中国储能网讯：随着电力需求十年来首次增长以及化石资产的退役，到 2030 年部署 80-160 GW 的虚拟发电厂 (VPP)（将当前规模增加三倍）可以支持快速电气化，同时将电网成本支出从调峰发电厂转向多元参与方，从而降低总体电网成本。2023年至2030年，美国将需要增加足够的新增发电能力，以满足超过200 GW的峰值需求；如果美国到 2035 年走上 100% 清洁电力的道路，新容量需求可能会增加近一倍。在所有情况下，依赖天气的可再生能源发电组合都将是前所未有的，导致电力供应更加不稳定，对输电容量的需求更高。输电接入队列积压的等待时间平均长达五年，对资源充裕性构成了潜在的挑战。”大规模部署 VPP 有助于以比传统资源更低的成本解决需求增加和高峰上升问题，从而降低美国人的能源成本 - 六分之一的美国人，他们已经拖欠电费了。”

  VPP 是分布式能源 (DER) 的聚合，例如带有用户侧 (BTM) 电池的屋顶太阳能、电动汽车 (EV) 和充电器、电热水器、智能建筑及其控制装置以及灵活的商业和工业 (C&l) 可以平衡电力需求和供应的负载，并像传统发电厂一样提供公用事业规模和公用事业级的电网服务。VPP 将 DER 所有者（包括住宅、商业和工业用电消费者）纳入各种参与模式，为为高效电网运营做出贡献而提供奖励。

虚拟电厂

  VPP并不新鲜，多年来一直采用商业技术运行。目前 30-60 GW 的 VPP 容量中的大部分都用于需求响应计划，这些计划在大电力系统电力供应受限时使用；这些计划关闭或减少智能恒温器、热水器以及商业和工业设备等分布式能源的消耗。然而，VPP 具有执行更广泛功能的技术潜力。当今市场上的 VPP 的示例功能包括改变电动汽车充电时间以避免本地配电系统设备过载、在高峰时段为家庭提供现场太阳能加储能系统的能源以减少对大电力系统的需求、为分布式电池充电 在适当的时候减少公用事业规模的太阳能限电，将商用电动汽车电池的能量输送回电网，并提供辅助服务以维持电能质量，同时最大限度地减少对分布式能源所有者的影响。

   VPP可以以低成本促进资源充裕性；与财务效益同样重要的是，各种形式的虚拟电厂可以提高弹性，减少温室气体排放和空气污染，减少输电和输电阻塞，增强社区容量，并适应不断变化的电网需求。例如，由住宅智能恒温器、智能热水器、电动汽车充电器和 BTM 电池组成的 VPP 可以为公用事业提供比替代方案（公用事业规模的电池和天然气）低 40% 至 60% 的净成本的峰值容量。公用事业公司可以使用 VPP 向参与的最终用户付费，以通过 DER 和支持系统来平衡本地电网的需求，而不是使用天然气调峰发电厂来燃烧燃料并通过输配电 (T&D) 线路输送电力。

VPP的价值主张

  迄今为止，虚拟发电厂与电力系统规划、运营和市场参与的整合有限，抑制了增长。在大多数司法管辖区，法规驱动的电网规划要求和成本效益评估低估了 VPP 的潜在收益，阻碍了对支持 VPP 的项目和潜在电网升级的投资。公用事业公司和区域电网运营商将 VPP 集成到配电系统和大电力系统中所需的 VPP 规划、运营、测量和评估工具和协议已经出现，但因服务提供商和管辖范围而异。这种复杂性和分散性导致公用事业公司对 VPP 的可靠性缺乏信心，这反过来又导致多年来通过试点收集数据，尽管取得了成功，但尚未扩大规模。

  到 2030 年，部署 80-160 GW 的 VPP 来帮助满足国家容量需求，可以节省每年 10B 美元的电网成本，并将电网支出直接返还给电力消费者。按此规模，VPP 可以贡献峰值的大约 10-20% 需求，并根据分布式能源可用性和公用事业规模可再生能源发电组合等条件进行本地变化。可加入 VPP 的潜在 DER 容量正在加速增长，其中电动汽车代表了绝大多数增长，需求高度灵活。从 2025 年到 2030 年，电网每年预计将增加：来自电动汽车充电基础设施的 20-90 GW 的铭牌需求容量和来自电动汽车电池的 300-540 GWh 的铭牌储能容量；另外 5-6 GW的来自电动汽车充电基础设施的铭牌储能容量。智能恒温器、智能热水器和非住宅分布式能源；分布式太阳能和燃料发电机的铭牌发电容量为 20-35 GW；固定电池的铭牌储能容量为 7-24 GWh。

VPP起飞

  注：2023 年 VPP 容量基于 Wood Mackenzie (2023) 和 FERC (2021) 的估计。2030 年 VPP 容量潜力和节省潜力基于 The Brattle Group (2023) 和 Clack 等人 (2021) 的行业访谈和分析。有关资产退役和峰值增长估计的详细信息，请参阅脚注 【1】。

  本报告紧急呼吁各利益相关方采取行动，加速 VPP 的起飞。其目的是发起并组织能源部 (DOE)、其他公共部门领导人和私营部门之间的对话，以制定前进的道路。这包括五个要点的进展。

VPP起飞的必要条件

  1. 以公平的利益扩大 DER 的部署：政府、非营利组织、公用事业公司、DER 制造商和 VPP 平台可以合作，为 DER 采用和 VPP 部署提供全面支持，优先考虑公平的利益，包括电费节省、电网可靠性和弹性、空气质量改善 和工作机会。例如，为节能、支持 VPP 的设备提供低成本融资和折扣，可以促使消费者将设备或车辆升级的支出转向具有更大潜在系统效益的 DER。

  2. 简化 VPP 注册：公用事业公司、DER 制造商、VPP 平台、消费者权益倡导者和监管机构可以制定分阶段方法来简化 VPP 参与者注册。措施包括消费者教育、在购买时将 DER 自动注册到 VPP（具有选择退出选项）以及更广泛地支持 DER 设备的 VPP。

  3. 提高 VPP 运营的标准化：私营部门和公共部门利益相关者可以改善制定指南、标准和/或要求的协调和资源配置，使 VPP 更具可重复性，并缩短各个 VPP 部署的设计和试点阶段。优先领域包括改进的 DER 和 VPP 预测工具、标准化服务协议合同以及测量和验证 (M&V) 方法。配电网运营整体标准化（即包括 VPP 在内）将加速起飞；关键领域包括配电系统可靠性标准和用于管理系统参与者的正式电网规范、分布式能源互连和数据标准以及网络安全。标准化程度的提高（要求 3）将加速 VPP 融入零售和批发市场（要求 4 和 5）。

  4. 纳入公用事业规划和激励措施：政府、公用事业和非营利组织可以增加对公用事业监管机构（例如公用事业委员会、合作社董事会等）的资源和人员支持，以修订或引入新的配电系统规划要求、采购流程、 费率制定和客户计划，促进具有成本效益的 DER 采用和 VPP 部署，同时考虑潜在的必要电网升级。

  5. 融入批发市场：在重组市场中，ISO/RTO 可能受益于有针对性的支持，以便按照 FERC 2222 号令的规定，将 VPP 及时、包容性地纳入系统规划和市场。

  作为扩大现有 DER 和 VPP 技术以及当今运营的商业模式（本报告的重点）的并行途径，应继续对下一代 DER 和 VPP 创新进行投资。

  美国能源部及其合作者正在实施 20 多个补充计划，以加速 VPP 的启动。现有计划包括对 DER 和 VPP 部署的融资支持、VPP 建模和规划工具的开发、示范项目、电网现代化战略指南等。其他计划可能会 其形成是为了响应本报告旨在促进的行业参与。

  脚注

  【1】 2023 年至 2030 年间，美国的峰值需求预计将增长约 8%，从 743 GW增至 802 GW，增量 59 GW（TheBrattle Group 根据国家能源模型政策办公室的总电力消耗预测估算） 系统中型电气化场景）。据估计，2023 年至 2030 年间将有 162 GW至 183 GW的发电量退役。如果退役资产满负荷运行，退役加上峰值需求增长将意味着 221 至 242 GW 的供应缺口。然而，近期和预期退役的大部分是老化的燃煤电厂，一些石油和天然气电厂也将退役；退役资产可能会低于满负荷运行。因此，保守估计需求约为200GW（约60GW新峰值需求+～140GW不再由退役资产满足的峰值需求）。