美國已實施VPP試點項目多年。作為一種對電網(wǎng)和最終用戶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)電廠進行競爭的優(yōu)勢，使得市場日益成熟。
VPP是小規(guī)模分布式能源(DER)的虛擬聚合，包括光伏系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、電動汽車充電器，以及熱水器、恒溫器和電器等需求響應設(shè)備。VPP技術(shù)有望取代電網(wǎng)中的天然氣“調(diào)峰電廠”，在電力需求高峰時段提供了額外的電力。
在過去十年里，美國已經(jīng)投資1200多億美元開發(fā)100 GW發(fā)電容量，主要是為了實現(xiàn)資源充足性。波士頓咨詢公司Brattle Group的一項研究估計，到2033年，美國公用事業(yè)公司通過專門部署VPP來滿足峰值容量可以節(jié)省350億美元。
美國能源部貸款項目辦公室主任Jigar Shah表示：“通過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VPP參與者來說。”
Brattle Group針對一家擁有170萬居民客戶的公用事業(yè)公司展開了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，對于太陽能和風能發(fā)電的凈峰值需求為3.6 GW。該公司的目標是到2030年實現(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)級電池在內(nèi))低出40%至60%的成本。
圖片：Brattle Group
據(jù)Brattle Group估計，到2033年部署60 GW的VPP可以滿足美國的資源充足性需求，且成本比替代方案低150億至350億美元。同時，這還可以在未來十年內(nèi)提供價值超過200億美元的排放和彈性效益。
Shah說道：“VPP不僅僅提供脫碳和電網(wǎng)服務，它們還通過提高自動化效率、容量支持和非線纜替代方案，越來越多地為電網(wǎng)運營商提供大規(guī)模、公用事業(yè)級發(fā)電和系統(tǒng)擴建替代方案。”
Hestia計劃
美國能源部貸款項目辦公室一直支持VPP。最近，該辦公室提議向能源即服務提供商Sunnova公司提供30億美元的有條件貸款，以在全國范圍內(nèi)推出“Hestia計劃”。該計劃旨在為美國各地的貧困社區(qū)提供太陽能和VPP服務，否則這些社區(qū)可能無法獲得住宅光伏系統(tǒng)的貸款。Sunnova公司將獲得間接的、部分擔保的資助，用于支持客戶賬戶的貸款。
符合條件的家庭必須使用Sunnova公司的能源管理系統(tǒng)，他們可以通過智能手機或其他電子設(shè)備訪問。該系統(tǒng)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(wǎng)運營。
如果獲得批準，美國能源部的一攬子計劃將支持太陽能、儲能及其他具有VPP能力的Sunnova家用自適應技術(shù)的貸款發(fā)放。這些擔?？梢酝苿痈哌_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計劃將使私營部門對美國弱勢社區(qū)和能源基礎(chǔ)設(shè)施的歷史性投資成為可能。”
順應市場趨勢
不斷變化的美國能源市場狀況進一步推動了VPP的采用?！断鳒p通脹法案》提供的3690億美元氣候和能源資金中包括為能源社區(qū)服務的許多要求，而弱勢社區(qū)對公平的能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。指定能源社區(qū)的項目有資格額外獲得10%的投資稅收抵免，在可再生能源項目30%的基本投資稅收抵免基礎(chǔ)上提供補充。
美國其他州也開始效仿加利福尼亞州，削減或取消凈能源計量(NEM)，這是一種有助于啟動美國住宅太陽能市場的電力計費機制。原來的NEM電價為客戶提供所有向電網(wǎng)輸送電力的零售價值。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。太陽能安裝商警告稱，這可能會催生一個基于儲能電池自發(fā)自用的市場，并因此導致脫離電網(wǎng)，而這對電網(wǎng)的靈活性幾乎毫無助益。而VPP提供包括需求響應、調(diào)整峰值需求等在內(nèi)的電網(wǎng)服務，可以激勵客戶在電網(wǎng)高峰時段減少能源使用或輸出電力，使電網(wǎng)運營更加靈活。
增強電網(wǎng)彈性
VPP還能加強受氣候變化相關(guān)極端天氣影響地區(qū)的電網(wǎng)彈性。住宅太陽能安裝商Sunrun已被選中在波多黎各地區(qū)部署一個17 MW的太陽能+儲能VPP網(wǎng)絡(luò)。
在2017年遭遇瑪麗亞颶風重創(chuàng)之后，這個加勒比島嶼的政府通過2019年《波多黎各能源公共政策法案》創(chuàng)建了一個分布式能源(DER)的框架。
Sunrun公司將于今年為在波多黎各安裝VPP，并從明年開始運營。該公司表示，當?shù)乜蛻魧⒐?jié)省電力成本，且可以就他們向電網(wǎng)(目前由美國和加拿大合資公司LUMA Energy運營)提供的電池儲能容量獲得補償。Sunrun公司表示，這個VPP計劃為期10年，期滿后客戶可以選擇退出。
Sunrun公司首席執(zhí)行官Mary Powell表示：“我們正在通過改變模式來解決島上的能源安全問題。這樣，屋頂光伏系統(tǒng)的電力可以儲存在電池中，為每個家庭供電，并與鄰居分享，由此實現(xiàn)清潔的共享能源經(jīng)濟。”
