【產業調查】家用儲能作為VPP虛擬電廠？
盤點特斯拉Powerwall的全球VPP應用
Oct.16.2023
前言
文章「家用儲能路在何方」提到過家用儲能的終極階段V3.0，家用儲能會作為家庭能源生態獨立的載體，通過大量虛擬電廠（Virtual Power Plant；簡稱VPP）的運營實現千家萬戶的能源互聯，弱化甚至取代火力發電廠為主的發電結構。這裡簡要介紹Tesla戶儲產品Powerwall在全球的VPP應用。
Powerwall在美國的VPP應用
在2021年特斯拉和加州的PG&E電力公司最開始合作VPP項目，當加州電網運營商CAISO宣布電網的警報、警告或緊急狀態時，同意參與了該VPP服務的Powerwall會被遠程調度放電給電網。
在Powerwall做VPP服務時，居民使用者可以獲得2美元/kWh的收益。另外，居民也可以在APP上預設好備用的電池SOC，Powerwall在參與VPP服務的同時，又可以作為自家的緊急備用電力。
在Powerwall參與VPP服務之前，居民使用者將收到一個推送通知，通知Powerwall將參與VPP服務的時段。居民使用者可以提前將Powerwall充電，為接下來參與VPP服務做好準備。通知可能會提前一天推送，也有可能在當天內通知。在收到VPP服務通知時，使用者也可以在APP上選擇不參與此次VPP服務。
在Powerwall參與VPP開始時，居民使用者會收到一個推送通知，提醒此次VPP服務的結束時間。在VPP服務過程中，Powerwall放電來支撐電網時，直到此次VPP服務時間結束或者電量放到預留最小的電池SOC處，Powerwall停止放電。在此次VPP服務結束後，Powerwall自動恢復到自動運行。
▲加州太平洋電力和愛迪生電力下參與VPP服務的Powerwall使用者持續顯著增長（圖/光儲星球）
特斯拉會按年度給參與了VPP服務的Powerwall居民業主發放收益。根據統計，每個用戶平均每次參與VPP服務平均賺取了20美元收益。2023年8月份德州電力可靠委員會已經批准Powerwall的VPP服務在德州的兩個城市開始運行，在電力高峰時給德州電網放電。參與了德州VPP服務的用戶，每台Powerwall每個月會收益10美元用於沖抵電費賬單。特斯拉也將很快在美國推出另一個VPP，該公司最近與EnergyHub合作，為馬薩諸塞州、康涅狄格州和羅德島州的居民創建了被稱為美國東北部最大的VPP。近日，波多黎各電力公司LUMA已獲准和特斯拉在波多黎各建設VPP，用於支持在熱浪中不穩定的電網。
Powerwall在澳大利亞的VPP應用
以Tesla在南澳的VPP佈局為例，截至目前，Tesla在南澳一共啟動了四期基於Powerwall的VPP應用，是全澳最大的VPP虛擬電廠。
第1期（100台）：特斯拉於2017年在南澳大利亞州啟動了VPP試點項目。該試點項目包括在南澳大利亞住房管理局（SAHA）的房產中安裝的100個太陽能和特斯拉Powerwall家用電池系統。試點項目取得了成功，證明了系統作為VPP運行的技術能力。
第2期（1000台）：2018年，特斯拉在南澳大利亞州將其VPP擴展到1000個系統。VPP的擴建由澳大利亞可再生能源署（ARENA）和南澳大利亞州政府資助。擴建後的VPP能夠為電網提供能源和應急頻率控制輔助服務（FCAS）。 第3A期（3000台）：在Housing SA家庭上增加了3000個太陽能和特斯拉Powerwall家庭電池系統，在之前安裝的1100個系統的基礎上進行了擴展。第3A階段旨在展示VPP提供電壓支持、快速頻率響應（FFR）（響應時間小於1秒）和慣性的技術能力。
在戶儲用於VPP時，居民用戶雖然可以獲得收益。但相比於正常的使用，電池循環數會因為VPP使用而增加，Tesla在澳洲推出的Tesla Energy Plan中給出了兩個對應的措施，每年用於VPP的放電循環最多限制在50個循環、和將參與VPP應用的Powerwall質保延長至15年。
第3B期（1000台）：在南澳大利亞的私人住宅上增加了1000個太陽能和特斯拉Powerwall家用電池系統。第3B階段旨在展示VPP提供電壓支持、快速頻率響應（FFR）（響應時間小於1秒）和慣性的技術能力。
第4期（3000台）：耗資3300萬美元的擴建工程由特斯拉全額資助，將為Housing SA租戶提供3000多個名額，讓他們加入一項提供南澳最便宜住宅電價的計劃。這一擴建每年將為家庭節省高達423美元的費用，同時還將提供備用電力，並用可再生能源支持電網。
Powerwall在日本的VPP應用
在冲绳縣宮古島，使用特斯拉家用蓄電池Powerwall的虛擬發電廠（VPP）項目（以下簡稱該項目）於2021年啟動，島上安裝的機組數量已超過300台。這是Powerwall在日本首次用於VPP項目的商業用途，也是日本最大的使用家用蓄電池的商業VPP。當宮古島的電力供應和需求緊張時，光伏發電在緊張時間產生的電力段之前存儲在Powerwall中，並在緊張
時間期間從Powerwall放電到家中。它不僅有助於安裝了Powerwall的家庭，而且有助於宮古島電網電力供應的穩定，並穩定島上的電力供應。此外，如果因颱風等原因停電，Powerwall將為已安裝的家庭供電，從而可以防止家庭停電。
結語
基於大量分佈式能源的VPP虛擬電廠應用的積極意義，更多的是帶給電網，而不是終端用戶。所以縱觀全球，VPP應用跑在前面的市場，幾乎是在一些電力不穩定的國家地區，尤其是離島國家，例如澳大利亞、美國、英國、日本等。