作者：Jeremy Cook
关于从化石燃料发电向太阳能和风能发电过渡的讨论大多倾向于用可再生能源发电厂取代现有发电厂。然而，可再生能源发电的模块化特性以及储能系统的新选择意味着还有另一种选择：虚拟电厂，简称 VPP。
什么是虚拟电厂？
虚拟电厂的概念是将分布式能源资源 (DER) 聚合在一起，作为一种协调的电力供应，补充甚至取代传统的集中式发电。住宅和商业发电机生产的太阳能和风能可以成为用户网络的主要或补充能源供应者。
传统上，电力是由集中式发电厂通过电网分配供应给家庭和企业的。虽然一路上有许多曲折，但最终还是由发电厂向用户供电。新兴的智能电网技术和基础设施，包括双向计量设备，意味着消费者可以将电力卖回电网，减轻专用发电商的负荷，同时获得货币返利。消费者还可以在现场储存电力，以便在需要时购买和出售。在苏格兰偏远的艾格岛上，虚拟电厂智能电网系统已经投入使用，家庭和企业可以协调用电，避免对电网造成压力。
我们为什么需要虚拟电厂？
考虑到家用太阳能和备用电池，一种理想的状态是能源完全独立，每月只需支付 0 美元的账单。在极端情况下，您可能会设想完全脱离电网，靠土地—或者更准确地说，靠太阳光—生活。
这种离网设置的成本可能会非常高，而且如果您的个人设备损坏，您还必须修复设备才能恢复供电。从用户的角度来看，VPP 能够通过可能低得多的价格提供了这种离网装置的大部分个人利益，同时还能从电网获得备用电力。与集中式燃料发电甚至太阳能发电设施相比，VPP 还能为社会带来若干好处。
考虑到 VPP 概念的模块性，以及发电可以在用电附近进行。在传统电网模式中，如果一个地区的电力传输出现问题，很容易影响到另一个地区。VPP 概念提供了更多的本地化选择，可以重新安排电力供应，以保证电力供应，甚至可以降低输电损耗，因为电力通常是在靠近生产地的地方消费的。
就个人而言，如果您的设备出现故障，电网和其他 DER 可以提供备用电力，从而实现非常稳健的能源供应。
实体发电厂（燃煤、太阳能、核能或其他）占用了原本可用于管理森林、农场和公园的土地。然而，虚拟电厂可以利用闲置的屋顶空间安装太阳能电池板。太阳能也可以安装在现有的停车场上，从而实现发电和遮阳汽车储能的双重效益。在这种情况下，再加上电动汽车储能系统和充电，停车/可再生能源方案就更加完美了。
虚拟电厂的概念可以取代调峰发电厂，后者是在电网负荷高于正常值时启动的。与处理恒定基本负荷的发电厂相比，这些调峰电厂的运营成本通常较高，效率也较低。分布式电池存储是“切断”这些能源需求峰值的一种方法，同时还能利用任何可用的分布式能源。一种不太明显但却很重要的技术是自动减少能源使用量。
例如，Duke Energy 的 EnergyWise 计划可以在总体电力负荷较高时关闭热水加热、泳池泵和暖通空调系统，以换取小额账单抵扣。虽然节省的资金通常很少，但系统的运行却几乎不会被察觉。这也可以被视为一种能源储存形式，因为已经加热的水仍然可以使用，而且在没有暖通空调干预的情况下，您家中的温度状态在相当长的时间内（几乎）保持不变。
虚拟电厂：协调资源
在虚拟电厂方案中，从确保线路频率正确匹配的低层次考虑，也需要协调资源之间的关系。远距离传输和整体电网维护也是必要的，这超出了单个业主的范围。
未来的 VPP 概念要想运作良好，效率将是重中之重，有可能利用 SiC 晶体管、电流传感器和电力线通信来保持一切协调。考虑到未来的需求，可以肯定地说，电力公司不会很快消失，只是在未来几十年中会以不同的形式出现。
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