虚拟电厂（VPP）可以协调分布式资源和需求，推动更具弹性和成本效益的能源转型。因此，它在美国越来越受欢迎。


美国已实施VPP试点项目多年。作为一种对电网和最终用户都有利的低成本替代方案，VPP技术具有与公用事业规模的集中式发电厂进行竞争的优势，使得市场日益成熟。

VPP是小规模分布式能源（DER）的虚拟聚合，包括光伏系统、储能系统、电动汽车充电器，以及热水器、恒温器和电器等需求响应设备。VPP技术有望取代电网中的天然气“调峰电厂”，在电力需求高峰时段提供了额外的电力。

在过去十年里，美国已经投资1200多亿美元开发100 GW发电容量，主要是为了实现资源充足性。波士顿咨询公司Brattle Group的一项研究估计，到2033年，美国公用事业公司通过专门部署VPP来满足峰值容量可以节省350亿美元。

美国能源部贷款项目办公室主任Jigar Shah表示：“通过更加高效地部署电网资产，聚合分布式资源全面降低了电力成本，尤其是对VPP参与者来说。”

Brattle Group针对一家拥有170万居民客户的公用事业公司展开了400 MW资源充足性研究。这家电力公司的峰值总需求为5.7 GW，对于太阳能和风能发电的净峰值需求为3.6 GW。该公司的目标是到2030年实现50%的可再生能源发电量。研究发现，在电力需求高峰期使用VPP将比其他替代方案（包括天然气调峰电厂和电网级电池在内）低出40%至60%的成本。


据Brattle Group估计，到2033年部署60 GW的VPP可以满足美国的资源充足性需求，且成本比替代方案低150亿至350亿美元。同时，这还可以在未来十年内提供价值超过200亿美元的排放和弹性效益。

Shah说道：“VPP不仅仅提供脱碳和电网服务，它们还通过提高自动化效率、容量支持和非线缆替代方案，越来越多地为电网运营商提供大规模、公用事业级发电和系统扩建替代方案。”

Hestia计划

美国能源部贷款项目办公室一直支持VPP。最近，该办公室提议向能源即服务提供商Sunnova公司提供30亿美元的有条件贷款，以在全国范围内推出“Hestia计划”。该计划旨在为美国各地的贫困社区提供太阳能和VPP服务，否则这些社区可能无法获得住宅光伏系统的贷款。Sunnova公司将获得间接的、部分担保的资助，用于支持客户账户的贷款。

符合条件的家庭必须使用Sunnova公司的能源管理系统，他们可以通过智能手机或其他电子设备访问。该系统将推荐需求响应行为，使家庭用户能够降低能源成本，同时在高峰需求期间帮助平衡电网运营。

如果获得批准，美国能源部的一揽子计划将支持太阳能、储能及其他具有VPP能力的Sunnova家用自适应技术的贷款发放。这些担保可以推动高达50亿美元的贷款发放，节省利息并降低加权平均投资成本。

Sunnova公司首席执行官William J. Berger表示：“Hestia计划将使私营部门对美国弱势社区和能源基础设施的历史性投资成为可能。”

顺应市场趋势

不断变化的美国能源市场状况进一步推动了VPP的采用。《削减通胀法案》提供的3690亿美元气候和能源资金中包括为能源社区服务的许多要求，而弱势社区对公平的能源转型至关重要。指定能源社区的项目有资格额外获得10%的投资税收抵免，在可再生能源项目30%的基本投资税收抵免基础上提供补充。

美国其他州也开始效仿加利福尼亚州，削减或取消净能源计量（NEM），这是一种有助于启动美国住宅太阳能市场的电力计费机制。原来的NEM电价为客户提供所有向电网输送电力的零售价值。加利福尼亚州的NEM 3.0费率基本上扼杀了输出电力的价值，其他州也会效仿。太阳能安装商警告称，这可能会催生一个基于储能电池自发自用的市场，并因此导致脱离电网，而这对电网的灵活性几乎毫无助益。而VPP提供包括需求响应、调整峰值需求等在内的电网服务，可以激励客户在电网高峰时段减少能源使用或输出电力，使电网运营更加灵活。

增强电网弹性

VPP还能加强受气候变化相关极端天气影响地区的电网弹性。住宅太阳能安装商Sunrun已被选中在波多黎各地区部署一个17 MW的太阳能+储能VPP网络。

在2017年遭遇玛丽亚飓风重创之后，这个加勒比岛屿的政府通过2019年《波多黎各能源公共政策法案》创建了一个分布式能源（DER）的框架。

Sunrun公司将于今年为在波多黎各安装VPP，并从明年开始运营。该公司表示，当地客户将节省电力成本，且可以就他们向电网（目前由美国和加拿大合资公司LUMA Energy运营）提供的电池储能容量获得补偿。Sunrun公司表示，这个VPP计划为期10年，期满后客户可以选择退出。

Sunrun公司首席执行官Mary Powell表示：“我们正在通过改变模式来解决岛上的能源安全问题。这样，屋顶光伏系统的电力可以储存在电池中，为每个家庭供电，并与邻居分享，由此实现清洁的共享能源经济。”

原标题： 美国全面开发虚拟电厂