分析师：破解三大关键难题，虚拟电厂规模化可释放多重效益

公用事业公司、供应商和分析师一致认为，虚拟电厂（VPP）若要充分发挥潜力，需在控制技术、通信流程及用户补偿机制三方面实现突破。

VPP是通过先进软件对分布式能源资源进行聚合管理，以满足电力系统需求（包括负荷削减与系统稳定性）的体系。据一项估算，截至2023年年中，北美已拥有超过500个VPP项目，总容量高达60吉瓦。美国能源部（DOE）表示，到2030年，VPP灵活容量有望扩展至160吉瓦，可覆盖美国预计802吉瓦峰值负荷的近20%。

美国能源部贷款项目办公室主任Jigar Shah在2022年9月撰文指出，将分布式能源资源“规模化整合”进VPP将面临挑战，但这些障碍“远非无法解决，且值得换取一连串的效益”。即便是那些研究显示VPP可成为关键电力系统解决方案的分析师也承认，规模化挑战真实存在，且目前仅处于初步应对阶段。

Brattle Group负责人Ryan Hledik表示，VPP要实现增长，必须“为其提供的价值获得充分补偿”，且“客户需要相信参与其中不会给其带来不便”。他补充说，VPP提供关键系统稳定性服务可能需要技术投资，以“直接接入公用事业控制系统”。其研究已识别出VPP具有显著价值。

VPP供应商、公用事业公司和分析师表示，VPP规模化可能带来运营技术方面的新增成本，同时需要新的规划流程以认可VPP灵活分布式能源元素的多重新价值，并促使监管机构正视系统标准化的必要性。

运营挑战

不同辖区和供应商的VPP差异显著，目前尚无公认的通信标准来简化其对负荷削减或系统稳定性服务需求的响应流程。

太平洋燃气电力公司（PG&E）发言人Paul Doherty表示，该公司拥有“约412兆瓦”的VPP，并“正积极寻求整合更多”。其VPP项目涵盖州级、聚合商主导及公用事业主导的多种类型，合作伙伴包括特斯拉（Tesla）、Sunrun和宝马（BMW）。Doherty称，PG&E正在部署一套全新的系统级高级配电管理系统（ADMS）及分布式能源资源管理系统（DERMS），并投资于通信系统，这将“支持增量VPP应用场景”。

落基山电力公司（Rocky Mountain Power）客户体验与创新副总裁William Comeau表示，该公司通过制定电池制造商需满足的参与标准，已将其犹他州Wattsmart太阳能与电池VPP运营标准化，因此“无需DERMS”。Comeau称，电池须满足容量、循环寿命及每日充放电能力标准方可参与其负荷削减与稳定性服务项目。借助IEEE 2030.5分布式能源互联协议及可供公用事业使用的30秒间隔数据，该公司已实现对VPP全部价值的完全调度控制。

施耐德电气（Schneider Electric）全球创新首席技术官Scott Harden赞同道，“IEEE 2030.5分布式能源互联标准”或可成为实现所有分布式能源与所有系统运营商全国互操作性的解决方案。美国国家标准协会或其他国家标准化机构也可“牵头”制定另一项标准以实现相同目的。Harden补充说：“用于VPP规模化的控制室和通信技术已存在十年之久且经过验证。”但规模化仍需“开发标准化开放通信协议和开放分布式能源注册系统，使所有分布式能源能在类似零售市场的场景中竞争”。

杜克能源（Duke Energy）定价与客户解决方案高级副总裁Lon Huber补充说，该公司刚获批的60兆瓦PowerPair试点项目为购买电池并允许公用事业对其有限控制的客户提供9000美元的前期激励。但他也认为，自动化互操作通信与调度对于实现“有意义的规模化”至关重要。

夏威夷电力公司（Hawaiian Electric）发言人Darren Pai表示，为规模化VPP，该公司将需要“更智能、更快速”的控制室与通信技术，以实现可视性、控制和动态优化。国家电网（National Grid）客户未来电力总监Joshua Tom补充说，VPP是其资源组合中日益增长的一部分，额外的控制室和数据管理技术对于进一步扩展VPP“确实非常重要”。

然而，Sunrun电网服务与VPP负责人Chris Rauscher表示，“无论是PG&E复杂的控制室运营，还是波多黎各LUMA相对初级的运营，都能支持Sunrun参与VPP合作”，“不存在技术、计量或软件方面的挑战”。Rauscher认为，声称需要更先进控制室技术的说法是推迟VPP项目扩张的“借口”。不过他也承认，Sunrun“调度自有分布式能源车队”，并未整合到公用事业运营中。Brattle的Hledik补充说，对于“大规模实时电网平衡服务，VPP可能需要直接接入”公用事业运营。

Sunverge能源公司首席执行官Martin Milani表示，为提供系统稳定性服务，Sunverge-德尔马瓦电力（Delmarva Power）-PJM互联的500千瓦马里兰州埃尔克内克VPP项目必须满足PJM的“实时运营要求”，包括提供两秒遥测、两秒电表扫描以及低于十秒的聚合商响应。Milani称：“VPP规模化并提供全套系统服务，将需要州监管机构批准投资于更快速的遥测、计量和通信系统。”

尽管如此，Sunrun的Rauscher表示，“任何考虑资源采购的公用事业公司，都应将VPP峰值发电成本与近期替代方案成本进行比较”。

但公用事业公司、VPP供应商和分析师普遍认为，吸引消费者以DOE和Brattle预测的规模参与VPP，还引发了其他问题。

吸引参与的补偿机制

许多利益相关方指出，VPP的分布式能源元素通常为客户所有，因此与传统基础设施投资相比，对公用事业和系统运营商而言是“划算的”，但客户所有者必须看到参与的价值主张。

能源效率与可再生能源技术中心独立顾问Ed Smeloff表示：“目前最大的问题是培育市场驱动力。”Smeloff称，加利福尼亚州的“需求侧电网支持计划”是客户自有分布式能源“走向全面市场参与的一个驱动力”，因为该计划向VPP聚合商支付费用，以鼓励其在高峰需求时段利用这些资源削减负荷。他补充说：“随着更大规模、提供更多系统服务的VPP的互联规范和通信标准逐步完善，更多市场化的补偿机制将应运而生。”

Smeloff还指出：“客户还需学会信任，对分布式能源的有限第三方控制不会损害其投资价值，并能降低电费账单。”这要求公用事业和聚合商认识到客户对分布式能源有不同的价值观和用途。

德尔马瓦电力母公司Pepco Holdings监管战略与服务总监Pearl Donohoo-Vallett表示，德尔马瓦电力-PJM-Sunverge试点项目正面临这一挑战。她补充说：“德尔马瓦免费向客户提供电池，以换取在需求推高电价时允许公用事业进行控制，但客户希望将电池用于自家备用电源。”德尔马瓦目前正致力于兼顾“客户需求和不断变化的系统需求”。她表示，分布式能源满足的系统服务越多，“其价值就越高，客户获得的补偿也越多”。

杜克能源的Huber指出：“可扩展项目的经济性必须吸引参与，但同时也必须对所有公用事业客户具有成本效益。”然而，Wood Mackenzie电网边缘全球负责人Benjamin Hertz-Shargel回应称，一些面向VPP聚合商和分布式能源客户所有者的定价“并未提供有吸引力的参与价格信号”。

Hertz-Shargel表示，纽约和新英格兰的电网运营商为VPP提供的批发市场容量支付补偿。但他补充说，针对配电系统价值的补偿，如国家电网的ConnectedSolutions计划和联合爱迪生公司（Consolidated Edison）的配电负荷缓解计划，将使“客户价值主张更具吸引力”。

领先VPP供应商CPower战略规划与业务发展高级副总裁Mathew Sachs、Sunnova电网服务政策经理Jamie Charles、Sunrun的Rauscher以及国家电网的Tom也均对ConnectedSolutions和加州需求侧电网支持计划表示认可。Tom补充说，VPP还可通过“分时电价”让客户受益。他表示：“灵活性市场可以识别由局部约束产生的需求的时间和规模，并补偿聚合商满足该需求，同时避免传统基础设施解决方案的成本。”

利益相关方一致认为，州监管机构在解决补偿问题、批准技术投资成本回收以及设定鼓励参与的客户补偿标准方面将发挥核心作用。

监管机构可采取的行动

DOE的Shah承认，美国联邦能源监管委员会（FERC）第2222号令“为VPP参与有组织市场打开了大门”，但仍有许多工作要做。Sunrun的Rauscher表示，第2222号令“开启了一场有益的对话”，它可能在未来十年内打开批发市场，并“成为VPP规模化的杠杆”，但他补充说，目前进一步赋能VPP的监管工作已“回归到州监管机构和公用事业公司”。

Brattle的Hledik表示，州监管机构可通过主动开展“针对辖区的VPP市场潜力研究”，并据此“设定VPP采购目标”来简化规模化工作。他补充说，监管机构还可通过“创新的公用事业财务激励机制”和“更新现有政策”来提高VPP试点的可行性。

Pepco Holdings的Donohoo-Vallett表示，公用事业公司也可帮助监管机构理解“进行基础性投资的必要性”，即升级控制室和通信系统至高速水平以支持VPP规模化。他补充说：“这些支出将有助于利用分布式能源和VPP的效益，实现更经济的能源转型。”

CPower的Sachs表示，识别未来负荷削减或稳定性服务市场需求的长期规划，可使VPP供应商主动建设以满足需求，同时还能降低成本。他补充说，供应商可在规划者预期到这些需求的地方，主动投资于技术和客户获取与教育，从而更快、更具成本效益地提供系统效益。

Hertz-Shargel补充说，如果规划者能认识到VPP在输电和配电系统层面的全部价值，很可能表明规模化VPP所避免的成本使其“比传统资源更具成本效益”。