Кіріспе

Бұлтқа негізделген электр станциясы"Виртуалды электр станциялары "Энергия интернеті" болып табылады, деді Pike Research компаниясының аға сарапшысы Питер Асмус. "Бұл жүйелер тұтынушыға қажетті электр энергиясын жеткізу мен тұтыну қызметтерін ұсыну үшін қолданыстағы желі желілерін пайдаланады. VPP бағдарламалық қамтамасыз ету жүйесі бағдарламалық қамтамасыз ету жүйесіне негізделген күрделі жиынтықты пайдалана отырып, соңғы пайдаланушы үшін де, тарату қызметі үшін де құндылықты барынша арттырады. Олар динамикалық, нақты уақытта құндылық береді және клиенттердің жүктеме жағдайларының өзгеруіне тез жауап бере алады. "Виртуалды электр станциясы (ВЭС) - желіге қуат беру үшін бірнеше, мүмкін гетерогенді, қуат көздерін біріктіретін жүйе. Әдетте ВЭС өз өнімдерін электр компаниясына сатады. VPP-тер жеке энергия ресурстарын пайдалану үшін өте аз, сондықтан оларды жинақтап, нарыққа шығару мүмкін емес.

Таратылған энергия ресурстары

Әдетте VPP-да көп мөлшерде бөлінген энергия ресурстары (DER) жинақталады. Ресурстар жөнелтілетін немесе жөнелтілмейтін, бақыланатын немесе икемді жүктеме (CL немесе FL) болуы мүмкін. Ресурстарға микро-ТЖҚ, табиғи газбен жұмыс істейтін тетікті қозғалтқыштар, шағын ауқымды жел электр станциялары (ЖЭС), фотоэлектрлік (ФЭ), өзен гидроэлектр станцияларының жұмысы, шағын гидроэлектр станциялары, биомасса, резервтік генераторлар және энергия сақтау жүйелері, мысалы, үй немесе көлік батареялары (ЭСС), және тұтынуы реттелетін құрылғылар (мысалы, су жылытқыштар және құрылғылар) кіруі мүмкін. Сандар мен гетерогендік жүйелік шығыстың бір ресурсқа тәуелді емес екенін білдіреді, тіпті бір ресурстың шығысы болжауға болмайтын болса да, тұрақты шығыс әлеуетін ұсынады. Vehicle to Grid технологиясы желіге қосылған электр көліктеріне VPP-ге қатысуға мүмкіндік береді. Содан кейін VPP әрбір көлік құралының зарядталу/ауыстыру жылдамдығын (қуатты қабылдау/беру) бақылайды. VPP көліктердің зарядталу жылдамдығын бәсеңдетеді немесе кері қайтарады. Керісінше, желіде артық қуат болған кезде көліктер еркін зарядталады. Бұл принцип басқа жүйелерге де қолданылады, мысалы жылу сорғылары немесе ауа баптау құрылғылары, олар сұранысты азайту үшін өздерінің қуат сұранысын төмендетуі мүмкін. Қоймаға негізделген VPP жылу генераторларына қарағанда (мысалы, табиғи отынмен жұмыс істейтін зауыттар) жоғары жылдамдықпен өрлеуі мүмкін, бұл әсіресе қаз қисықтығы бар желілерде құнды және таңертең және кешке жоғары өрлеу талаптарын қанағаттандыруы керек.

Операция

Электр қуатын жеткізу басқару жүйесімен бақыланады. VPP-ның үлестірілген табиғаты бағдарламалық жасақтаманы электр энергиясы сұраныстарына, коммуналдық шоттарға, ресурс иелеріне төлемдерге және т.б. тиісті және қауіпсіз жауап беруге қажет етеді.

Қызметтер

Әдетте, VPP электр қуатын (тек) коммуналдық қызмет сұраған кезде ғана береді.

Қалқыма шыңын шаю

Тиісті ресурстармен VPP қысқа мерзімде қосымша қуатты жеткізе алады, бұл коммуналдық қызметтерге шың жүктемелерін басқаруға көмектеседі, әйтпесе қымбат қуатты шың зауытынан сатып алу қажет (әдетте қарапайым циклді немесе аралас циклді табиғи газ турбинасын жұмыс істейді).

Жүктің ілесуі

Ерекше масштабты VPP генератордың жүктемесі ретінде жұмыс істей алады, ол күндіз/түнгі цикл бойы сұраныс өзгерген сайын өнімді динамикалық түрде қамтамасыз етеді.

Қосалқы қызметтер

Виртуалды электр станциялары желі тұрақтылығын сақтауға көмектесетін қосымша қызметтерді, мысалы, жиілікті реттеу және пайдалану резервін қамтамасыз етуді қамтамасыз ете алады. Бұл қызметтер негізінен электр энергиясын сұраныс пен жеткізудің бір мезгілдегі теңгерімін сақтау үшін қолданылады. Бұл қызметтер жүктемені көтеру немесе азайту сигналдарына секундтан минутқа дейін жауап беруі керек.

Энергия саудасы

VPP энергияны жеткізуші ресурстар арасында бөлінген кірісті өндіреді, бұл ресурс иелерін кәсіпорынға қосылуға шақырады. Энергия нарықтары - электр энергиясымен тікелей айналысатын тауарлардың көтерме сауда нарықтары.

Нарықтар

Әлемдік виртуалды электр станциялары (ВЭС) нарығы 2024 жылы 1333 миллион АҚШ долларынан 2030 жылға қарай 4885 миллион АҚШ долларына дейін өседі деп болжанып отыр. Еуропа - ең ірі нарық, оның үлесі 50%-дан асады, содан кейін Азия-Тынық мұхит аймағы мен Солтүстік Америка, тиісінше 25% және 20%-ға жуық.

Америка Құрама Штаттары

АҚШ-та виртуалды электр станциялары сұранысты басқаруға көмектеседі және сұранысқа жауап беру (DR) және басқа да жүктемені ауыстыру тәсілдері арқылы желі функцияларының сенімділігін нақты уақытта қамтамасыз етеді. 2023 жылы Энергетика департаменті ВЭС қуатын шамамен 30-60 гВт-қа, яғни электр энергиясына қажеттіліктің 4-8%-ына тең деп есептеді. Калифорнияда екі электр нарығы бар: жеке бөлшек сауда және көтерме сауда. 2022 жылдан бастап PG&E VPP провайдерлеріне сұраныс жоғары кезінде $2/kWh төледі. 2022 жылдың тамыз/қыркүйек айларында SunRun VPP көбінесе 80 МВт-ты шыңдау кезінде, ал Tesla VPP 68 МВт-ты жеткізді. Вермонт штатының Green Mountain Power компаниясы Tesla компаниясымен бірге Powerwall бағдарламасына қатысатын тұтынушыларға жеңілдікпен қызмет көрсетеді. VPP-ны көбінесе агрегаторлар деп атайды. Бір VPP Шотландияның Эйг аралында жұмыс істеді. Next Kraftwerke компаниясы Германияның Кёльн қаласында жұмыс істейді. Ол жеті еуропалық елде электр энергиясын өндіруге арналған электр станцияларын (VPP) пайдаланады. Компания биогаз, күн және жел энергиясын, сондай-ақ электр энергиясын тұтынушыларды ірі көлемде жинақтап алады. Тарату желісінің операторы, UK Power Networks және батарея өндірушісі және қуат агрегаторы Powervault 2018 жылы Лондонда бірінші VPP-ді құрды, ол 0,32 МВт/сағ қуатын ұсынатын Барнет лондондық ауданындағы 40+ үйге батарея жүйелерінің паркін орнатты. Бұл жоспар 2020 жылы Лондонның Сент-Хелиер қаласында екінші келісімшарт арқылы кеңейтілді. 2019 жылдың қыркүйегінде SMS plc Ирландияның Solo Energy компаниясын сатып алғаннан кейін Ұлыбританиядағы VPP секторына кірді. 2020 жылдың қазан айында Tesla компаниясы Ұлыбританияда Octopus Energy компаниясымен серіктестікке отырып, Tesla Energy Plan-ті іске қосты, бұл үй шаруашылықтарына VPP-ге қосылуға мүмкіндік берді. Қатысушылардың үйлері күн батареяларынан немесе "Октопус Энергия" компаниясынан жаңартылатын энергиямен қамтамасыз етіледі.

Австралия

2020 жылдың тамызында Tesla әрбір Housing SA үй-жайларына 5 кВт шатырдағы күн жүйесі мен 13,5 кВт-сағ. Powerwall батареясын жалға алушыға ешқандай шығындарсыз орната бастады. Оңтүстік Австралияның ең ірі виртуалды электр станциясы ретінде батарея және күн жүйелері орталықтандырылған басқарумен 20 МВт генерациялық қуат пен 54 МВт/сағ. энергияны сақтауды қамтамасыз етті. 2016 жылдың тамызында AGL Energy Австралияның Аделаида қаласында 5 МВт-тық виртуалды электр стансасын салуды жариялады. Компания Сан-Францискодағы Sunverge Energy компаниясынан 1000 үй шаруашылығы мен бизнеске батареялар мен фотоэлектр жүйелерін жеткізуді жоспарлаған. Жүйелер тұтынушыларға 3500 австралиялық долларды құндайды және қазіргі тарату желісі тарифтері бойынша шығындарды 7 жылда өтеуге болады деп күтілуде. Бұл жобаның құны 20 млн австралия долларын құрайды және әлемдегі ең ірі жоба деп аталады.