虚拟电厂如何塑造未来？

虚拟发电厂是一个分布式能源资源系统，例如屋顶太阳能电池板、电动汽车充电器和智能热水器，它们共同协作，以大规模平衡能源供需。它们通常由负责监督这一平衡行为的当地公用事业公司运营。虚拟电厂是一种整合资源组合的方式，可以帮助电网应对高能源需求，同时减少能源系统的碳足迹。

首先，虚拟电厂的虚拟性质源于其缺乏像传统煤炭或天然气电厂那样的中央物理设施。通过发电和平衡能源负荷，聚合电池和太阳能电池板提供了许多传统发电厂的功能。在美国，能源部估计虚拟发电厂的容量约为 30 至 60 千兆瓦。这约占全国峰值电力需求的 4% 至 8%，在整个系统中只占很小一部分。然而，一些州和公用事业公司正在迅速采取行动，向电网添加更多虚拟发电厂。美国能源部在一份报告中发现 ，大规模部署虚拟发电厂可以比传统资源更低的成本解决需求增长和峰值上升问题，从而降低美国人的能源成本，目前美国六分之一的美国人已经拖欠电费。

其次，电网运营商必须满足年度或每日的峰值负荷，即电力需求最高的时刻。为此，经常使用天然气峰值电厂，这些电厂一年中大部分时间处于闲置状态，只有在电力需求高峰时才可以启动。虚拟电厂将减少电网对这些电厂的依赖。目前，能源部的目标是到 2030 年将全国 VPP 容量扩大到 80 至 160 吉瓦。许多公用事业公司表示，虚拟电厂除了能减少排放外，还能降低消费者的能源费用。研究表明，在高峰需求期间利用分布式能源比依赖天然气发电厂的成本效益高出 60%。

此外，虚拟电厂的另一个重要优势是鼓励人们更多地参与能源系统。通常，客户只是接收电力。在虚拟电厂系统中，他们既消耗电力，又将电力回馈给电网。这种双重角色可以提高他们对电网的了解，并让他们更多地投资于向清洁能源的转型。美国能源部表示，由于电动汽车、充电站和智能家居设备的广泛应用，分布式能源的容量正在迅速扩大。将这些连接到虚拟发电厂系统可以增强电网实时平衡电力需求和供应的能力。

美国能源部指出，大多数现有的虚拟发电厂都是所谓的需求响应计划，虚拟发电厂可以满足 10% 至 20% 的峰值电力需求。专注于可持续发展的非营利研究机构落基山研究所称虚拟发电厂是推进关键电网目标的宝贵且被忽视的资源，包括可靠性、可负担性、脱碳和电气化等。

总的来说， 通过协调电动汽车、电池和智能家居设备，虚拟电厂可以帮助电网变得更清洁、更高效。简化流程将有助于公用事业公司充分利用电动汽车和热泵等分布式能源资源。标准化虚拟电厂的部署还可以加快其在全国范围内的发展。虚拟发电厂能够按需吸收和释放电力，分散高峰和低谷，因此生产和使用之间始终保持完美和谐。一旦这一梦想实现，电力成本就会下降，因为无需支付煤炭、石油、甲烷或核燃料的费用。