VPP海外市場狀況與趨勢分析白皮書

51.1市場規(guī)模 7 1.3美國(北美)市場說明 1.4澳洲、日本等其他市場 1.5VPP市場主要參與者 1.7實際成功案例描述 1.7.1頭部技術平臺案例 311.7.2中介機構案例 371.7.3市場代理人案例 381.8能源市場參與者的戰(zhàn)略定位 41章結 42 2.1靈活性資源價值鏈 442.2在價值鏈中的定位 452.2.1能源聚合器Aggregator(中介商) 452.2.2技術平臺 2.2.3市場代理(MarketAgent) 492.3新的風險商業(yè)模式(初期可進入市場標志) 2.3.1之前的注意事項(PreviousConsiderations) 2.3.2商業(yè)模式建議 3選擇和投資VPP技術關鍵 3.1電力系統(tǒng)的相關要求 7123.2關鍵性技術及其應用 3.3數(shù)據(jù)標準及安全挑戰(zhàn) 3.3.1能源研究與開發(fā)部美國能源部(DOE) 3.3.2標準工業(yè)通信和公共信息模型(CIM) 783.3.3網(wǎng)絡安全 3.3.4網(wǎng)絡安全信息共享流程和實踐 4.1.1相關協(xié)議 904.1.2相關協(xié)議適用場景說明 96 96 97 4.2.4SunSpecA/lianceTM聯(lián)盟 4.4開源軟件體系全景圖 5.1電力現(xiàn)貨市場交易自動化 6長園飛輪的VPP解決方案 6.1.1面臨的問題 6.1.2虛擬電廠的價值 6.1.3針對虛擬電廠運營商或聚合商的價值 6.1.5虛擬電廠分散式資源收益 36.2技術優(yōu)勢 6.2.1長園飛輪虛擬電廠是一個基于云原生架構的虛擬電廠服務平臺 6.2.2長園飛輪虛擬電廠的應用架構與業(yè)務架構方面優(yōu)勢明顯 6.2.3長園飛輪虛擬電廠在提升聚合商及客戶收益方面的優(yōu)勢明顯 6.2.4長園飛輪虛擬電廠可調(diào)負荷聚合具有多能源接入方式的特點 6.2.5長園飛輪虛擬電廠在硬件方面的優(yōu)勢明顯 6.2.6長園飛輪虛擬電廠的設備接入方式靈活多樣 6.2.7長園飛輪虛擬電廠的預測服務優(yōu)勢明顯 6.2.8長園飛輪虛擬電廠在數(shù)據(jù)安全方面做了許多努力 6.2.9長園飛輪虛擬電廠與區(qū)域虛擬電廠平臺在數(shù)據(jù)交互方面的優(yōu)勢明顯 6.2.10長園飛輪虛擬電廠具有長遠眼光的系統(tǒng)功能與產(chǎn)品規(guī)劃 6.2.11長園飛輪虛擬電廠在分布式資源接入物聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)驗頗豐 6.3成功案例 章結 144長園飛輪物聯(lián)網(wǎng)技術(杭州)有限公司5VPP為DER能源的參與者提供了一種工具，使他們可以從獲得靈活性收益。核心是基于能源EloT的基礎的物聯(lián)能力，聚合資源旨在獲得交割。VPP的市場設計一般包括時空細分，輔助服務重新定義(提供快速響應的備用電力和調(diào)節(jié)需求),新的容量市場(促進RES參與和引入靈活性要求)等趨勢。在這種情況下，能源服務提供商(ESCO),零售商，目前全球VPP軟件市場收入預計在2023年底達到25億美元，并在2028年達到最高30～40億美元。Chart3-3.AnnualCombScenario,WorldMarkets圖3:全球VPP軟件整體市場規(guī)模示意圖soGEEnerwisem翻onctEne圖4:VPP選擇典型國家的Aggregator中介商分布圖要求)。marketslong-termmarkets的能源，這相當于靈活性服務市場規(guī)模約100億美元[Flexibilitymarket長園飛輪物聯(lián)網(wǎng)技術(杭州)有限公司9TERRE是用于交易替代備用電源(ReplacementReserve)的綜合平臺建設并旨在與其他ENTS0-E平衡項目共享所獲得的知識。該項目正在開發(fā)的IT平臺ENTS0-E內(nèi)輔助服務調(diào)整。EC規(guī)則2017/2195制定了平衡指南，并建立了框成立于2008年，旨在創(chuàng)建一個統(tǒng)一的歐洲電力市場。ENTSO-E正在進行的最重布式太陽能(家庭和商業(yè)屋頂)。HEMS將在2025年之前安裝在15%的家庭中，●存儲(例如抽水蓄能系統(tǒng)和大型化學能電池)●網(wǎng)絡升級(例如輸電和配電網(wǎng)的擴展)●增加需求方的靈活性(例如可控/可轉移負載)和能源系統(tǒng)集成和調(diào)度，資本密集型的，其特點是交付周期長(長達10年)。在這方面，在歐洲等需求促進動態(tài)定價計劃和支持DR市場準入的措施，定義了聚合器(中介商)和能源Energy2Market,GreenComNetworks等)。預計到2028年，歐洲將占據(jù)VPP市場規(guī)模的三分之一，年銷售額約為10億美元，全球全年VPP規(guī)模將擴大到4·AnabypisofcureotValuestheamavoiloblty圖9:不同國家適合實施需求側本地靈活性LocalFlexibility來源：smarten.eu1.3美國(北美)市場說明建立輔助服務市場的目的是為保證電網(wǎng)調(diào)度有足夠的可調(diào)節(jié)(靈活性)資源來確保安全可靠的電力平衡，電網(wǎng)調(diào)度作為市場的唯一的買家，根據(jù)預期的電力供需情況，確定所需要的輔助服務(可調(diào)節(jié)資源的類型與容量，例如：調(diào)頻、備用等),通過輔助服務市場的競價方式以最小的成本獲得。而被購買的靈活性資源必須保證所被購買的容量“隨時待命”,在電網(wǎng)調(diào)度需要的時候能夠立即提供相應的電力。sunnovasUNPOWEROATIp圖10:儲能支持VPP相關，北美品牌公司長園飛輪物聯(lián)網(wǎng)技術(杭州)有限公司14DER微電網(wǎng)相當長的時間，現(xiàn)在澳大利亞的客戶正在根據(jù)系統(tǒng)情況適當?shù)毓芾硭献鹘⒘薞PP。該項目于2019年底開始運營，整合了超過50,000個家庭電池(特斯拉Powerwalls),并取得了預期以上的成果(CleanTechnica)。和液化天然氣進口的依賴以及到2030年再生能源24%的雄心勃勃目標都表明，DER最終將指向VPP。[澳大利亞VPP市場前景(NavigantResearch,2019)]也開始與2018年的創(chuàng)業(yè)公司Geli(即：QCells)合作實施VPP。市場領導者AutoGrid正在與Japan'sEneres合作，在2020-2021年期間匯總了10,000個VPP市場現(xiàn)有產(chǎn)品評價，我們整理了前100個VPP解決方案。評估后應用了多項排除標準，減少到主流：26+創(chuàng)新：16個。最終解決方案列出如下：OpusOneSolutionsEnergyCorporation是一家總部在多倫多軟件公司，幫助電力公司優(yōu)化能源規(guī)劃。該公司先進的基于模型的軟件平臺Grid0SR,GEDigital的OpusOneSolutions正在通過最先進的配電能源管理平臺為數(shù)字公用事業(yè)提供支持。OpusOne是一家與美國NationalGrid合作的公司，為DER提供技術和金融平臺，提供實時預測的價格信號和資源評估。此外，它還為NationalGrid提供了緊急電力功能，實現(xiàn)了完美的技術經(jīng)濟優(yōu)化，并在配電系統(tǒng)平臺和參與DER之間發(fā)揮了中央通信門戶的作用。此外還與加拿大Ontario電網(wǎng)運營商(ieso)合作，根據(jù)監(jiān)管機構、DNO和參與者決定的電網(wǎng)凈收益，生成面向DER運營的時間和位置定價信號。該解決方案評估了提供能源和輔助服務的DER的效果，并生成了DNOTSO通信和調(diào)節(jié)機制。也還與美國公用事業(yè)公司(Ameren、ComEd、南加州愛迪生公司、夏威夷電力公司)和英國公用事業(yè)公司(ScottishPowerEnergyNetwork)等合作。Enbala是一家能源管理技術公司，總部位于加拿大不列顛哥倫比亞省。該公司的將分布式能源資源(DER)集成到微電網(wǎng)中，同時支持獨立系統(tǒng)運行?？梢怨芾砀鞣N規(guī)模的DER,包括太陽能電池板、小型風力渦輪機、天然氣發(fā)電機、蓄電池、電動汽車充電器和可控負載。還可以與其他VPP平臺集成，以實現(xiàn)更大規(guī)模的能源管理。資源(C&I過程負載(需求資源),儲能設備，可再生能源資源的聚合)。該BluePillar是一家美國軟件公司，成立于2006年，2022年10月，Blue于2017年以2.5億美元收購EnerNOC,以整合需求資源中介業(yè)務并在業(yè)界占據(jù)一席之地。該公司通過EaaS(Energy-as-a-Service)方法為C&I客戶提供服任獨家DERMS角色，同時還提供面向最終用戶的能源管理SW模塊。它是意大利MP2Energy是一家美國的零售電力供應商，是ERCOT的合格調(diào)度實體和PJM的負荷管理服務提供商。該公司是一家領先的C&I客戶需求資源管理服務提供商。2017年被Shell收購并進入了美國VPP市場，MP2Energ中的角色是充當風險管理者，為客戶平衡能源供需方程式。我們是ERCOT的認證零售電力供應商和合格調(diào)度實體(QSE)以及PJM的棄風電服務提供商(CAdvancedMicrogridSolutions(AMS)是一家成立于2013年的美國軟件公西門子和AES旗下公司Fluence(2020年10月15日)宣布，它已經(jīng)收購了AMS的數(shù)字智能平臺，AMS是公用事業(yè)規(guī)模存儲和發(fā)電資產(chǎn)的人工智能優(yōu)化競價軟保儲能和靈活的發(fā)電資產(chǎn)對市場發(fā)出的價格信號做出最佳反應。AMS和Fluence此次收購是兩家公司之間長達一年的合作關系之后進行的，補充并擴展了將分散的能源資源集成為虛擬發(fā)電廠并進行優(yōu)化，2020年7月1日ABB按計劃完成了將電網(wǎng)業(yè)務80.1%的股份轉讓給日立，2022年3月30日，日立該公司以在家庭物業(yè)上安裝太陽能電池板的智能電池而聞名。Moixa的以幫助更有效地使用能源并降低家庭成本，他們負責開發(fā)電池硬件產(chǎn)品和布式能源資源與中央IT控制系統(tǒng)相結合，以實現(xiàn)分散式電力發(fā)電網(wǎng)絡。該公司的產(chǎn)品可用于電力交易、電網(wǎng)運營商和太陽能和風能發(fā)電廠的運營商。Energy&MeteoSystems的數(shù)字解決方案為電力交易商、電力廠和電網(wǎng)運營商提供了一種完美的組合，以便更有效地將可再生能源整CentricaBusinessSolutions(前身為REstore)是一家比利時初創(chuàng)公司，被英國公用事業(yè)公司Centrica收購并重新品牌化。該公司提供面向其他公用事業(yè)和B2B模型的模塊化軟件平臺，以將工業(yè)負荷和熱聯(lián)合發(fā)電廠集成到VPP中，以滿足C&1需求，并提供靈活性。它還擔任自己的中介和市場代理商，是完美EnergyInsights解決方案：運營效率和成跡提供無與倫比的可見性一從現(xiàn)場到設備級別。與英國和愛爾蘭的1800多個組織以及全球7000多個企業(yè)合作，以解決他們GridShare軟件還可用于為其他電池和電動汽車充電器添加智能，以幫助更有效VirtualPacker是東芝能源系統(tǒng)和解決方案的虛擬電源廠(VPP)解決方案，公司在日本。該公司的VPP技術將分布式能源資源與中央IT控制系統(tǒng)相結合，開發(fā)了一種名為Kaluza的靈活性市場的獨家解決方案，用于連接、控制和優(yōu)化分布式家庭設備。Kaluza通過大規(guī)模集成連接的設備，為TSO和DS0提供靈活1)利用Kaluza獨特的Al技術和實時數(shù)據(jù)功能來連接和自動化數(shù)百萬臺2)通過智能可靠地轉移電動汽車、暖通空調(diào)和電池儲能充電，管理您的網(wǎng)更多收益3)使用Kaluza的家用設備可配置儀表板套件，轉變組織的數(shù)字化能力和Limejump是一家英國的電力市場代理商和DER,參與英國電力系統(tǒng)的各種市場機制。他們的云端軟件連接loT硬件，利用VPP平臺招募電池、小型發(fā)電機和Limejump提供了一種端到端的方法，根據(jù)每個客戶的需求量身定制，從項VattenfallFlexibilitySolutions(前身為Senfal)是一家荷蘭初創(chuàng)公量，每個客戶都需要支付加入費用，并從市場參與中獲得節(jié)省金錢。Senfal一直致力于使用智能軟件來充分利用電力消費和生產(chǎn)的靈活性。Senfal的供需軟件可根據(jù)能源市場的高價或低價自動增加或減少業(yè)務流程的功2022年10月11日EnphaseEnergy,Inc.對GreenComNetworksAG的收BluWaveai成立于2017年，總部位于加拿大，提供用于能源優(yōu)化的平臺。該公司連接loT傳感器和計量器，利用過去和實時數(shù)據(jù)，為社區(qū)、企業(yè)和公用事業(yè)提供基于人工智能的綜合區(qū)域能源生產(chǎn)和存儲的優(yōu)化。Evergen是一家澳大利亞初創(chuàng)公司，通過集成分布式能源資源推進可再生能源。該公司的解決方案使網(wǎng)格運營商和分布式能源提供商之間實現(xiàn)雙向通信，以創(chuàng)建虛擬電源廠(VPP)。Evergen的VPP管理包括客戶獲取和營銷服務、客戶賬單管理、向客戶提供激勵付款、向新或現(xiàn)有客戶進行VPP營銷、將客戶納入VPP的啟動和注冊1。Evergen的平臺具有直觀的用戶界面，允許操作員實時查看整個車隊或單個資產(chǎn)的數(shù)據(jù)。它還允許操作員訪問廣泛的報告。他們甚至可以利用預測和實際情況來自定義構建自己的儀表板和報告功能。OrigamiEnergy是一家總部位于英國的軟件公司，開發(fā)了可配置的預構建SaaS平臺應用程序，幫助能源公司通過DER創(chuàng)造價值。該公司成立于2013年，籌集了4000萬美元的資金，并在英國開展了各種項目。Origami是一個獨立的BESS投資組合管理平臺，它結合了物理和金融世界，使資產(chǎn)所有者和投資者能夠抓住所有市場和地區(qū)的機遇。為您的投資組合獲得最佳收入，延長使用壽命并產(chǎn)生更高的資產(chǎn)價值。使命是幫助建立一個由智能技術驅動的綠色能源世界。GridBeyond是一家英國的能源服務公司(ESCO),旨在通過使用人工智能GridBeyond的技術在一個協(xié)調(diào)的系統(tǒng)中平衡和協(xié)調(diào)能源生產(chǎn)、存儲和工業(yè)負荷。GridBeyond的智能能源優(yōu)化器是其服務的核心。通過將負載、發(fā)電和儲面向能源貿(mào)易商的實時電網(wǎng)洞察：通過使用Reactive的超高速事件檢測平Voltalis是一家法國初創(chuàng)公司，與家庭和中小型C&I中介機構合作，將家為計算機提供服務。參與Voltalis平臺的客戶沒有收入，但可以通過節(jié)能和監(jiān)超過14年的研發(fā)使我們能夠在靈活的電力消耗和能源系統(tǒng)之間建立聯(lián)系。Voltalis是第一家大規(guī)模釋放這一潛力的公司，已連接超過200,000個家功能的能源優(yōu)化軟件平臺。通過這些交易平臺，可再生能源發(fā)電廠和C&I客戶可以訪問相關市場機會，并獲得減少不平衡和價格風險的好處。該公司與英國NationalGrid合作，幫助精確測量系統(tǒng)慣性，并與TotalEnergies一起開發(fā)了活性的SW平臺。通過需求響應實現(xiàn)實時供需平衡。其主要服務是在德國TSO (TenneT)、芬蘭TSO(Fingrid)和瑞典TSO(SvenskaKrafnat)的合作項目該公司在紐約ISO(NYISO)的平衡區(qū)域中擔任需求響應中介服務商(DRntn圖16:guidehouseinsightsleaderboardvirtualpowe1.7.1頭部技術平臺案例ForecsonctatedmodelmegsunStandaloneDERMS-on-premorcloAdditionalModulesstepwisel圖17:業(yè)務系統(tǒng)架構圖來源：廠商官網(wǎng)&VirtualizationAdapter圖18:Grid0S@系統(tǒng)架構題來源：廠商官網(wǎng)長園飛輪物聯(lián)網(wǎng)技術(杭州)有限公司32舊臥yWholesalemarketsSupplycontIntegratedaccessandsuppr的運行穩(wěn)定性。Enbala的實時能量平衡平臺——ConcertoTM—提供了一種可擴展、準確和快速的方法，用于從靈活的負載、儲能和可再生能源中創(chuàng)建可控和可調(diào)度分布式能源(DER)并訪問高級見解，從而讓所有人都能更輕松地獲得和負擔Enbala還與美國公用事業(yè)公司PortlandGeneralElectric合作，德國公用事業(yè)公司RWE;亞利桑那州公共服務深度合作：共同開發(fā)了VPP,以實現(xiàn)對DER圖23:相關VPP平臺企業(yè)匯總表普遍性1.7.2中介機構案例力供應而支付費用。參與該計劃的特斯拉Powerwall客戶在5月電廠”,該項目將在50,000個家庭中分布250兆瓦的互聯(lián)屋頂太陽能和電池儲Not困Col/gasplbnt呂H盈出1.7.3市場代理人案例總共超過5,400個設備(從幾千瓦到最大20兆瓦的光伏、小水電、生物氣體、許多靈活性的初創(chuàng)公司。Limejupm的用例是將多個內(nèi)燃機(燃氣發(fā)動機)集成38AutoGridreactivedo圖26:提供軟件平臺OEM廠商相關信息一些原始設備制造商(OEM)正在開發(fā)和測試自己的技術(例如：西門子、aatikopArocVPP初創(chuàng)企業(yè)的積極合作/收購在大規(guī)模(GW級)的市場中運營VPP。如上圖所事業(yè)公司和0&G公司)有吸引力，而且對外部參與者(如OEM或投資基金)也有√√非電力公司√√√√√√的RegD(快速響應調(diào)節(jié))市場價格在2017年為17美元/兆瓦時/小時，包括制在歐洲，2018年荷蘭和德國聯(lián)合市場的年平均頻率控制備用功率(FCR)價格為12.8歐元/兆瓦時/小時，二次備用功率(aFRR)價格為8.9歐元/兆瓦時/小時。假設85%的利用率，提供服務的VPP可以實現(xiàn)約12.07~14.45美元/兆瓦考慮到VPP的建設成本，歐洲預期收益約為25~75美元/千瓦/年。散，虛擬電廠起步于電力供給側，聚合分布式發(fā)電資源，從而幫助可再生能源●第一是輔助服務市場，該市場直接與特定地區(qū)或國家的輸電系統(tǒng)運營商●第二是日內(nèi)市場上的不平衡交易，由于無法百分百準確預測所需能源量，各DS0之間的電價差異很大，是競爭性的業(yè)務?；谝陨戏止?，在歐洲商業(yè)化1)美國擁有眾多直接連接到用電側的分布式太陽能資源。隨著《降低通貨膨脹法案(IRA)》的發(fā)布，美國政府為風能、太陽能和其他化石燃料替代品提供了超過3000億美元的資金，給美國的可再生能源行業(yè)帶來極2上下游生態(tài)和商業(yè)模式探討Aggregotor甲甲需求側靈活性是指對市場價格信號做出反應的靈活性，其價值由ESCO 司，并獲得部分創(chuàng)造的價值。直接響應靈活性需求的需求側靈活性由中介商 長園飛輪物聯(lián)網(wǎng)技術(杭州)有限公司流。ESC0將對最終用戶設備中尚未意識到的價格做出反應，以實現(xiàn)靈活性的收益。通過VPP平臺出售所需的資源組合，中介商根據(jù)VP維持當前水平的設備投資成本(CAPEX)和運營成本(OPEX),從而獲得更高的包括中介商、軟件平臺和市場代理人。這些可以進一步BRP提供電力服務一樣。其中，中介商可能成為BRP并成為自己的市場代理人 應(DR)并將其用作需求側靈活性進行交易。這是VPP的最成熟形式，實時負載設備)和EV充電。這些類型的VPP可以為解決電力網(wǎng)絡擁堵問題提供解決方案電聯(lián)產(chǎn)客戶翻造什么價值、客戶關系者·批發(fā)市場參與者。以客戶為中心的產(chǎn)品服電動汽車充電樁站(在專有平臺的情況下)入·批發(fā)市場收●需求響應●再生能源發(fā)電●儲存設備大型C&I(商業(yè)和工業(yè))和家庭部門可以提供需求資源，而小型發(fā)電設備可以通過招募參與市場來獲得利益。需求響應是參與VP從中介經(jīng)營者那里購買服務的第二類客戶可以是BRP、TSO和DS0在平衡市場和中介經(jīng)營者會從單個資源(所有者)獲得收入的一部分，以支付平臺使用費用或2.2.2技術平臺構建成功的VPP的基石。要集成控制大量不同的分散能源資源，需要大規(guī)模的的上行解決方案，另一種是DERMS(分布式能源資源管理系統(tǒng))平臺，它是一種下行解決方案，用于管理TSO/DS0和電力公司的DER組合。(中介)·供應能源資產(chǎn)異構組合的以客戶為中心的產(chǎn)品云原生技術?！C器學習專家話(一般部署在AWS平臺)費占已產(chǎn)生收如果產(chǎn)品是DERMS,則主要針對TS0/DSO和公用事業(yè)，如果產(chǎn)品是VPP平須成為BRP。這是由于以下兩個原因：●只有BRP才能向TSO提供靈活性服務●當預期容量和實際容量不同時，需求響應資源可能會引起不平衡TSO將這些責任委托給BRP。BRP被定義為一個私營企業(yè)，它在輸電網(wǎng)中平衡一個或多個連接點。BRP組合也被稱為平衡組(BalancingGroup),通過資金投入、長期合同和與其他BRP的交易來構建平衡組合。發(fā)電廠和長期購買者(off-taker)在電力系統(tǒng)中必須與BRP簽訂合同，也可以直接成為BRP(NextKraftwerke,2020)。因此市場代理人(中介商+BRP)被設計為具有更低的市場準入門檻。當獨立召的產(chǎn)品促進可持展植電(在專有平臺的情況下)提信助服入1)市場參與者在開發(fā)初期很少，但市場機制已經(jīng)建立2)可用的可再生能源資源豐富，風力和太陽能在電力混合中的比重很大，分布式電源占比高，可再生能源裝機容量占比超過40%3)政府在開始逐步開放需求方和中介機構可以參與的電力現(xiàn)貨市場4)以西班牙舉例在歐盟網(wǎng)絡代碼和最近的清潔能源包(CEP)中包含的各種西班牙政府2020年開放的電力市場，通過能源零售商可以整合需求資源。總規(guī)模為9億歐元。根據(jù)西班牙的NECP(國家能源和氣候計劃),到H2025目標情景，風力和太陽能將占發(fā)電量的50%,這是2019年的兩倍。隨著波動性再2018年西班牙的自用太陽能電池板安裝數(shù)量增加了80%,安裝容量增加了40%。西班牙目前擁有4,545個EV充電站，未來需要10萬個/30萬個(2025年/2030年)以上。而根據(jù)NECP,西班牙到2030年需要6GW的儲能技術(水電，2019)(REE,2020)(Statista,2019)(ANPIER,2019)(WoodReal-timetechnicalconst供應商支付可用性和實際利用率的補償。對于三次備用電力，將對實際表現(xiàn)進行二次和三次備用電力以及應急停電的市場規(guī)模達到了225百萬歐元。在提供的家庭僅占10%,而家庭ESS的普及速度較慢，因此今天的緊急需求資源組合場上最具吸引力的C&1需求響應組合資源。了解特定電力混合對目標市場的影響非常重要，因為它與系統(tǒng)靈活性要求有很高的相關性。復合天然氣發(fā)電廠(CCGT)是一種設備容量較大的資源，迄今為止并未被廣泛用作主要發(fā)電源。然而，隨著西班牙最近采取強硬立場逐步淘汰煤炭，燃氣發(fā)電在電力混合中變得越來越重要?？稍偕茉疵磕甓荚谠黾樱穗娫谠O備容量方面所占的比重不大，但仍然是一種信譽和重要性很高的資源。西班牙計劃未來不再新建核電站，但目前運營的核電站預計將繼續(xù)運行至少20年。隨著煤炭逐步淘汰，風力和太陽能的比重增加，燃氣發(fā)電(26GW)可以成為可靠且快速運行的中間階段解決方案。%Ciclocombinado23,4%■Sol■Turbinaciánbombeo3.2%■Resid西班牙的電力混合在未來十年將面臨巨大的變化。2019年，可再生能源占發(fā)電量的39%,西班牙NECP預計這一數(shù)字將增加到最高74%。為了實現(xiàn)這一目標，需要擴大風力和太陽能的混合使用，以及增加可調(diào)節(jié)的電力和其他儲能資源的重要性。在可再生能源占比較高的電力混合中，有一天發(fā)電量將完全由可再生能源組成，這將導致對靈活性資源的需求激增。正在西班牙進行測試(OMIE,2019)。自用部門消除了所謂的“太陽稅”,并在RD244/2019中得到了某種程度的如上圖所示，西班牙能源混合和目標情景(2025年，2030年)從2018年到2019年，分布式太陽能發(fā)電機的安裝數(shù)量增加了80%,而安裝容量僅增加了此擴大電動汽車和充電基礎設施也很重要。西班萬輛EV充電器(Transport&Environment,2019)。因此，西班牙中期可用的當?shù)募畲胧┮源龠M需求資源的參與和整合是虛擬發(fā)電廠廣泛實施的非常重要的因素。成為適合VPP的市場的根本前提條件是電力市場的自由化和垂直分割。自由化和分割市場中存在制度以創(chuàng)造適合VPP的環(huán)境。已經(jīng)制定了時間差(TOU)場規(guī)則和網(wǎng)格監(jiān)管框架中列出。與市場設計和網(wǎng)格監(jiān)管相關的主要挑戰(zhàn)如下：1)可能集合小型能源資源以滿足市場最小投標規(guī)模2)由于指令和響應之間的長時間延遲(leadtime),資源可用性的不確定3)由于合同和實際響應之間的差異而導致的不平衡碼，特別是CommissionRegulation2017/2195,其中包含有關平衡的指導，以及第三個能源包和最近的西班牙氣候保護法放寬的清潔能源包(CEP)。fMruntfMrunt2015～20198w圖37:歐洲和西班牙監(jiān)管框架的發(fā)展歷程“CleanEnergyPackage”(CE旨在通過8項立法來重新定義會員國的4個領域的能源市場(Linklaters):●新的電力市場設計長園飛輪物聯(lián)網(wǎng)技術(杭州)有限公司56●再生能源整合和促進●能源效率●制度框架1)內(nèi)部電力市場指令(InternalElectricityMarketDirective):到2020則714/2009(自2020年1月起具有約束力且適用)3)ACER規(guī)則修改(ACERRegulation的重制):取代規(guī)則713/20095)再生能源指令；取代指令2009/28/EC(至2021年6月)6)能源效率指令；修改現(xiàn)有指令2012/27/EU,以實現(xiàn)2030年目標并直接修7)建筑物能源性能指南；修改指南2010/31/EU,直到2020年3月轉換transpositiondeadl24-12-1810-03-20anspositiondeadline2019年7月生效，自2020年1月起具有約束力。571對于資源類型(發(fā)電、儲能、招募資源)或連接級別(輸電、配電)的訪問應平●其他規(guī)則和指南EectricilyMorketEnergyEfficlenc3|Fosterprosumershroughene4|OblgotiontorsupplentootronsposfiondeadinetransposfiondeodinetrangpouifionStartof圖40:ENTS0-E規(guī)則框架圖中介機構參與平衡供應。此處最小容量要求從10MW降至1MW,上限和下限已從2092092020202120222023圖41:電力平衡項目路線圖歐盟委員會(EC)的目標之一是創(chuàng)建統(tǒng)一的電力市場，以提高電力系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性。許多歐洲電力系統(tǒng)都由同步區(qū)域組成，但在建立統(tǒng)一的電力市場方面，相鄰電力系統(tǒng)之間的互連容量是一個重要的限制因素。這種限制容量也影響著實施標準化輔助服務交易的共同平臺。如果網(wǎng)絡擁擠，電力交易在電力系統(tǒng)之間變得困難。圖42:歐洲統(tǒng)一電力市場進程為此，最初的倡議是在執(zhí)行歐洲規(guī)則2015/1222的容量分配和2018年跨境即時項目(XBID)的擁擠管理之后進行的(EC,2015)。CrossBorderIntraday項目，也稱為跨境即時交易耦合，旨在創(chuàng)建一個跨越歐洲的統(tǒng)一即時市場，這被認為是建立歐洲能源市場的關鍵要素。隨著可再生能源的普及，供應計劃的間歇性增加，需要額外的工具來維持平衡，因此XBID項目得以推進(Amprion,2018)。隨著能源市場范圍的擴大，虛擬發(fā)電廠將整合更多的需求資源，為電力系統(tǒng)的整體效率提供機會，從而對VPP的增長產(chǎn)生積極影響。氣候變化法案項目最近已提交給西班牙議會進行批準。公開的草案為西班牙的能源轉型制定了規(guī)制基礎，并制定了雄心勃勃的目標和倡議。草案的核心要素●西班牙的能源轉型預計將創(chuàng)造25萬至35萬個就業(yè)機會，并為GDP每年貢獻1.65億至2.57億歐元?！竦?030年，可再生能源發(fā)電將達到全面混合電源的70%,這與NECP中規(guī)定的74%數(shù)字相反?！耠娏Ψㄒ研薷?，以引入能源存儲設備所有者和獨立電力中介機構?！駷榇_保未來的供應穩(wěn)定性，將提高可再生能源的穩(wěn)定性和可預測性，并開發(fā)有關可再生能源的附加收入結構，以確保新的發(fā)電容量的投資回報?！駥⒋龠M通過雙向發(fā)電來實現(xiàn)能源存儲。長園飛輪物聯(lián)網(wǎng)技術(杭州)有限公司61●到2040年，只有零排放車輛才能注冊，到2050年，只有零排放車輛才2.3.2商業(yè)模式建議●產(chǎn)品定義●產(chǎn)品相關：電池和太陽能系統(tǒng)的技術成熟度非常高，而且在家庭和第三市場上的普及程度不斷增加。已經(jīng)開始開發(fā)DR技術，但尚未完全開發(fā)。因此，得出結論，當設計產(chǎn)品時，應識別EMS和VPP之間的相當依賴關系，并在同一核心平臺內(nèi)利用共享軟件基礎架構(數(shù)據(jù)架構)。●客戶部分：強調(diào)家庭解決方案和工業(yè)解決方案之間的明顯區(qū)別。家庭解決方案具有高度的可擴展性和重復性，而工業(yè)解決方案則是定制的。針對特定的主要功能，低擴展性的解決方案可以基于差異化構建業(yè)務模型，以達到特定的客戶部分或更有效地提供能源服務。因此，最佳解決方案是在核心平臺上構建的可擴展解決方案，以改進市場覆蓋范圍和服務提供，并區(qū)分增值?！駪?zhàn)略性方法：智能設備、DER和負載管理在內(nèi)的EMS解決方案是家庭市場上可用的基本配DER和負載管理在內(nèi)的定制EMS解決方案是特定商業(yè)和工業(yè)市場部門的基本與能源市場相連的VPP解決方案是實現(xiàn)能源交易的基本配置，其中介紹了DER和需求資源。因此，為每個目標客戶提供差異化的產(chǎn)品提供策略將提高盈利能力，而在面向家庭為了執(zhí)行這些任務，綜合解決方案需要考慮以下模塊功能：atfcportspkt掃esdclectrisisybantrm圖44:家庭HEMS支持VPP具備的價值點描述數(shù)據(jù)存儲、收集和軟件架構：指將從內(nèi)部(例如智能電表數(shù)據(jù))和外部(例如天氣預報、電網(wǎng)狀態(tài))獲得的數(shù)據(jù)結構化，以便算法可以執(zhí)行。利用云計算和邊緣計算，可以輕量化內(nèi)部的EMS設備，從而使其與競爭產(chǎn)品區(qū)分開來。長園飛輪物聯(lián)網(wǎng)技術(杭州)有限公司63連通性：設備/設備之間可以通信的程度或與不同家庭通信協(xié)議的兼容性水平。要定義設備級通信標準，需要具體的業(yè)務級知識。物聯(lián)網(wǎng)(loT)似乎是訪于不準確的再生能源發(fā)電量或需求預測而導致的平衡成本以及最大化市場交易 圖45:電力綜合平臺能力示意圖EMS/VPP平臺是一個綜合平臺，由兩個不同的產(chǎn)品定義為核心平臺。EMS是為三種不同的產(chǎn)品：家庭EMS,商業(yè)EMS和工業(yè)EMS,其中家庭EMS具有較小的由于客戶對VPP的信任度(VPP能夠移動負載并控制分布式資源的程度)很重要，YPPAagregatorYPPAagregatorsoProsumcrs&gpbu過品牌一致的能源、消費者優(yōu)化、資產(chǎn)控制和市場參與來提供完整的EaaS,從長園飛輪物聯(lián)網(wǎng)技術(杭州)有限公司65●監(jiān)管框架●技術相關●業(yè)務模型監(jiān)管框架不斷發(fā)展，現(xiàn)有范式的變化尚不確定。監(jiān)管水平在歐洲和國家層面上有所不同，執(zhí)行和轉換時間也各不相同。因此，需要適應動態(tài)的監(jiān)管框架和新的網(wǎng)絡代碼，例如招標，跨區(qū)域輸電風險，需求響應，電力中介業(yè)務，能源存儲和網(wǎng)絡安全規(guī)定。隨著自我消費者、能源生產(chǎn)者、獨立電力中介業(yè)者和地方能源社區(qū)等新參與者進入公平競爭環(huán)境，適應監(jiān)管變化的速度、預測新角色并進行整合至關重要?？紤]到任何規(guī)定可能會對參與者在靈活性價值鏈內(nèi)造成問題，因此可以強調(diào)●參與中介業(yè)務的消費者有權在2026年之前從市場參與者轉移，因此客戶的權利得到加強，客戶中心解決方案的需求也越來越高●所有市場代理人可能需要向受到需求響應直接影響的其他市場參與者支付財務補償需求資源中介只能通過零售商進行，直到獨立電力中介出現(xiàn)為止。因此，能源政策和監(jiān)管在各種市場中鼓勵靈活性參與的同時，也帶來了挑戰(zhàn)。從技術角度來看，靈活性解決方案需要高水平的設計來解決現(xiàn)有問題。資產(chǎn)類型從屋頂太陽能到工業(yè)鍋爐不等，缺乏供應商之間的標準，國家之間的市場差異也存在。為了解決這個問題，需要靈活的設計。API使各種資產(chǎn)和供應商之間的集成變得容易，基于模塊化架構的設計可以根據(jù)特定要求調(diào)整解決方案。例如：德國的GreenComNetworks是一家基于開放API和模塊化架構的靈活性解決方案提供商。實時數(shù)據(jù)管理和資產(chǎn)集成在技術上也是困難的。預測和通信在實時調(diào)整數(shù)千個不同的資產(chǎn)方面是必要的?；谠频挠嬎憬鉀Q方案可以解決這些問題，并在多個地區(qū)實現(xiàn)快速部署，輕松擴展或縮小運營需求(數(shù)據(jù)存儲，計算能力)。電力是一種基本資源，與經(jīng)濟增長和生活質量直接相關。自20世紀后半葉以來，電力系統(tǒng)一直在不斷發(fā)展，為了保證經(jīng)濟最優(yōu)化的穩(wěn)定供應，競爭已逐步66引入發(fā)電和零售部分。隨著氣候變化的影響日益顯著,減少碳足跡的需求為了將全球平均溫度保持在比工業(yè)化前低2攝氏度的水平以下，直到21世紀末，承諾減少溫室氣體排放量。在2012年簽署的巴黎協(xié)定中，參與國家被要求提交為期10年的氣候計劃以實現(xiàn)氣候目標，并提交適應氣候變化的計劃。氣從化石燃料轉向可再生能源。通過電氣化(將最終能源燃料燃燒轉變?yōu)殡娏ο?和分散化(發(fā)電廠從集中式大型發(fā)電廠分散到分散式能源資源)等變化，可以整合許多可再生能源的部分，提出了新的要求。與傳與市場，監(jiān)管在國家和歐洲兩個層面上都在不斷發(fā)展。EUNetworkCodes在促進招募資源參與輔助服務的同時，CleanEnergyPackage要求中介業(yè)務員無歧家庭靈活性資源可以作為可擴展的解決方案來處理，但是C&1靈活性需要心勃勃的目標是推廣可再生能源，并于2020年下半年開放給中介業(yè)務員參與市Total、BP、Equinor和Repsol)也在向電力業(yè)務多元化。此外，一些電力公司 (Centrica、Enel、E.on、Engie、Eneco、Statkraft)在VPP業(yè)務中占據(jù)了強這使得在客戶和核心業(yè)務中通過參與能源優(yōu)化和參與優(yōu)化市場來提供新產(chǎn)品和電等管理和其他許多行業(yè)的交叉行業(yè)參與者可以通過VPP從能源市場資源中獲美國電力公司在2016年投資了超過700億美元用于輸配電設備、系統(tǒng)和服電力公司投資的智能電網(wǎng)部門包括信息技術(IT)和運營技術(0T)。IT包括商業(yè)系統(tǒng)信息管理，例如工資單、付款和其他行政系統(tǒng)，OT包括物理電力2020年，美國電力公司在數(shù)字技術(IT和OT)上的總資本約為每年150億美元，預計到2026年將超過245億美元。該支出中最大的部分是與智能電網(wǎng)技術和系統(tǒng)有關的部分，而智能電網(wǎng)投資從2020年的83億美元增加到2026年的164億美元。圖48:顯示了過去12年(歷史和預測)數(shù)字技術的資本支出圖中顯示了過去12年(歷史和預測)數(shù)字技術的資本支出，并顯示了IT和0T系統(tǒng)在智能電網(wǎng)設備中所占的比例。與IT/0T無關的投資持續(xù)穩(wěn)定，而純1)美國電力公司在2016年投資了超過700億美元用于輸配電設備、系統(tǒng)和2)電力公司投資的智能電網(wǎng)部門包括信息技術(IT)和運營技術(0T)。技術和系統(tǒng)有關的部分，而智能電網(wǎng)投資從2020年的83億美元增加到2026年的164億美元。圖49:各類別技術類型的示例根據(jù)美國能源信息署(EIA)和愛迪生電氣協(xié)會(EEI)提供的數(shù)據(jù)，私人電力公司(10U)的輸電網(wǎng)絡資本投資將達到250億美元，公共電力公司、發(fā)電和輸電合作社將增加44億美元，預計將持續(xù)到2019年。此外，2019年輸電設備所有者的運營和維護成本總計為141億美元。強大的輸電系統(tǒng)是降低成本的市場電力通過高壓(通常為69kV或更高)輸電線路和變電站傳輸?shù)脚潆娤到y(tǒng)。在美國，輸電線路由三個互聯(lián)的廣域網(wǎng)(互聯(lián)網(wǎng))組成。電力公司輸電運營商、獨立系統(tǒng)運營商(ISO)和區(qū)域輸電機構(RTO)根據(jù)市場結構計劃和負責運營互聯(lián)廣域網(wǎng)的部分，從秒到年。美國在72個平衡機構(BA)中控制發(fā)電和輸電以實現(xiàn)實時供應平衡。通過能源管理系統(tǒng)(EMS),反映約束條件(熱，電壓等)各種通信媒介(光纖，無線等)從現(xiàn)場設備獲取數(shù)據(jù)。SCADA系統(tǒng)通過設備，線路傳感器，計量器和斷路器等收集信息。雖然相位測量裝置(PMU)自2009年以來備受關注，但仍然受到限制。動態(tài)輸電容量(DynamicLineRating,DLR)EMS系統(tǒng)開始包括最新技術(例如PMU或DLR)在內(nèi)的高級應用程序。因此，現(xiàn)WholesaleMarkets亻l3)持續(xù)的演變和普及5)常規(guī)故障Additionalload-followdaywith4-toTop20hours,coincidentwithbalancingauthorityarea●云原生+高安全●系統(tǒng)具備DER協(xié)議完整支持●云邊一體TSDB時序數(shù)據(jù)庫能力1997200319972003EnergyManagementsystem20112010StochasticOptimizationDistributedGener201420172DGUnitsEnergy第一階段(2000-2007年):第二階段(2008-2009年):第3階段(2010-2011年):第4階段(2012-2017年):第5階段(2018年):第6階段(2019年):長園飛輪物聯(lián)網(wǎng)技術(杭州)有限公司74第7階段(2020年):第8階段(2021年):第9階段(2022年～2023年):withinagivencity,county,orjurisdictions.CCAschoosetheirowneleportfolio,whichmayincluderenewaCCAsaggregatenumero圖52:CCA將主導客戶選擇電力供應源PercentofUtilitiesUsingADMSFunction Advancedmanufacturing(energyefficiency)TransmissionreliabTransformerresilienceandadvancedcompoTransportation:energyconversion,fuel,network,storadistributedenergyreEfficiency:resources,manufacturing,electrical,andbuiAdvancedcoalenergysystemsandcNuclearenergyenablingReactorconceptsresearch,development,anddemonstAdvancedreactorsdemonstrationprogVersatilereactordesi標準對于實現(xiàn)智能電網(wǎng)設備和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流非常重要。標準的開發(fā)在使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議安全性的互操作性標準(如IEEEP2030.102.1)等領域中持續(xù)●嚴格的IEC市場，包括歐洲(西歐、南歐、北歐)、英國、澳大利亞等●嚴格的IEEE市場，包括美國及加拿大utilizedwithinutilPowerSystemProtectiveRelayApplicationsOverDigitalCommunicSynchrophasorDataTransferforPowerPracticeforNetworkCommunicationinElectricPowerExchangingInformationBetweenNCommunicationsrequirementsforfunctionsclasses,hydroelectricmoverplants,DERlogicalnodesPrecisiontimeprotocolprofileforutilitUsingIEC61850forUsingIEC61850forcondStandardconformanceteRecommendedpracticesforinterconnectingDERswithsecondGuideforconductingdistribut●用于變電站間廣域應用的保護、自動化和控制系統(tǒng)通信要求●基于部分開源軟件(TORWGB4.85)的HVDC系統(tǒng)內(nèi)互操作性3.3.3網(wǎng)絡安全●面向現(xiàn)代電力網(wǎng)絡的網(wǎng)絡安全研究與開發(fā)美國能源部(DOE)的CEDS(能源交付系統(tǒng)網(wǎng)絡安全)研究與開發(fā)計劃與電力部門合作，以減少對電力系統(tǒng)基礎設施的網(wǎng)絡風險。CEDS在DOE的CESER(網(wǎng)絡安全、能源安全、應急響應)辦公室內(nèi)持續(xù)進行研究和開發(fā)。CEDS匯集了多個國家研究所、銷售商、能源公司和行業(yè)協(xié)會，以開發(fā)工具和技術來預防、發(fā)現(xiàn)、緩解和脫離網(wǎng)絡事故。通過這些努力，CEDS已經(jīng)提供了47多個產(chǎn)品、工具和技術，以減少能源領域的網(wǎng)絡風險。美國50個州中，1500多家公用事業(yè)公司購買了由CEDS研究開發(fā)的產(chǎn)品，約57%的電力使用客戶從參與CEDS研究和開發(fā)的電力供應商那里獲得服務。目前，CESER正在支持面向現(xiàn)代電力網(wǎng)絡的活躍網(wǎng)絡安全研究和開發(fā)項目，包括DarkNet、攻擊檢測、自動化系統(tǒng)隔離、自我修復電力網(wǎng)絡和電力網(wǎng)絡應用的安全框架等主題。CES