兆瓦光伏面板，是全美第一大公司太阳能用户。亚马逊以329.8兆瓦位居第二，而Target则排名第三，具有242.4 MW。SEIA还报告说，2019年第二季度住宅太阳能容量超过600兆瓦，这已经是连续第四季度超过这个限值。
目前有很多独立的发电设施，但是当将它们组合在一起时，很容易看到虚拟电厂的出现。最初，我们的个人客户将用户侧分布式能源视为一项可为他们带来积极收益（绿色电力和降低的电费）的技术，但是后来，净计量法规将客户变成了生产者。Prosumer即是消费者consumer，而且还是发电商producer。Prosumer吸引了聚合商的注意，但并没有止步于此。
用户侧分布式能源和存储
当生产者成为销售者时，这真的变得很有趣。prosumage概念已经存在了好几年，但是如果这是一个陌生的术语，则其名称来自生产者（producer）加上消费者（consumer）加上储能（storage）的组合。
拥有储能功能的客户并不是什么新鲜事物，但是请注意，prosumage对能源市场经济性的关注。他们了解到，储能提供了一种需求和使用时间费用的方法，以应对公用事业所施加的阻止日益增长的分布式发电问题。
Tesla-Powerwall 2带太阳能电池板的房屋。
记得几年前，联邦能源管理委员会（FERC）批准了一项规则，允许储能参与容量、能源和辅助服务市场。Prosumagers很快意识到，这条规则为他们提供了进入关键服务市场的途径，该市场可以产生金钱和电力。
有趣的是，2019年Black＆Veatch（B＆V）“战略方向报告”包含了有关用户侧能源供应选项的部分（注意-完整报告可在B＆V网站上找到）。今年的一项调查问题询问了约900名行业领导者：“您是否认为客户或第三方采用替代的“隐藏式”能源供应选项对公用事业业务模式构成威胁？”
图片来源：https://www.bv.com/perspectives/executive-summary
结果非常惊人。近46％的受访者表示：“是的，如果监管模式排除市场灵活性。” 大约43％的人认为，“威胁可能来自公用事业未能部署自己的替代能源解决方案。” 令人惊讶的是，约27％的受访者表示：“不，相对于传统发电来源对电网维护计划的重要性，新一代发电来源的采用速度太慢。” 因此，再次有观点主导着这些领导者如何看待用户侧技术的影响。
Prosumage获得牵引力
“prosumers” (producers, consumers and storage), the term “prosumage” has emerged.
全球气候变化将客户转变为消费者，获得了意想不到的推动。这种现象正在产生所谓的极端天气事件。风暴导致长时间的停电，并且可能持续数天、数周甚至数月，这不仅令人沮丧和破坏性，而且可能危及生命。
此外，野火催生了一种新的停电类别，以防止发生此类火灾——加州提出了所谓基于公共安全的停电措施（the public safety power shutoff）。在发生野火危险极高的地区，电力将被切断。客户认为他们不担心停电，因为他们安装了屋顶太阳能系统。但是结果令他们感到惊讶，他们发现自己的系统并非设计为在停电期间可以正常工作。这是一个复杂的主题，但为了简单起见，大多数这些系统都使用电网来缓冲其太阳能发电的可变性。
没有电网的缓冲能力，太阳能发电会经历电压和电流波动，这可能会损坏客户的电子设备和电机。电网故障时，关闭太阳能系统还有另一个非常重要的原因——公用事业人员在停电期间在电路上工作。任何由客户产生的电源供电对检修人员都是危险的。这些问题都不是最重要的问题，但是它们指出，与该技术有关的每个人都需要了解他们期望该技术能够做什么，当这些系统能够正常工作时，是令人惊奇的。
去年，南澳大利亚州政府与特斯拉合作，宣布了一个虚拟电厂项目，该项目将包括50,000栋房屋。特斯拉表示，他们完成了第一阶段和第二阶段的工作，共连接了1000多个房屋。特斯拉为每个房屋提供5 kW屋顶太阳能电池板和13.5 kWh Powerwall 2储能电池。使用复杂的软件，每个房屋相互连接在一起以形成虚拟电网。第三阶段将连接其余50,000套房屋。完成后，完整的虚拟电厂将为南澳大利亚的电网提供250 MW的电力和650 MWh的储能。
同样在2019年，加州公司AutoGrid的新闻稿宣布，它将与日本能源服务公司ENERES合作进行虚拟电厂项目。预计到2020年至2021年之间，虚拟电厂将增加10,000多个分布式太阳能资产（包括存储）。
在所有这一切发生的同时，Sunrun去年向联邦能源管理委员会FERC提出了动议。结果是FERC发布了一项指令，使居民聚合服务免于遵守某些联邦资格的设施备案要求。当将用户侧分布式能源组合用于虚拟电厂时，这曾经是一个很大的障碍。当然，感兴趣的聚合商仍然需要处理本地和州的法规，但这是朝着北美（NA）的更多虚拟电厂项目迈进的开始。
说到北美，在美国，将用户侧分布式能源聚合成虚拟电厂引起了很多兴趣。奥斯汀能源公司、德克萨斯大学（UT）奥斯汀分校、电力研究院（EPRI）和能源部（DOE）正在探索他们所谓的“灵活的能源途径”。简而言之，美国能源部已为一个名为SOLACE（太阳能关键基础设施激励系统）的项目提供了500万美元的资助。该计划是针对SOLACE项目的，该项目将房屋太阳能电池板连接在一起，并在Austin Energy的大型蓄电池中存储电能。
该团队将使用由UT Austin开发的联网逆变器和其他设备，形成连接到Austin Energy电网的微电网。这个想法是能够在断电期间将电能从电池通过Austin Energy的网络转移到关键负载。
所有这些都指出，对用户侧电网的看法正在发生变化，但其现实也在发生变化。输电系统正在从集中式电站转变为更加多样化的电源。当客户开始尝试使用太阳能电池阵列和其他用户侧分布式能源技术时，它开始演变为虚拟电厂。这些虚拟电厂能够提供与传统发电厂相同的服务，而没有化石燃料发电带来的负担。作为一个行业，我们是否为此做好了准备？我们必须做，最好做得到！
The Reality of Virtual Power Plants
Take 50,000 DER assets + storage + complex software = a 250 MW power plant.
https://www.tdworld.com/distributed-energy-resources/article/21122679/the-reality-of-virtual-power-plants
Gene Wolf
FEB 11, 2020
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