美國(guó)已實(shí)施VPP試點(diǎn)項(xiàng)目多年。作為一種對(duì)電網(wǎng)和最終用戶(hù)都有利的低成本替代方案，VPP技術(shù)具有與公用事業(yè)規(guī)模的集中式發(fā)電廠進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)，使得市場(chǎng)日益成熟。
VPP是小規(guī)模分布式能源(DER)的虛擬聚合，包括光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē)充電器，以及熱水器、恒溫器和電器等需求響應(yīng)設(shè)備。VPP技術(shù)有望取代電網(wǎng)中的天然氣“調(diào)峰電廠”，在電力需求高峰時(shí)段提供了額外的電力。
在過(guò)去十年里，美國(guó)已經(jīng)投資1200多億美元開(kāi)發(fā)100 GW發(fā)電容量，主要是為了實(shí)現(xiàn)資源充足性。波士頓咨詢(xún)公司Brattle Group的一項(xiàng)研究估計(jì)，到2033年，美國(guó)公用事業(yè)公司通過(guò)專(zhuān)門(mén)部署VPP來(lái)滿(mǎn)足峰值容量可以節(jié)省350億美元。
美國(guó)能源部貸款項(xiàng)目辦公室主任Jigar Shah表示：“通過(guò)更加高效地部署電網(wǎng)資產(chǎn)，聚合分布式資源全面降低了電力成本，尤其是對(duì)VPP參與者來(lái)說(shuō)。”
Brattle Group針對(duì)一家擁有170萬(wàn)居民客戶(hù)的公用事業(yè)公司展開(kāi)了400 MW資源充足性研究。這家電力公司的峰值總需求為5.7 GW，對(duì)于太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電的凈峰值需求為3.6 GW。該公司的目標(biāo)是到2030年實(shí)現(xiàn)50%的可再生能源發(fā)電量。研究發(fā)現(xiàn)，在電力需求高峰期使用VPP將比其他替代方案(包括天然氣調(diào)峰電廠和電網(wǎng)級(jí)電池在內(nèi))低出40%至60%的成本。
圖片：Brattle Group
據(jù)Brattle Group估計(jì)，到2033年部署60 GW的VPP可以滿(mǎn)足美國(guó)的資源充足性需求，且成本比替代方案低150億至350億美元。同時(shí)，這還可以在未來(lái)十年內(nèi)提供價(jià)值超過(guò)200億美元的排放和彈性效益。
Shah說(shuō)道：“VPP不僅僅提供脫碳和電網(wǎng)服務(wù)，它們還通過(guò)提高自動(dòng)化效率、容量支持和非線纜替代方案，越來(lái)越多地為電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商提供大規(guī)模、公用事業(yè)級(jí)發(fā)電和系統(tǒng)擴(kuò)建替代方案。”
Hestia計(jì)劃
美國(guó)能源部貸款項(xiàng)目辦公室一直支持VPP。最近，該辦公室提議向能源即服務(wù)提供商Sunnova公司提供30億美元的有條件貸款，以在全國(guó)范圍內(nèi)推出“Hestia計(jì)劃”。該計(jì)劃旨在為美國(guó)各地的貧困社區(qū)提供太陽(yáng)能和VPP服務(wù)，否則這些社區(qū)可能無(wú)法獲得住宅光伏系統(tǒng)的貸款。Sunnova公司將獲得間接的、部分擔(dān)保的資助，用于支持客戶(hù)賬戶(hù)的貸款。
符合條件的家庭必須使用Sunnova公司的能源管理系統(tǒng)，他們可以通過(guò)智能手機(jī)或其他電子設(shè)備訪問(wèn)。該系統(tǒng)將推薦需求響應(yīng)行為，使家庭用戶(hù)能夠降低能源成本，同時(shí)在高峰需求期間幫助平衡電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)。
如果獲得批準(zhǔn)，美國(guó)能源部的一攬子計(jì)劃將支持太陽(yáng)能、儲(chǔ)能及其他具有VPP能力的Sunnova家用自適應(yīng)技術(shù)的貸款發(fā)放。這些擔(dān)保可以推動(dòng)高達(dá)50億美元的貸款發(fā)放，節(jié)省利息并降低加權(quán)平均投資成本。
Sunnova公司首席執(zhí)行官William J. Berger表示：“Hestia計(jì)劃將使私營(yíng)部門(mén)對(duì)美國(guó)弱勢(shì)社區(qū)和能源基礎(chǔ)設(shè)施的歷史性投資成為可能。”
順應(yīng)市場(chǎng)趨勢(shì)
不斷變化的美國(guó)能源市場(chǎng)狀況進(jìn)一步推動(dòng)了VPP的采用。《削減通脹法案》提供的3690億美元?dú)夂蚝湍茉促Y金中包括為能源社區(qū)服務(wù)的許多要求，而弱勢(shì)社區(qū)對(duì)公平的能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。指定能源社區(qū)的項(xiàng)目有資格額外獲得10%的投資稅收抵免，在可再生能源項(xiàng)目30%的基本投資稅收抵免基礎(chǔ)上提供補(bǔ)充。
美國(guó)其他州也開(kāi)始效仿加利福尼亞州，削減或取消凈能源計(jì)量(NEM)，這是一種有助于啟動(dòng)美國(guó)住宅太陽(yáng)能市場(chǎng)的電力計(jì)費(fèi)機(jī)制。原來(lái)的NEM電價(jià)為客戶(hù)提供所有向電網(wǎng)輸送電力的零售價(jià)值。加利福尼亞州的NEM 3.0費(fèi)率基本上扼殺了輸出電力的價(jià)值，其他州也會(huì)效仿。太陽(yáng)能安裝商警告稱(chēng)，這可能會(huì)催生一個(gè)基于儲(chǔ)能電池自發(fā)自用的市場(chǎng)，并因此導(dǎo)致脫離電網(wǎng)，而這對(duì)電網(wǎng)的靈活性幾乎毫無(wú)助益。而VPP提供包括需求響應(yīng)、調(diào)整峰值需求等在內(nèi)的電網(wǎng)服務(wù)，可以激勵(lì)客戶(hù)在電網(wǎng)高峰時(shí)段減少能源使用或輸出電力，使電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)更加靈活。
增強(qiáng)電網(wǎng)彈性
VPP還能加強(qiáng)受氣候變化相關(guān)極端天氣影響地區(qū)的電網(wǎng)彈性。住宅太陽(yáng)能安裝商Sunrun已被選中在波多黎各地區(qū)部署一個(gè)17 MW的太陽(yáng)能+儲(chǔ)能VPP網(wǎng)絡(luò)。
在2017年遭遇瑪麗亞颶風(fēng)重創(chuàng)之后，這個(gè)加勒比島嶼的政府通過(guò)2019年《波多黎各能源公共政策法案》創(chuàng)建了一個(gè)分布式能源(DER)的框架。
Sunrun公司將于今年為在波多黎各安裝VPP，并從明年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。該公司表示，當(dāng)?shù)乜蛻?hù)將節(jié)省電力成本，且可以就他們向電網(wǎng)(目前由美國(guó)和加拿大合資公司LUMA Energy運(yùn)營(yíng))提供的電池儲(chǔ)能容量獲得補(bǔ)償。Sunrun公司表示，這個(gè)VPP計(jì)劃為期10年，期滿(mǎn)后客戶(hù)可以選擇退出。
Sunrun公司首席執(zhí)行官M(fèi)ary Powell表示：“我們正在通過(guò)改變模式來(lái)解決島上的能源安全問(wèn)題。這樣，屋頂光伏系統(tǒng)的電力可以?xún)?chǔ)存在電池中，為每個(gè)家庭供電，并與鄰居分享，由此實(shí)現(xiàn)清潔的共享能源經(jīng)濟(jì)。”
