虛擬發電廠(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，虛擬發電廠具有與集中式公用事業規模的化石燃料發電廠進行競爭的優勢，并且其市場日益成熟。

虛擬發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，通過開發和部署滿足峰值容量的虛擬發電廠，美國公用事業公司可以節省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，尤其是虛擬發電廠。”

Brattle集團對一家擁有170萬住宅用戶的公用事業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，對于光伏發電和風力發電的凈峰值需求為3.6GW。該公司的目標是到2030年一半的電力來自可再生能源。研究發現，虛擬發電廠在電力需求峰值期間的使用將比其他替代品(包括天然氣峰值發電廠和電網規模電池儲能系統)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模和公用事業級的發電設施替代方案。”

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提供光伏系統和虛擬發電廠服務，否則這些社區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電廠能力的Sunnova自適應技術的貸款發放。這些貸款擔保可以推動高達50億美元的貸款發放，節省利息并降低加權平均投資成本。

Sunnova公司首席執行官William J.Berger說：“Hestia計劃將使私營部門對美國弱勢社區和能源基礎設施的歷史性投資成為可能。”

美國能源市場發展

不斷變化的美國能源市場狀況進一步推動了擬發電廠的采用。《削減通脹法案》提供的3690億美元的氣候和能源資金包括為能源社區服務的許多要求，而弱勢社區對公平的能源轉型至關重要。指定能源社區的項目有資格獲得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

虛擬發電廠還加強了受氣候變化相關極端天氣影響地區的電網彈性。住宅光伏安裝商Sunrun公司已被選中在波多黎各地區部署一個17MW的光伏+儲能系統構建的虛擬發電廠網絡。

在2017遭遇年瑪麗亞颶風之后，加勒比島地區政府通過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建了一個框架。

Sunrun公司將于今年在波多黎各安裝虛擬發電廠，并于2024年開始運營。該公司表示，將為當地客戶節省電力成本，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年的虛擬發電廠計劃允許客戶選擇退出。

Sunrun公司首席執行官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，創造清潔的共享能源經濟。”

來源：pv-magazine