Virtuālās spēkstacijas: kā akumulatora glabāšana rada vērtību

Virtuālā spēkstacija (VPP) ir programmatūra{0}}iespējots veids, kā koordinēt sadalītos enerģijas resursus; akumulatora enerģijas uzglabāšanas sistēma (BESS) ir viens fizisks resurss, ko VPP var kontrolēt.VPP var apvienot baterijas ar saules enerģiju, EV uzlādi, HVAC, viedajiem termostatiem, elastīgām komerciālām slodzēm un citiem sadalītiem enerģijas resursiem (DER), lai daudzi mazāki aktīvi varētu darboties kā koordinēts portfelis.

Akumulatora uzglabāšana ir īpaši noderīga VPP iekšpusē, jo tā var gan absorbēt elektrību, gan vēlāk to atbrīvot. Tas padara uzkrāto enerģiju kontrolējamu laika gaitā, taču tas nepadara katru akumulatoru pilnībā izsūtāmu katru brīdi. Uzlādes stāvoklis, jaudas ierobežojumi, enerģijas jauda, ​​rezerves rezerves, vietnes prioritātes, starpsavienojuma noteikumi, programmas prasības un akumulatora darbības ierobežojumi ietekmē to, cik daudz elastības faktiski ir pieejamas.

ASV Enerģētikas departaments apraksta virtuālās spēkstacijas kā savienotas DER tehnoloģiju agregācijas. Tāsvirtuālās spēkstacijas pārskatsuzsver arī pieprasījuma elastības un atjaunojamās enerģijas integrācijas nozīmi. Lasītājiem, kuriem ir nepieciešams pamats pašā krātuves līdzeklī, skatiet šo rokasgrāmatukas ir BESS un kā tas atšķiras no vienkāršas akumulatoru bankas.

Kas ir virtuālā spēkstacija?

Virtuālā spēkstacija ir koordinēts sadalītu enerģijas resursu tīkls, ko pārvalda, izmantojot sakarus, prognozēšanu, optimizāciju un vadības programmatūru. Fiziskie resursi joprojām ir sadalīti pa mājām, uzņēmumiem, rūpniecības objektiem vai citām vietām, taču VPP var apvienot pieejamo elastību portfelī.

Tipiski VPP resursi ietver:

• akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēmas;
• jumta un izkliedētā saules enerģija;
• elektriskie transportlīdzekļi un EV uzlādes iekārtas;
• viedie termostati un HVAC sistēmas;
• ūdens sildīšana;
• elastīgas komerciālas vai rūpnieciskas slodzes; un
• citas vadāmas ražošanas vai elektroenerģiju{0}}patērējošas iekārtas.

Darbības modelim ir lielāka nozīme nekā aprīkojuma etiķetei. Akumulators ir manta. VPP ir koordinācijas slānis, kas nosaka, ko iesaistītie aktīvi var darīt, kad tie var to darīt un kā to kombinētā reakcija tiek parādīta komunālajam pakalpojumam, apkopotājam vai elektroenerģijas tirgum.

Vai virtuālajām spēkstacijām ir vajadzīgas baterijas?

Nē. Akumulatora krātuve ir vērtīga daudziem VPP, taču tā nav universāla prasība. Portfeli var izveidot arī no kontrolējamām slodzēm, EV uzlādes, termostatiem, saules enerģijas vai citiem DER, kur programma un tirgus noteikumi ļauj tiem piedalīties.

Jaukts portfelis var būt elastīgāks nekā{0}}tikai akumulatora portfelis. Ja notiek tīkla notikums, viena vieta var izlādēt akumulatoru, bet cita vieta aizkavē EV uzlādi, bet trešā samazina HVAC slodzi. VPP koordinē atbildi, nevis pieprasa visiem resursiem rīkoties vienādi.

Kāpēc akumulatora krātuve ir vērtīga VPP

BESS nodrošina VPP vadāmu resursu gan ar uzlādes, gan izlādes iespēju. Ja elektrība ir daudz, salīdzinoši lēta vai mazāk ierobežota, akumulators var uzlādēties. Ja iekārtai vai tīklam ir nepieciešama elastība, akumulators var samazināt vietnes importu vai eksportēt jaudu, ja projekts un programma to atļauj.

Šī vadāmība atbalsta vairākus izplatītus lietošanas gadījumus:

• Maksimālā pieprasījuma pārvaldība:izlāde var samazināt iekārtas neto pieprasījumu pēc tīkla lielas{0}}slodzes periodos.
• Pieprasījuma atbilde:akumulatori var reaģēt uz lietderības vai agregatora notikumu, bieži vien kopā ar elastīgām slodzēm.
• Slodzes pārslēgšana:uzkrāto enerģiju var pārvietot no viena laika perioda uz citu. Lai iegūtu dziļāku skaidrojumu, skslodzes maiņa ar enerģijas uzglabāšanu.
• Atjaunojamā integrācija:akumulatori var uzglabāt kādu saules vai citu atjaunojamo ģenerāciju vēlākai izmantošanai, nevis prasīt, lai ražošana un pieprasījums notiktu vienā un tajā pašā brīdī.
• Režģa pakalpojumi:Ja tirgus noteikumi un tehniskā kvalifikācija to atļauj, apkopotie DER var sniegt enerģijas, jaudas, rezerves vai citus palīgpakalpojumus.

Galvenais ierobežojums irpieejamsietilpība, nevis datu plāksnītes jauda. 1 MWh akumulators VPP automātiski nepiedāvā 1 MWh. Daļa enerģijas var nebūt pieejama pašreizējā uzlādes stāvokļa, minimālā darbības ierobežojuma, rezerves rezerves, termisko apstākļu, invertora ierobežojumu, vietas slodzes prasību vai citu līgumisku saistību dēļ.

Kā darbojas virtuālā spēkstacija ar akumulatoru krātuvi

Platformas atšķiras, taču uz akumulatoru{0}}balstītu VPP var saprast kā sešu-pakāpju darbības ciklu.

1. darbība: pievienojiet un kvalificējiet akumulatoru

VPP ir nepieciešams uzticams veids, kā saņemt akumulatora statusu un izdot atļautās komandas. Ar savienojumu vien nepietiek. Vietnei var būt jāatbilst arī pakalpojumu, starpsavienojumu, mērīšanas, telemetrijas, atrašanās vietas, reģistrācijas vai vairumtirdzniecības tirgus prasībām.

Vadības slānis parasti mijiedarbojas ar akumulatora pārvaldības sistēmu, invertoru vai jaudas pārveidošanas sistēmu, vietas kontrolieri un enerģijas pārvaldības sistēmu. Ja VPP dalība ir projekta mērķis, komunikācijas un vadības saskarnes ir jānovērtē aprīkojuma izvēles laikā, nevis jāpievieno pēc domas. Šis pārskats par aakumulatora enerģijas pārvaldības sistēmanodrošina papildu kontekstu uzraudzības kontroles līmenī.

2. darbība. Prognoze par slodzi, ģenerēšanu un akumulatora pieejamību

Platforma novērtē elastību, ko reāli var nodrošināt attiecīgā loga laikā. Akumulatoram tas prasa vairāk nekā tikai uzstādītās jaudas un enerģijas reitingu nolasīšanu. Aprēķinos var ņemt vērā pašreizējo uzlādes stāvokli, paredzamo vietas slodzi, paredzamo saules enerģijas jaudu, uzlādes vai izlādes ierobežojumus, rezerves prasības, pieejamības logus un darbības ierobežojumus.

Piemēram, apsveriet hipotētisku 500 kW / 1000 kWh komerciālu akumulatoru, kas pašlaik ir 80% uzlādes stāvoklī, bet īpašniekam ir nepieciešams 300 kWh, lai tas būtu rezervēts rezerves. Pirms apsvērt efektivitāti, minimālo SOC, objekta slodzi vai citus ierobežojumus, tikai aptuveni 500 kWh atrodas virs šīs rezerves. Ja VPP pieprasa 400 kW vienai stundai, enerģijas nepieciešamība ir 400 kWh. Akumulators var izturēt šo notikumu, taču aprēķins ir balstīts uz pieejamo enerģiju un darbības prioritātēm, nevis tikai 1000 kWh datu plāksnīti.

3. darbība: saņemiet režģa, utilīta vai tirgus signālu

Pakalpojums, apkopotājs vai reģionālais tīkla operators var pieprasīt elastību. Pieprasītā darbība var atšķirties: samazināt neto pieprasījumu, eksportēt uzkrāto enerģiju, mainīt uzlādes grafikus, saglabāt paredzēto jaudu vai nodrošināt citu kvalificētu pakalpojumu.

Precīza iespēja ir atkarīga no atrašanās vietas, tarifa, inženierkomunikāciju teritorijas, tirgus dizaina un programmas noteikumiem. Amerikas Savienotajās Valstīs FERC rīkojums Nr.{1}} ir svarīga federāla sistēma DER apkopošanai organizētos vairumtirdzniecības tirgos. FERCPasūtījuma Nr.. 2222 skaidrotājsapraksta apkopošanas, minimālā-izmēra, atrašanās vietas, mērīšanas, telemetrijas un koordinācijas prasības, vienlaikus uzsverot, ka ieviešana atšķiras atkarībā no RTO/ISO.

4. darbība. Portfeļa nosūtīšana

VPP nosaka, kuriem resursiem ir jāreaģē, vienlaikus ievērojot līdzekļu un klientu ierobežojumus. Akumulators var izlādēties, EV lādētājs var atlikt uzlādi, un ēkas vadības sistēma var īslaicīgi samazināt elastīgo slodzi. Tādējādi portfeļa atbilde var apmierināt tīkla vajadzību, nepiespiežot identisku rīcību katram aktīvam.

Komerciālajām vietnēm tas pats akumulators, iespējams, jau nodrošina maksimālu{0}}pieprasījuma pārvaldību. Īpašniekiem, kuri apsver abas funkcijas, ir jāsaprot, kā mijiedarbojas vietējie rēķinu ietaupījumi un ārējās nosūtīšanas saistības. Šī rokasgrāmata, laimaksimālā skūšanās ar akumulatora uzglabāšanudetalizētāk izskaidro vietnes-pusējās lietošanas gadījumu.

5. darbība. Izmēriet veiktspēju un samaksājiet kompensāciju

Pēc notikuma programmai ir jānosaka, kāds resurss faktiski ir piegādāts. Atlīdzība var būt balstīta uz reģistrēto jaudu, pieejamību, piegādāto enerģiju, izmērīto slodzes samazinājumu, atbildes precizitāti vai citu programmas -specifisku metriku.

Tas nosaka mērīšanas un telemetrijas komerciālās prasības, kā arī tehniskās prasības. Īpašniekam jāzina, kurš skaitītājs ir autoritatīvs, kā tiek aprēķinātas bāzes līnijas, kad tiek mērīts slodzes samazinājums, kāds datu intervāls ir nepieciešams, kā tiek pārbaudīta veiktspēja un vai tiek piemērotas sankcijas, ja piegāde atšķiras no saistībām.

6. darbība. Atjaunojiet uzlādes stāvokli un vietnes gatavību

Režģa notikums no akumulatora īpašnieka viedokļa netiek pabeigts, kad izlāde apstājas. Iespējams, ka akumulators ir jāuzlādē, un šī uzlāde ietekmē vietnes slodzi, elektroenerģijas izmaksas, gatavību nākamajam notikumam un dublēšanas iespējas.

Tāpēc laba optimizācija novērtē visu ciklu: pirms-notikuma SOC, nosūtīšanu, pēc-notikuma papildināšanu un nākamās paredzamās darbības saistības. Stratēģija, kas maksimāli palielina viena pasākuma maksājumu, bet atstāj akumulatoru nepieejamu vērtīgākai vietnei, var samazināt projekta kopējo vērtību.

Kā VPP baterijas rada vērtību?

Nav universāla VPP ieņēmumu modeļa. Ekonomiskās iespējas ir atkarīgas no vietnes, tarifa, programmas, tirgus, agregatora līguma, līdzekļu veiktspējas un papildu akumulatora cikla.

Potenciālā vērtība var nākt no vairākiem avotiem:

• komunālie vai agregatora programmas maksājumi;
• jaudas vai pieejamības maksājumi;
• veiktspējas{0}}maksājumi, lai nodrošinātu elastību;
• kvalificēti vairumtirdzniecības tirgus ieņēmumi;
• samazinātas pieprasījuma maksas vai cita objekta elektrības{0}}izmaksu ietaupījumi; un
• labāka esošā akumulatora izmantošana, ja VPP notikumi nav pretrunā ar augstākas{0}}prioritātes vietnes lietojumiem.

DOE 2025. gadsVirtuālo spēkstaciju atjauninājumsapraksta pieaugošo ASV VPP izvietošanu un esošo DER izmantošanu, lai nodrošinātu tīkla elastību. Šo sistēmas-līmeņa potenciālu nevajadzētu uzskatīt par garantētu atdevi atsevišķam akumulatora īpašniekam.

Programmas bruto ieņēmumi nav neto akumulatora vērtība

Noderīgs komerciāls novērtējums sākas ar vienkāršu principu:

Neto VPP vērtība=bruto programmas maksājumi, no kuriem atņemtas apkopotāja maksas, papildu uzlādes izmaksas un zaudējumi, pakāpeniska degradācija un uzturēšana, integrācijas izmaksas, veiktspējas risks un alternatīvās izmaksas saistībā ar citiem akumulatora lietojumiem.

Iespējas{0}}izmaksu ir viegli palaist garām. Akumulatoram, kas izlādējas VPP notikuma dēļ, var būt mazāk enerģijas, kas pieejama maksimālajai skūšanai, dublēšanai vai citam maksas pakalpojumam. Vienai un tai pašai saglabātajai kilovatstundai{3}}nevar vienlaikus izpildīt divas pretrunīgas saistības.

Kā novērtēt pakāpenisku akumulatora noārdīšanos

Papildu riteņbraukšana nav bezmaksas, taču vispārējā maksa par ciklu var būt maldinoša. Tā vietā īpašniekiem ir jāsalīdzina VPP darbības profils ar akumulatora specifisko garantiju un projekta modeli.

• Aprēķiniet paredzamo VPP pasākumu skaitu gadā.
• Novērtējiet vidējo izlādes dziļumu un ikgadējo pieaugošo enerģijas caurlaidspēju.
• Salīdziniet šo caurlaidspēju ar garantijas ierobežojumiem, cikla pieņēmumiem un paredzamo izmantojamās{0}}jaudas saglabāšanu.
• Ņemiet vērā uzlādes enerģiju, -turp un atpakaļ ceļojuma zudumus, papildu patēriņu un uzturēšanas sekas.
• Salīdziniet iegūtās papildu izmaksas ar paredzamajiem programmas neto maksājumiem, nevis galvenajiem ieņēmumiem.

Ja garantija ir daļēji izteikta ar kumulatīvo caurlaidspēju, cikliem, darba temperatūru vai citiem apstākļiem, ir jāizmanto tieši šie termini. Mērķis ir novērtētpakāpeniskinodilumu, ko izraisa VPP dalība, nevis attiecināt programmai visas akumulatora darbības laika degradācijas izmaksas.

VPP vs Microgrid vs Standalone BESS

Virtuālās spēkstacijas, mikrotīkli un atsevišķas akumulatoru sistēmas var izmantot vienu un to pašu aprīkojumu, taču tie atrisina dažādas problēmas.

Pārtraukumu atšķirība ir svarīga. VPP automātiski nenodrošina rezerves jaudu katrai iesaistītajai vietnei. Akumulators var atbalstīt dublēšanu tikai tad, ja vietējā elektriskā konstrukcija, vadības ierīces, pārsūtīšanas aprīkojums, darbības stratēģija un starpsavienojumu izkārtojums atbalsta šo funkciju. Mikrorežģis ir īpaši izstrādāts vietējai koordinācijai, un to var konstruēt tā, lai tas darbotos neatkarīgi no plašāka tīkla. Lai iegūtu dziļāku salīdzinājumu, skatiet šo rokasgrāmatumicrogrid akumulatoru uzglabāšanas sistēmas projektēšana.

Kas padara BESS VPP{0}}gatavu?

VPP gatavība ir gan tehnisks, gan komerciāls jautājums. Tīkla-pieslēgts akumulators var būt tehniski vadāms un joprojām nav piemērots konkrētai programmai.

Attālā uzraudzība un kontrolēta nosūtīšana

VPP ir jābūt pietiekamai redzamībai par akumulatora stāvokli un uzticamai metodei, lai izdotu tikai tās komandas, kuras īpašnieks ir pilnvarojis. Līgumam un vadības arhitektūrai ir jādefinē, kas var nosūtīt akumulatoru, kādās jaudas un SOC robežās, kurās stundās un ar kādiem ignorēšanas nosacījumiem.

Mērīšana un telemetrija

Programmai jāspēj pārbaudīt veiktspēju. Pirms reģistrācijas apstipriniet skaitītāja prasības, telemetrijas intervālu, sakaru pieejamību, datu īpašumtiesības, bāzes noteikumus, norēķinu laiku un to, kas notiek, ja trūkst datu vai sakari neizdodas.

Sadarbspēja

VPP, iespējams, būs jāsaskaņo vairāku ražotāju aktīvi. Atvērtas vai labi-atbalstītas saskarnes var samazināt integrācijas traucējumus, savukārt patentētās vadīklas var sašaurināt apkopotāju izvēli vai pieprasīt papildu vārtejas. Īpašniekiem pirms iepirkuma ir jāpārbauda protokola atbalsts, API pieejamība, ja nepieciešams, programmaparatūras atbalsts, integrācijas atbildība un ilgtermiņa pārdevēja atbalsts, ja projekta prasība ir VPP dalība.

Maksas-stāvokļa- un rezerves rezerves vadīklas

Īpašniekiem pirms nosūtīšanas ir jānosaka obligātās rezerves un prioritātes noteikumi. Kritiskajam objektam var būt nepieciešama lielāka rezerve nekā vietnei, kas augstāk novērtē ieņēmumus no tīkla{1}}pakalpojumiem. Šīs prioritātes ir jāievieš vietējā kontroles sistēmā, nevis jāatstāj kā neformāla darbības izvēle.

Kiberdrošība un datu pārvaldība

VPP izveido ārējos sakaru ceļus uz ekspluatācijas energoiekārtām. Akumulatora īpašniekiem ir jānoskaidro, kas var kontrolēt īpašumu, kādi dati tiek atstāti no vietnes, kur tie tiek glabāti, kā tiek autentificēti lietotāji un ierīces, kā tiek reģistrēta attālā piekļuve, kā tiek veikta programmatūras ielāps un kāda vietējā darbība notiek, ja tiek pārtraukti sakari.

NIST Nacionālais kiberdrošības izcilības centrs ir publicējis aprakses rokasgrāmata par informācijas apmaiņas aizsardzību starp sadalītajiem energoresursiem un tīkla darbībām. Tas var palīdzēt projektu komandām noteikt kiberdrošības prasības, nepieņemot, ka darbības tehnoloģijai pietiek ar vispārēju IT drošības kontrolsarakstu.

Starpsavienojums, programmas piemērotība un sakraušanas noteikumi

Tehniski saderīgs akumulators joprojām var būt neatbilstošs pakalpojumu teritorijas, tarifa, starpsavienojuma statusa, ģeogrāfiskās apkopošanas noteikumu, tirgus reģistrācijas, mērīšanas prasību vai ierobežojumu kompensācijas saņemšanai no vairākām programmām dēļ.

Piemēram, Kalifornijas pieprasījuma puses tīkla atbalsta programmu regulē pašreizējie Kalifornijas Enerģētikas komisijas noteikumi. The2026. gada DSGS programmas vadlīnijas, piektais izdevumsnoteikt piemērotības, dalības iespējas un veiktspējas{0}}maksājumu noteikumus. Tas ir noderīgs piemērs tam, kāpēc informācija par programmu ir jāsalīdzina ar pašreizējo oficiālo avotu, nevis jākopē no vecāka raksta vai reģistrācijas lapas.

Drošības un darbības ierobežojumi

VPP ieņēmumi nekad nedrīkst pārsniegt akumulatora drošu darbības diapazonu, invertora ierobežojumus, vietas elektrisko aizsardzību vai piemērojamās drošības un starpsavienojuma prasības. Projektiem arī jāpārbauda sertifikāti un koda prasības, kas attiecas uz konkrēto iekārtu un jurisdikciju. Papildinformāciju skkāpēc BESS projektiem ir nepieciešama atbilstoša UL sertifikācija.

Līguma jautājumi, kas akumulatoru īpašniekiem jāatrisina pirms reģistrācijas

Agregatora līgums var būt tikpat svarīgs kā programmatūra. Pirms parakstīšanas īpašniekiem ir jāsaprot:

• Kā tiek aprēķināta kompensācija: uzņemšana, jauda, ​​pieejamība, enerģija, izmērītais slodzes samazinājums vai veiktspēja?
• Kādu daļu no bruto ieņēmumiem saņem aktīvu īpašnieks?
• Kas maksā par vārtejām, skaitītājiem, integrāciju, sakariem un pastāvīgām platformas maksām?
• Vai pastāv minimālie dalības periodi vai ekskluzivitātes klauzulas?
• Kādi izpildes sodi vai atgūšanas gadījumi tiek piemēroti?
• Vai īpašnieks var ignorēt vai atteikties no nosūtīšanas, un ar kādu paziņojumu?
• Kurš ir atbildīgs, ja savienojamība vai{0}}trešās puses sistēmas neizdodas?
• Vai akumulators var piedalīties citā tarifā, pieprasījuma{0}}reaģēšanas programmā vai vairumtirdzniecības vērtību plūsmā bez dubultas uzskaites vai pretrunīgām saistībām?
• Kā tiek īstenoti garantijas ierobežojumi, akumulatora darbības ierobežojumi un rezerves rezerves?
• Kādas datu tiesības iegūst apkopotājs līguma darbības laikā un pēc tā?

Komerciālajiem un rūpnieciskajiem projektiem šie jautājumi ir jāintegrē plašākā akumulatora dizainā un ekonomiskajā modelī, nevis jāpārskata tikai pēc uzstādīšanas. Skatkomerciāli un rūpnieciski enerģijas uzglabāšanas risinājumipapildu sistēmas{0}}līmeņa kontekstam.

Ilustratīvs komerciāls VPP scenārijs

Apsveriet iespēju izveidot komerciālu objektu ar saules enerģiju uz jumta, BESS un ēkas pārvaldības sistēmu. Šis ir ilustratīvs darbības scenārijs, nevis projekta dati.

Normālas darbības laikā akumulators samazina izvēlētās iekārtas maksimumus un uzglabā daļu saules enerģijas. Īpašnieks arī reģistrējas VPP, taču viņam ir nepieciešama minimālā rezerves rezerve. Kad VPP saņem nosūtīšanas pieprasījumu, platforma pārbauda akumulatora SOC, rezerves līmeni, iekārtas slodzi, invertora jaudu, citus plānotos akumulatora lietojumus un notikuma ilgumu.

Ja ir pieejama pietiekama jauda, ​​akumulators izlādējas noteiktā laika posmā. Citur tajā pašā VPP portfelī cita vieta var samazināt elastīgo HVAC slodzi, un EV uzlādes vieta var aizkavēt daļu tās uzlādes pieprasījuma. Pēc notikuma katra resursa atbilde tiek mērīta norēķiniem. Pēc tam akumulators tiek uzlādēts atbilstoši vietnes ekonomikai, programmas noteikumiem un nepieciešamībai atjaunot rezerves gatavību.

Svarīgi ir tas, ka VPP optimizēpieejamā elastība. Tas nav vienkārši pavēle ​​katram pievienotajam akumulatoram izlādēties ikreiz, kad tīkls ir noslogots.

Secinājums: uzskatiet VPP dalību kā priekšrocību{0}}optimizācijas lēmumu

Virtuālās spēkstacijas var padarīt sadalītos enerģijas resursus noderīgākus plašākam tīklam, un akumulatoru uzglabāšana var padarīt VPP portfeļus vieglāk vadāmus, jo uzkrāto enerģiju var pārvietot laika gaitā. Tomēr spēcīgākajos projektos akumulators netiek uzskatīts par neierobežotu nosūtīšanas jaudu.

Pārdomāta VPP stratēģija koordinē trīs prioritātes: tīkla vai programmas vajadzības, akumulatora tehniskās robežas un aktīvu īpašnieka darbības prioritātes. Pirms jautāt tikai vai akumulatorsvarpievienoties VPP, noteikt, kādu elastību tas var droši nodrošināt, kādai jaudai jābūt pieejamai vietnei, kuras programmas var kompensēt šo elastību un cik maksās dalība sistēmas darbības laikā.