가상 발전소

Virtual power plant

가상전력플랜트(VPP)는 클라우드 기반의 분산형전력플랜트입니다.이러한 분산형 에너지 자원(DER)의 용량을 집약하여 발전량을 향상시키고 전력시장에서 전력을 거래 또는 판매합니다.가상 발전소의 예는 미국, 유럽 및 오스트레일리아에 있습니다.

발전

가상 발전소는 신뢰할 수 있는 전체 [1]전원을 제공하기 위해 여러 유형의 전원을 통합하는 시스템입니다.선원은 중앙 당국에 의해 제어되며 마이크로CHP, 천연가스 연소식 왕복 엔진, 소규모 풍력발전(WPP), 태양광 발전(PV), H-River 런(h-river) 등 다양한 유형의 디스패치 및 비디스패치, 제어 가능 또는 유연한 부하(CL 또는 FL) 분산 발전(DG) 시스템의 클러스터를 형성하는 경우가 많다.에너지 스토리지 시스템(ESS)과 같은 다양한 기술을 제공합니다.

이 시스템은 피크 부하 전력을 공급하거나 부하에 따른 발전량을 단기간에 제공할 수 있는 등의 이점이 있습니다.이러한 VPP는 기존의 발전소를 대체하는 동시에 보다 높은 효율성과 유연성을 제공할 수 있기 때문에 시스템이 부하 변동에 더 잘 대응할 수 있습니다.단점은 시스템의 복잡성이 높아지기 때문에 복잡한 최적화, 제어 및 안전한 [2]통신이 필요합니다.VPP 운영사인 Next Kraftwerke의 웹사이트에 있는 대화형 시뮬레이션은 이 기술이 [3]어떻게 작동하는지 보여줍니다.

Pike Research의 2012년 보고서에 따르면 2011년부터 2017년까지 VPP 용량은 전 세계 55.6기가와트(GW)에서 917.7GW로 65% 증가하여 2017년 [4]전 세계 매출 53억 달러에서 65억 달러로 증가할 것으로 예상됩니다.좀 더 공격적인 예측 시나리오로, 클린테크 시장 정보 회사는 같은 [5]기간 동안 전 세계 VPP 수익이 127억 달러에 달할 것으로 예측하고 있다.

Pike Research의 선임 분석가인 Peter Asmus는 "가상 발전소는 '에너지 인터넷'을 나타냅니다."라고 말했습니다."이러한 시스템은 기존 그리드 네트워크를 활용하여 고객의 전력 수급 서비스를 맞춤형으로 제공합니다.VPP는 고도의 소프트웨어 기반 시스템을 사용하여 최종 사용자와 배포 유틸리티의 가치를 극대화합니다.동적이고 실시간으로 가치를 제공하며 변화하는 고객 부하 조건에 신속하게 대응할 수 있습니다."

부대 서비스

또한 가상 발전소는 그리드 안정성을 유지하기 위해 그리드 운영자에게 보조 서비스를 제공하는 데 사용할 수 있다.보조 서비스에는 주파수 조절, 부하 추종 및 운영 예비 제공이 포함됩니다.이러한 서비스는 주로 전력 공급과 수요의 즉각적인 균형을 유지하기 위해 사용됩니다.보조 서비스를 제공하는 발전소는 그리드 운영자의 신호에 응답하여 부하를 몇 초에서 몇 분까지 증가 또는 감소시켜야 한다.

보조 서비스는 일반적으로 제어 가능한 화석 연료 발전기에 의해 제공되기 때문에 태양과 풍력의 높은 비율을 포함하는 미래의 무탄소 전기 그리드는 제어 가능한 다른 형태의 발전 또는 소비에 의존해야 한다.가장 잘 알려진 예 중 하나가 Vehicle to Grid 기술입니다.이 경우 그리드에 연결된 분산형 전기 차량을 함께 제어하여 단일 가상 발전소로 작동할 수 있습니다.각 개별 차량의 충전 속도를 선택적으로 제어함으로써 그리드는 마치 대규모 배터리가 이 서비스를 제공하는 것처럼 순분사 또는 에너지 소비를 볼 수 있습니다.

마찬가지로,[6] 열 펌프나 에어컨 형태의 유연한 수요도 그리드에 보조 서비스를 제공하기 위해 탐구되었다.실내 온열 쾌적성이 유지되는 한 분산형 열 펌프의 집합체를 선택적으로 끄고 켜서 총 전력 소비량을 변화시키고 보조 서비스 신호를 따를 수 있습니다.다시 말하지만, 그리드에 대한 영향은 대규모 발전소가 서비스를 제공하는 것과 같다.

가상 발전소는 병렬로 가동하기 때문에 열 발전기보다 램프 레이트가 높다는 장점이 있습니다.이것은 특히 오리 커브를 경험하고 아침과 저녁에 램프 요건이 높은 그리드에서 중요합니다.다만, 분산 성질에 의해서 통신이나 지연의 문제가 발생하고 있어, 주파수 조정등의 고속 서비스를 제공하는데 있어서 문제가 될 가능성이 있습니다.

에너지 거래

가상 발전소는 클라우드 기반의 중앙 또는 분산 제어 센터이기도 합니다.ICT(정보통신 테크놀로지)와 사물인터넷(IoT) 디바이스를 이용하여 이종 분산 에너지 자원(DER)의 용량을 집약하여 에너지 무역을 목적으로 "이종의 DER 연합"을 형성합니다.g 비적격 개별 DER을 [7][8][9][10][11]대신하여 시스템 운영자를 위한 보조 서비스 제공 또는 도매 전기 시장.

VPP는 DER와 도매 전기 시장 간의 중개 역할을 하며,[10] 그 시장에 혼자 참여할 수 없는 DER 소유자를 대신하여 에너지를 거래합니다.VPP는 실제로 다양한 DER의 클러스터이지만 다른 시장 참가자의 관점에서 보면 기존의 디스패치 가능 발전소로 동작한다.또한 경쟁 전력 시장에서 가상 발전소는 다양한 에너지 거래 층(즉, 양자 및 PPA 계약, 선물 및 선물 시장, 풀)[7][8][9][11] 간의 재정 거래자로 작용한다.

지금까지 다양한 에너지 거래 층에서의 VPP 결정의 보수성 수준을 측정하기 위해 연구 논문의 VPP 의사결정 문제에 대해 리스크 관리 목적으로 5가지 리스크 헤지 전략(IGDT, RO, CVaR, FSD, SSD)을 적용했다., 및 쌍무 계약):

  1. IGDT: 정보격차 결정론[7]
  2. RO : 견고한 최적화[8]
  3. CVaR: 위험 상태의 조건부[9] 값
  4. FSD: 1차 확률[10] 우위
  5. SSD: 2차 확률[11][12] 우위

미국

에너지 시장은 특히 에너지의 [13]무역과 공급을 다루는 상품 시장이다.미국에서 가상 발전소는 공급 측면뿐만 아니라 수요 대응(DR) 및 기타 부하 시프트 접근방식을 통해 수요를 관리하고 그리드 기능의 신뢰성을 실시간으로 [14]보장한다.

미국에서 종종[15] 보고된 에너지 위기는 정부 보조를 받는 기업들이 지금까지 공공 시설과 다국적 억 달러 기업들만 이용할 수 있었던 영역으로 진입할 수 있는 문을 열었다.미국 주변 시장의 규제 완화에 따라 도매 시장 가격은 대형 소매 공급업체의 전유물이 되었습니다.그러나 현지 및 연방 법률과 대규모 최종 사용자 법률은 도매 [16]활동의 이점을 인식하기 시작했습니다.

캘리포니아는 녹색 기술의 선두 [17]주자로, 정부 기관이 보조금을 지급하고 미국의 다른 지역 대부분에서 공유되지 않는 안건을 추진하고 있습니다.캘리포니아에는 개인 소매와 도매라는 두 가지 전기 시장이 있습니다.2011년 3월 30일 캘리포니아 주의회를 통과한 캘리포니아 상원 법안 2X는 이러한 목표를 [18]달성하기 위한 특별한 방법을 요구하지 않고 2020년까지 33%의 재생 에너지를 의무화하고 있습니다.

유럽

독일 카셀 대학의 태양 에너지 공급 기술 연구소는 태양, 풍력, 바이오가스 및 양수식 수력 발전소를 연결하여 24시간 내내 부하 추종 전력을 제공하는 복합 발전소를 완전히 재생 가능한 에너지원으로 [19]시험했다.가상 발전소 운영자는 일반적으로 애그리게이터라고도 합니다.

스마트 그리드에 대한 마이크로 복합 열과 전력의 영향을 테스트하기 위해 Republiq Power(세라믹 연료전지)의 천연가스 SOFC 45개 유닛(각 발전기 1.5kW)을 2013년에 아말랜드에 배치하여 가상 [20]발전소로 기능할 예정이다.

실제 가상 발전소의 예는 스코틀랜드 이너 헤브리디스 섬 Eigg에서 [21]찾을 수 있습니다.

다음으로 독일 쾰른에서 온 Kraftwerke는 유럽 7개국에서 가상 발전소를 운영하고 있으며 피크 부하 운전, 전력 거래 및 그리드 밸런싱 서비스를 제공하고 있습니다.이 회사는 대규모 전력 [22]소비자와 더불어 바이오 가스, 태양광 및 풍력으로부터 분산된 에너지 자원을 수집합니다.

배전망 운영사인 UK Power Networks와 배터리 제조사 및 전력 애그리게이터인 Powervault는 2018년 런던 최초의 가상 발전소를 설립하여 런던 바넷 구 전역의 40여 가정에 배터리 시스템 시험 비행대를 설치했으며, 총 용량은 0.32MWh입니다.[23]이 계획은 2020년 [24]런던 세인트헬리어에서 두 번째 계약을 통해 더욱 확대되었다.

2019년 9월, SMS plc는 아일랜드의 에너지 기술 스타트업인 Solo [25]Energy를 인수하여 영국의 가상 발전소 부문에 진출했습니다.

2020년 10월, Tesla는 Octopus Energy와 제휴해 영국에서 Tesla Energy Plan을 개시해, 가정이 영국 Tesla Virtual Power Plant에 가입할 수 있게 되었습니다.이 계획 하에 있는 가정은 지붕 위의 태양 전지판 또는 옥토퍼스 [26]에너지에서 100% 재생 에너지로 전력을 공급받는다.

호주.

2020년 8월부터 테슬라는 세입자에게 선불 비용 없이 각 주택 SA 구내에 5kW 옥상 태양 시스템과 13.5kWh 파워월 배터리를 설치할 예정이다.사우스 오스트레일리아 최대의 가상 발전소로서 배터리와 태양광 시스템을 일원 관리할 수 있어 20MW의 발전 용량과 54MWh의 에너지 스토리지를 제공합니다.[27]

2016년 8월, AGL Energy는 호주 애들레이드를 위한 5MW 가상 발전소 계획을 발표했다.동사는, 샌프란시스코의 Sunverge Energy로부터 배터리와 태양광 발전 시스템을 1000가구와 기업에 공급할 예정입니다.이 시스템은 소비자에게 3500달러의 비용이 들며, 현행 유통망 관세 하에서 7년 이내에 비용을 절감할 수 있을 것으로 예상됩니다.이 계획은 2천만 호주 달러의 가치가 있으며 세계에서 [28]가장 큰 규모로 청구되고 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 네덜란드에 있는 마이크로 CHP 가상 발전소의 실현 가능성, 이점 및 제도적 호환성
  2. ^ 스마트 그리드 - 새롭고 개선된 전력 그리드: 조사, IEEE 통신 조사 및 튜토리얼 2011, X.팡, S. 미스라, G. 쉬에, D.양;도이:10.1109/SURV.2011.101911.00087.
  3. ^ "Manage the Virtual Power and prevent a blackout!". Next Kraftwerke. Retrieved 2 December 2019.
  4. ^ "Revenue from Virtual Power Plants Will Reach $5.3 Billion by 2017, Forecasts Pike Research" (Press release). Navigant Consulting. 18 April 2012. Retrieved 20 November 2017 – via Business Wire.
  5. ^ "Virtual-Power-Plant Market Capacity Expected To Double By 2015 - Apr 16, 2011 - renewgridmag.com - Transmission - Technical Articles - Index - Library - GENI - Global Energy Network Institute". Global Energy Network Institute. 2011-04-16. Retrieved 2022-01-05.
  6. ^ Lee, Zachary E.; Sun, Qingxuan; Ma, Zhao; Wang, Jiangfeng; MacDonald, Jason S.; Zhang, K. Max (Feb 2020). "Providing Grid Services With Heat Pumps: A Review". Journal of Engineering for Sustainable Buildings and Cities. 1 (1). doi:10.1115/1.4045819.
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외부 링크