虚拟电厂

虚拟电厂（VPP）是一个基于云的分布式电源的植物，聚集的异构能力分布式能源（DER）提高发电的目的，以及买卖或出售电力的电力市场。虚拟电厂的示例存在于美国、欧洲和澳大利亚。

虚拟电厂是一种集成了多种类型的电源以提供可靠的整体电源的系统。来源通常由不同类型的可调度和不可调度、可控制或灵活负载（CL或FL）分布式发电（DG）系统组成的集群，这些系统由中央机构控制，并且可以包括微型CHP，天然气往复式发动机、小型风力发电厂（WPP）、光伏（PV）、河道水力发电厂、小型水力、生物质、备用发电机和储能系统 （ESS）。

该系统具有的优势，例如能够在短时间内提供峰值负载电力或跟随负荷的发电。这种VPP可以替代传统的发电厂，同时提供更高的效率和更大的灵活性。更大的灵活性可使系统对波动做出更好的反应，但其复杂性要求复杂的优化，控制和安全通信。VPP运营商Next Kraftwerke网站上的交互式仿真说明了该技术的工作原理。

根据Pike Research 2012年的报告，虚拟电厂容量将从2011年到2017年增长65％，从全球的55.6吉瓦（GW）增至91.7 GW，2017年全球收入将从53亿美元增至65亿美元。这家清洁技术市场情报公司预测，在更为激进的情况下，同一时期全球VPP收入可能高达127亿美元。

虚拟电厂表示“能源互联网” “派克研究高级分析师彼得·阿斯穆斯说，”这些系统挖掘现有电网网络，为客户量身定制的电力供应和需求的服务。VPP使用一套复杂的基于软件的系统，为最终用户和分配实用程序最大化价值。它们是动态的，可以实时交付价值，并且可以对不断变化的客户负载状况做出快速反应。

虚拟电厂还可用于为电网运营商提供辅助服务，以帮助维护电网稳定性。辅助服务包括频率调节、负载跟踪和提供操作储备。这些服务主要用于维持电力供需的瞬时平衡。提供辅助服务的电厂必须响应电网运营商的信号，以响应用户需求水平的变化，在几秒钟到几分钟的时间内增加或减少负荷。

由于辅助服务通常是由可控化石燃料发电机提供的，因此，未来包含太阳能和风能百分比很高的无碳电网必须依靠其他形式的可控发电或消耗。车辆到网格技术就是其中最著名的例子。在这种情况下，可以一起控制连接到电网的分布式电动车辆，以充当单个虚拟电厂。通过有选择地控制每辆车的充电速率，电网可以看到净注入或能量消耗，就好像大型电池正在提供这项服务一样。

同样，也已经探索了热泵或空调形式的灵活需求，以向电网提供辅助服务。只要保持室内热舒适性，就可以选择性地关闭和打开分布式热泵的总成，以改变其总功率消耗并遵循辅助服务信号。同样，对电网的影响与大型发电厂正在提供服务的效果相同。

由于虚拟发电厂并行运行，因此其发电厂的斜率比热发电机高，这在经历鸭嘴形曲线且早晨和傍晚有较高斜率要求的电网中尤为重要。但是，分布式特性会产生通信和延迟问题，这对于提供诸如频率调节之类的快速服务可能会成问题。

虚拟电厂也是基于云的集中式或分布式控制中心，它利用的信息和通信技术（ICT）和优点的联网噪声比（IoT）设备聚集异构分布式能源（分布式能源）的能力，以形成“一异构DER 联盟 ”，目的是在批发电力市场上进行能源交易或代表不合格的单个DER为系统运营商提供辅助服务。

虚拟电厂充当DER与批发电力市场之间的中介，并代表本身无法参与该市场的DER所有者进行能源交易。从其他市场参与者的角度来看，虚拟电厂的行为就像传统的可调度发电厂，尽管它确实是许多不同DER的集群。同样，在竞争激烈的电力市场中，虚拟发电厂在不同的能源交易大厅之间充当套利者。

迄今为止，出于风险管理的目的，研究文章中已将五种不同的风险对冲策略（即IGDT、RO、CVaR、FSD和SSD）应用于VPP的决策问题，以衡量其保守性。 VPP在各种能源交易大厅（例如日间电力市场、衍生品交易市场和双边合同）中的决定：

1. IGDT  ：信息鸿沟决策理论
2. RO ：稳健的优化
3. CVaR  ：有条件的风险值
4. FSD ：一阶随机优势
5. SSD ：二阶随机优势

德国卡塞尔大学太阳能供应技术研究所对联合发电厂进行了先导测试，该发电厂将太阳能、风能、沼气和抽水蓄能水电连接在一起，以全天候地提供来自可再生能源的负荷跟随电力。虚拟电站运营商通常也被称为聚合器。

为了测试微型热电联产对智能电网的影响，2013年，来自Republiq Power（陶瓷燃料电池）的45个天然气 SOFC装置（每个产生1.5  kW ）将在阿默兰放置，用作虚拟发电厂。

现实世界中虚拟电厂的示例可以在苏格兰内赫布里底群岛的Eigg岛上找到。

接下来，来自德国科隆的Kraftwerke在七个欧洲国家/地区运营虚拟电厂，提供高峰负荷运营、电力交易和电网平衡服务。该公司聚集了来自沼气、太阳能和风能以及大型电力消费者的分布式能源。

2016年8月，AGL Energy宣布了澳大利亚阿德莱德的5兆瓦虚拟发电厂计划。该公司将从旧金山的Sunverge Energy向1000户家庭和企业提供电池和光伏系统。该系统将使消费者花费3500 澳元，并有望在目前的配电网络资费下，在7年内收回节省的费用。该计划价值2000万澳元，被誉为全球规模xxx的计划。