商业落地路径：虚拟电厂英

无论是美国政府还是任何机构也不是他们的任何雇员，也不是他们的任何承包商、分包商或其雇员，使任何明示或默示保证，或承担任何法律责任或对任何第三方的使用或结果负责使用任何信息、设备、产品或过程披露，或表示其使用不会侵犯privately owned rights. Reference herein to any specific商品名的商业产品、工艺或服务，商标、制造商或其他方面不一定构成或暗示其背书、推荐或受美国政府或任何机构的青睐其或其承包商或分包商。 Comments 能源部欢迎有关此商业途径内容的输入和反馈Liftoff报告。请将所有查询和输入定向到liftoff@ hq. doe. gov。输入和反馈不应包括业务敏感信息、商业秘密、专有或其他fi凭证信息。请注意，提供的输入和反馈受《信息自由法》的约束。 作者 詹妮弗·唐宁,贷款计划(铅)尼古拉斯·约翰逊,O - ce of PolicyMailinh McNicholas,技术转型大卫·涅姆佐夫,贷款计划Rima Oueid,技术转型约瑟夫·帕拉迪诺,O - ce of Electricity伊丽莎白·贝利斯·沃尔夫,贷款计划 Acknowledgements 跨领域的能源部领导商业生活之路ffeffort： 贷款计划Oflce:Jigar Shah, Jonah Wagner清洁能源演示：Kelly Cummins, Melissa Klembara基础设施部副部长：大卫·克莱恩技术转型的O∆ce：Vanessa Chan, Lucia TianO -政策ce:Neelesh Nerurkar 能源部对VPP Liftoff报告的咨询和支持： O - ce of Electricity:基因罗德里格斯 贷款计划Oflce:肖恩·塞维利亚、迈克尔·施韦策、艾米·彼得森、桑迪亚·杰蒂 O - ce of Policy: Carla Frisch, Noel Crisostomo, John Agan 网格部署: Maria Robinson 来自Brattle Group的分析支持：Ryan Hledik, Kate Peters 目录 Liftoff报告的目的 2执行摘要 第一章：导论 1. i.虚拟电厂定义1. ii.分布式能源资源定义1. iii. VPP价值主张668 2. i. DER收养1316192123312. ii. VPP操作2.三、VPP参与电力市场2.四.按国家分列的VPP部署2. v. VPP商业模式经济学2. vi. VPP的fl连接点 3. i. 2030年VPP潜力3233353. ii.通往VPP liftoff的途径3.三、更广泛的影响 4. ii.简化VPP注册41 Appendix56 一、本报告中的主要概念和术语565757585960636566676971二、2024、2030、2050年24小时电力负荷曲线示意图III. DER和DER聚合器的FERC definitionIV. VPP EvolutionV. VPP之间的差异VI.为VPP启用网格软件和硬件技术七.潜在的网格服务八、VPP业务模式成本和收入驱动因素概述IX.成本和收入细节，例如智能恒温器需求响应VPPX.2030fl可扩展需求容量和电网节约潜力详情XI.可从选定的DOE合作国家实验室获得的建模工具十二、关于进一步分析的建议 References72 Liftoff报告的目的 Liftoff报告描述了市场机会、当前挑战以及相互依赖的清洁能源技术的商业化。Liftoff报告是一个持续的，DOE -引导effort与整个清洁能源领域的能源社区和私营部门直接接触景观。他们的目标是促进整个技术价值链上的快速和协调行动。报告将作为实时文档定期更新，并基于以下时间的最佳可用信息publication。有关更多信息，请参阅Liftoff. Energy. gov。 关于虚拟电厂的这份提离报告的目标和范围 本报告面向不同的利益相关者，他们可以帮助加快生命周期虚拟发电厂(VPP)。对于不熟悉VPP的受众，本报告旨在构建基础了解他们的价值主张以及当今使用的相关业务模型和技术。在更有经验的受众中，该报告旨在催化和组织能源部之间的对话，州和国家监管机构、政策制定者、公用事业、ISO / RTO、公司、研究组织、倡导团体，以及更多关于liftoff的挑战和潜在解决方案。在这份报告的基础上，未来的行动可以包括近期的、无悔的行动，以及制定更详细、更长期的行动-快速、安全、公平和成本效益高的VPP部署的长期路线图。 本报告组织如下： ĥ第1章：介绍Defines VPP和分布式能源(DER)，并总结了VPP价值主张。ĥ第2章技术与市场现状提供了DER增长的前景，解释说VPP如何运行的基本概念，回顾了VPP如何参与电力市场和当前的部署趋势，并介绍了VPP业务模型的经济性示例。ĥ第3章：通往VPP Liftoff的途径描述了2030年VPP的潜在机会，概述了five加速增长的必要性，并讨论更广泛的影响。ĥ第4章生活面临的挑战和潜在的解决方案讨论与five imperatives, priority potential solutions, and associated actions stakeholders can take.ĥ第5章：跟踪进度的指标建议领先指标、滞后指标和VPP liftoff的目标结果。 执行摘要 随着电力需求在十年来首次增长，化石资产退役，部署 80 - 160 GW的虚拟发电厂（VPP）——目前规模扩大两倍——到2030年可以支持快速电气化fi阳离子，同时将电网支出从峰值工厂重定向到参与者，并减少整体电网成本。在2023年至2030年之间，美国将需要增加足够的新发电能力供应超过200吉瓦的峰值需求；1美国是否要走一条通往100%清洁电力的道路2035年，新的产能需求可能几乎翻一番。i在所有情况下，依赖于天气的可再生能源的混合发电将是前所未有的，导致更多的可变电力供应和更高的需求传输容量。传输互连积压，已扩展到平均five年，构成潜在的资源充足性挑战。ii大规模部署VPP有助于解决需求增加，峰值上升，成本低于传统资源，降低了能源成本美国人-六分之一的人已经拖欠电费。iii VPP是分布式能源(DER)的集合比如屋顶太阳能，后面-表（BTM）电池，电动汽车（EV）和充电器，电热水器，智能建筑及其控制，以及可以平衡电力需求和供应的fl可扩展商业和工业(C & I)负载并提供像传统发电厂一样的公用事业规模和公用事业级电网服务。VPP注册DER所有者-包括住宅、商业和工业电力消费者-以各种参与模式为高效的电网运营做出贡献的奖励。 虚拟电厂 VPP不是新的,并且多年来一直使用商业上可用的技术操作。Most of目前，30 - 60 GW的VPP容量用于批量供电时使用的需求响应程序是有限的；这些程序可以降低或减少DER的消耗，如智能恒温器、水加热器，以及商业和工业设备。然而，VPP具有执行更广泛的功能。当今市场上VPP的示例功能包括改变EV的时间充电以避免当地配电系统设备过载，为家庭提供能源-在高峰时段安装太阳能+储能系统，以减少对大容量电力系统的需求，充电在适当的时候使用分布式电池，以减少公用事业规模的太阳能削减，从商用电动汽车电池回到电网，并提供辅助服务以保持电能质量，所有同时尽量减少对DER所有者的影响。 VPP可以促进资源充足性2以低成本；与他们的fi财务同样重要各种形式的VPP可以增加弹性，减少温室气体排放和空气污染，减少T & D拥堵，增强社区能力，并适应不断发展的电网needs。由住宅智能恒温器，智能热水器，EV充电器和BTM电池组成的VPP，例如，与替代方案相比，可以为公用事业提供40%至60%的净成本低的峰值容量(公用事业-规模电池和天然气调峰厂)。iv而不是使用天然气调峰厂燃烧燃料和通过输配电(T & D)线路运输电力，公用事业公司可以使用VPP支付参与最终用户，通过DER和支持系统在本地平衡电网需求。 VPP价值主张 将VPP有限地集成到电力系统规划，运营和市场参与中到目前为止已经抑制了增长。法规驱动的电网规划要求和成本效益fit评估低估了大多数司法管辖区VPP的潜在好处fits，阻碍了对项目和支持VPP的潜在电网升级。用于VPP规划、操作、测量、以及公用事业和区域电网运营商将VPP整合到配电中所必需的估值systems and bulk power systems have emerged, but vary by service provider and jurisdiction. This complexity碎片化导致公用事业公司对VPP的可靠性缺乏一致性，这这反过来又导致了多年来与飞行员收集数据的过程，尽管他们取得了成功，但这些飞行员还没有扩大规模。 到2030年部署80 - 160吉瓦的VPP以帮助满足国家能力需求可以节省10亿美元的年度电网成本，并将把电网支出引导回电力消费者手中。3在这个规模上，VPP可以贡献大约10 - 20%的峰值需求，局部变化基于条件，如DER可用性和公用事业规模可再生能源发电的混合。潜在的DER容量可以加入VPP的电动汽车正在以加速的速度增长，电动汽车占了绝大多数具有高度fl可扩展需求的增长。每一年从2025年到2030年，电网预计将增加：20 - 90 GW 铭牌的4电动汽车充电基础设施的需求容量v, vi和300 - 540 GWh的铭牌存储capacityvii来自电动汽车电池；来自智能恒温器、智能水的额外5 - 6 GW的fl可扩展需求加热器和非住宅DER；viii分布式太阳能和燃料发电机；ix, x固定电池的铭牌存储容量为7 - 24 GWh。xi VPP升空 本报告紧急呼吁各种利益攸关方采取行动，加快VPP public sector leaders, and the private sector on charting the path forward. This includes progress onfiveimperatives. VPP升空的必要性 1.以公平的优势扩大DER的采用：政府、非营利组织、公用事业、DER制造商和VPP平台可以合作为DER采用和VPP提供整体支持优先考虑公平效益的部署，包括电费节省、电网可靠性和弹性、空气质量改善和就业机会。提供低成本的fi融资和回扣例如，对于节能型、支持VPP的设备，可以诱使消费者将支出转移到设备或车辆向DER升级，具有更大的潜在系统效益fits。 2.简化VPP注册:公用事业、DER制造商、VPP平台、消费者权益倡导者和监管机构可以制定分阶段的方法来简化VPP参与者的注册。措施包括消费者教育，在购买时自动将DER注册到VPP中，并选择退出选项，以及DER设备的更广泛的VPP支持。 3.提高VPP操作的标准化：私营部门和公共部门利益攸关方可以改善指导方针、标准和/或使VPP更具可重复性并缩短个人设计和试验阶段的要求VPP部署。优先领域包括改进的DER和VPP预测工具、标准化服务协议合同，以及测量和验证(M & V)方法。标准化整个配电网运营(即包括和超出VPP)将加速生命周期ff；关键领域包括配电系统可靠性标准和形式化的电网代码来管理系统参与者、DER互连和数据标准以及网络安全。提高标准化(Imperative 3)将加速VPP与零售和批发市场的整合(Importatives 4 & 5). 4.整合到公用事业规划和激励措施中：政府、公用事业和非专业fit组织可以增加对公用事业监管机构的资源和人员支持(例如，公用事业委员会、合作社董事会等)修订或引入新的分销系统规划促进成本的要求、采购流程、费率制定和客户计划-eff有效的DER采用和VPP部署，同时考虑潜在的必要电网升级。 5.融入批发市场：在重组后的市场中，5ISO / RTO可能受益