Sanal enerji santrali - Virtual power plant
Bir sanal enerji santrali ( VPP ) bir olan bulut tabanlı dağıtık enerji santrali olduğunu agrega heterojen kapasiteleri dağıtılan enerji kaynakları elektrik piyasasında artırıcı enerji üretimi amacıyla (DER), hem de ticaret veya satış gücü. Sanal enerji santrallerinin örnekleri Amerika Birleşik Devletleri, Avrupa ve Avustralya'da bulunmaktadır.
Güç üretimi
Sanal bir enerji santrali, güvenilir bir genel güç kaynağı sağlamak için çeşitli güç kaynaklarını entegre eden bir sistemdir. Kaynakları genellikle yük dağıtımına olmayan yük dağıtımına, kontrol edilebilir veya esnek yük (Cl veya FL) farklı türde bir küme oluşturmak dağıtılan nesil (DG), merkezi bir otorite tarafından kontrol edilir ve bunlar arasında sistemlerde microCHPs , doğal gaz ateşlemeli pistonlu motor , küçük ölçekli rüzgar enerjisi santralleri (RES), fotovoltaikler (PV), nehir tipi hidroelektrik santralleri, küçük hidroelektrik santralleri , biyokütle , yedek jeneratörler ve enerji depolama sistemleri (ESS).
Bu sistem, tepe yük elektriği sağlama veya kısa sürede güç üretimini izleyen yük sağlama gibi avantajlara sahiptir . Böyle bir VPP, sistemin yük dalgalanmalarına daha iyi tepki vermesini sağlayan daha yüksek verimlilik ve daha fazla esneklik sağlarken geleneksel bir elektrik santralinin yerini alabilir. Dezavantajı, karmaşık optimizasyon, kontrol ve güvenli iletişim gerektiren sistemin daha karmaşık olmasıdır. VPP operatörü Next Kraftwerke'nin web sitesindeki etkileşimli bir simülasyon, teknolojinin nasıl çalıştığını gösteriyor.
Pike Research tarafından 2012 yılında yayınlanan bir rapora göre, VPP kapasitesi 2011'den 2017'ye kadar %65 artarak dünya çapında 55,6 gigawatt'tan (GW) 91,7 GW'a yükselecek ve 2017'de dünya çapında 5,3 milyar dolardan 6,5 milyar dolara çıkacaktı. Agresif tahmin senaryosunda, temiz teknoloji pazar istihbarat firması, küresel VPP gelirlerinin aynı dönemde 12,7 milyar dolara ulaşabileceğini tahmin ediyor.
"Sanal enerji santralleri bir 'Enerji İnterneti temsil ' ", Pike Research kıdemli analisti Peter Asmus söyledi. "Bu sistemler, bir müşteri için elektrik arz ve talep hizmetlerini uyarlamak için mevcut şebeke ağlarından yararlanır. VPP'ler, karmaşık bir yazılım tabanlı sistemler seti kullanarak hem son kullanıcı hem de dağıtım şirketi için değeri en üst düzeye çıkarır. Dinamiktirler, gerçek zamanlı olarak değer sunarlar, ve değişen müşteri yük koşullarına hızlı tepki verebilir."
Yan hizmetler
Sanal enerji santralleri, şebeke istikrarını korumaya yardımcı olmak amacıyla şebeke operatörlerine yardımcı hizmetler sağlamak için de kullanılabilir . Yan hizmetler arasında frekans regülasyonu , yük takibi ve işletme rezervi sağlanması yer alır . Bu hizmetler öncelikle elektrik arz ve talebinin anlık dengesini korumak için kullanılır. Yan hizmetler sağlayan enerji santralleri, değişen tüketici talebi seviyelerine yanıt olarak, yükü saniyeler ila dakikalar arasında artırmak veya azaltmak için şebeke operatörlerinden gelen sinyallere yanıt vermelidir.
Yan hizmetler tipik olarak kontrol edilebilir fosil yakıtlı jeneratörler tarafından sağlandığından, yüksek oranda güneş ve rüzgar içeren gelecekteki karbonsuz elektrik şebekeleri, diğer kontrol edilebilir enerji üretimi veya tüketimi biçimlerine dayanmalıdır. Bunun en iyi bilinen örneklerinden biri Araçtan Şebekeye teknolojisidir. Bu durumda, şebekeye bağlı dağıtılmış elektrikli araçlar, tek bir sanal enerji santrali gibi hareket etmek için birlikte kontrol edilebilir. Şebeke, her bir aracın şarj olma oranını seçici olarak kontrol ederek, bu hizmeti büyük ölçekli bir pil sağlıyormuş gibi net bir enjeksiyon veya enerji tüketimi görür.
Benzer şekilde, şebekeye yan hizmetler sağlamak için ısı pompaları veya klimalar şeklindeki esnek talep de araştırılmıştır. İç mekan termal konforu korunduğu sürece, toplam güç tüketimini değiştirmek ve bir yardımcı servis sinyalini takip etmek için dağıtılmış ısı pompalarının bir toplamı seçici olarak kapatılıp açılabilir. Yine, şebeke üzerindeki etkisi, büyük ölçekli bir elektrik santralinin hizmet vermesiyle aynıdır.
Paralel olarak çalıştıkları için sanal enerji santralleri, özellikle sabah ve akşam yüksek rampa gereksinimleri olan ve ördek eğrisi yaşayan şebekelerde önemli olan termik jeneratörlere göre daha yüksek rampa oranları avantajına sahip olabilir . Ancak, dağıtılmış yapı, frekans düzenlemesi gibi hızlı hizmetler sağlamak için sorun yaratabilecek iletişim ve gecikme sorunları üretir.
Enerji ticareti
Sanal bir enerji santrali aynı zamanda bilgi ve iletişim teknolojilerinden (BİT'ler) ve nesnelerin interneti (IoT) cihazlarından yararlanarak heterojen Dağıtılmış Enerji Kaynaklarının (DER'ler) kapasitelerini bir araya getirmek için kullanan bulut tabanlı bir merkezi veya dağıtılmış kontrol merkezidir. Toptan elektrik piyasalarında enerji ticareti yapmak veya uygun olmayan bireysel DER'ler adına sistem operatörlerine yan hizmetler sağlamak amacıyla heterojen DER'ler koalisyonu " .
Bir VPP, DER'ler ve toptan elektrik piyasası arasında aracı olarak hareket eder ve kendi başlarına o piyasaya katılamayan DER sahipleri adına enerji ticareti yapar. VPP, aslında birçok farklı DER'den oluşan bir küme olmasına rağmen, diğer piyasa katılımcılarının bakış açısından geleneksel bir dağıtılabilir enerji santrali gibi davranır. Ayrıca, rekabetçi elektrik piyasalarında, sanal bir enerji santrali, çeşitli enerji ticaret katları (yani, ikili ve PPA sözleşmeleri, vadeli ve vadeli işlem piyasaları ve havuz) arasında bir arbitrajcı görevi görür.
Şimdiye kadar, risk yönetimi amacıyla, VPP'lerin ihtiyatlılık düzeyini ölçmek için araştırma makalelerinde VPP'lerin karar verme sorunlarına beş farklı riskten korunma stratejisi (yani, IGDT, RO, CVaR, FSD ve SSD) uygulandı. VPP'lerin çeşitli enerji ticaret katlarındaki kararları (örneğin, gün öncesi elektrik piyasası, türevler borsası ve ikili sözleşmeler):
- IGDT : Bilgi Boşluğu Karar Teorisi
- RO : Güçlü optimizasyon
- CVaR : Risk Altındaki Koşullu Değer
- FSD : Birinci Dereceden Stokastik Hakimiyet
- SSD : İkinci Dereceden Stokastik Hakimiyet
Amerika Birleşik Devletleri
Enerji piyasaları, özellikle enerji ticareti ve arzı ile ilgilenen emtia piyasalarıdır . Amerika Birleşik Devletleri'nde sanal enerji santralleri yalnızca arz tarafıyla ilgilenmekle kalmaz, aynı zamanda talebin yönetilmesine yardımcı olur ve talep yanıtı (DR) ve diğer yük kaydırma yaklaşımları aracılığıyla gerçek zamanlı olarak şebeke işlevlerinin güvenilirliğini sağlar.
Amerika'da sık sık bildirilen bir enerji krizi, devlet destekli şirketlerin şimdiye kadar yalnızca kamu hizmetleri ve çok uluslu milyar dolarlık şirketler için geçerli olan bir arenaya girmesine kapı açtı. Amerika Birleşik Devletleri çevresindeki piyasaların kuralsızlaştırılmasıyla birlikte, toptan satış piyasası fiyatlandırması, büyük perakende tedarikçilerinin münhasır alanı haline geldi; ancak yerel ve federal mevzuat, büyük son kullanıcılarla birlikte toptan satış faaliyetlerinin avantajlarını tanımaya başlıyor.
Kaliforniya, yeşil teknolojide liderdir ve devlet kurumlarının ABD'nin geri kalanının çoğu tarafından paylaşılmayan bir gündemi sübvanse etmesi ve zorlaması ile. Kaliforniya'da iki elektrik piyasası vardır: özel perakende ve toptan satış. 30 Mart 2011'de Kaliforniya yasama meclisini geçen California Senatosu Bill 2X, bu hedefe ulaşmak için herhangi bir belirli yöntemi zorunlu kılmadan 2020 yılına kadar yenilenebilir enerji kaynaklarının %33'ünü zorunlu kılıyor.
Avrupa
Almanya'daki Kassel Üniversitesi Güneş Enerjisi Tedarik Teknolojisi Enstitüsü , tamamen yenilenebilir kaynaklardan, günün her saati yük takip gücü sağlamak için güneş, rüzgar, biyogaz ve pompalı depolama hidroelektriği birbirine bağlayan birleşik bir enerji santralini pilot olarak test etti . Sanal güç istasyonu operatörlerine ayrıca genel olarak toplayıcılar denir.
Mikro kombine ısı ve gücün bir akıllı şebeke üzerindeki etkilerini test etmek için , Republiq Power'dan ( Seramik Yakıt Hücreleri ) 45 doğal gaz SOFC ünitesi (her biri 1.5 kW) 2013 yılında sanal bir enerji santrali olarak işlev görmek üzere Ameland'a yerleştirilecektir .
Gerçek dünyadaki bir sanal enerji santralinin bir örneği, İskoç İç Hebridler adası Eigg'de bulunabilir .
Almanya, Köln'den Next Kraftwerke, yedi Avrupa ülkesinde tepe yük işletimi, güç ticareti ve şebeke dengeleme hizmetleri sağlayan sanal bir enerji santrali işletiyor. Şirket, biyogaz, güneş ve rüzgarın yanı sıra büyük ölçekli enerji tüketicilerinden dağıtılan enerji kaynaklarını bir araya getiriyor.
Dağıtım ağı operatörü UK Power Networks ve bir pil üreticisi ve güç toplayıcı olan Powervault, Londra'nın ilk sanal enerji santralini 2018'de oluşturdu ve Londra Barnet ilçesinde 40'tan fazla eve bir pil sistemi deneme filosu kurdu ve toplam kapasite sağladı. 0.32 MWh. Bu plan, 2020'de Londra , St Helier'deki ikinci bir sözleşme ile daha da genişletildi .
Eylül 2019'da SMS plc, İrlandalı enerji teknolojisi girişimi Solo Energy'nin satın alınmasının ardından Birleşik Krallık'taki sanal enerji santrali sektörüne girdi.
Ekim 2020'de Tesla , Octopus Energy ile ortaklaşa Birleşik Krallık'ta Tesla Enerji Planını başlattı ve hane halkının Birleşik Krallık Tesla Sanal Enerji Santraline katılmasına izin verdi. Program kapsamındaki evler, çatıdaki güneş panellerinden veya Ahtapot Enerjisinden %100 yenilenebilir enerji ile güçlendiriliyor.
Avustralya
Ağustos 2020'den itibaren Tesla, her bir Housing SA binasına kiracıya herhangi bir ön maliyet olmaksızın 5 kW'lık bir çatı güneş enerjisi sistemi ve 13,5 kWh'lik bir Powerwall pili kuracak. Güney Avustralya'nın en büyük sanal enerji santrali olan pil ve güneş enerjisi sistemleri, toplu olarak 20 MW üretim kapasitesi ve 54 MWh enerji depolaması sağlayarak merkezi olarak yönetilebilir.
Ağustos 2016'da AGL Energy , Avustralya'nın Adelaide kentinde 5 MW'lık bir sanal enerji santrali planını duyurdu . Şirket , San Francisco'daki Sunverge Energy'den 1000 hane ve işletmeye pil ve fotovoltaik sistemler tedarik edecek . Sistemler tüketicilere mal olacak AUD $ 3500 ve 7'de tasarruf masraf telafi beklenen cari altında yıllarca dağıtım şebeke tarifeleri. Plan 20 milyon AUD değerinde ve dünyanın en büyüğü olarak faturalandırılıyor.