仮想発電所（VPP）

A virtual power plant (VPP) is a cloud-based distributed power plant that aggregates the capacities of heterogeneous distributed energy resources (DERs). These DERs can include photovoltaic solar, energy storage, electric vehicle chargers, and demand-responsive devices such as water heaters, thermostats, and appliances. VPPs are designed to enhance power generation, trading or selling power on the electricity market, and demand side options for load reduction.

The advantages of a VPP system are numerous. It can deliver peak load electricity or load-following power generation on short notice, replacing a conventional power plant while providing higher efficiency and more flexibility. This allows the system to react better to load fluctuations. Virtual power plants can also provide ancillary services to grid operators to help maintain grid stability. Ancillary services include frequency regulation, load following, and providing operating reserve. These services are primarily used to maintain the instantaneous balance of electrical supply and demand.

However, the drawback of VPP systems is their higher complexity, requiring complicated optimization, control, and secure communications. Distributed nature generates communication and latency issues, which could be problematic for providing fast services like frequency regulation. Therefore, VPPs require sophisticated technologies such as Information and Communication Technologies (ICTs) and Internet of Things (IoT) devices to aggregate the capacities of heterogeneous DERs to form "a coalition of heterogeneous DERs."

VPPs operate as an intermediary between DERs and the wholesale electricity market, trading energy on behalf of DER owners who are unable to participate in that market. The VPP behaves as a conventional dispatchable power plant from the point of view of other market participants, although it is indeed a cluster of many diverse DERs. Additionally, in competitive electricity markets, a virtual power plant acts as an arbitrageur between diverse energy trading floors such as bilateral and PPA contracts, forward and futures markets, and the pool.

Risk management is essential for VPPs, and five different risk-hedging strategies, namely IGDT, RO, CVaR, FSD, and SSD, have been applied to the decision-making problems of VPPs in research articles to measure the level of conservatism of VPPs' decisions in diverse energy trading floors such as the day-ahead electricity market, derivatives exchange market, and bilateral contracts.

In conclusion, virtual power plants offer a revolutionary way to generate, trade, and sell power on the electricity market while providing ancillary services to grid operators. They offer several advantages, including enhanced power generation, increased efficiency and flexibility, and the ability to react better to load fluctuations. Although VPPs require sophisticated technologies and risk management strategies, they represent a significant step towards the development of sustainable and efficient energy systems.

仮想発電所 (VPP) は、異種の分散型エネルギー リソース (DER) の容量を集約するクラウドベースの分散型発電所です。 これらの DER には、太陽光発電、エネルギー貯蔵、電気自動車充電器、および給湯器、サーモスタット、電化製品などの需要応答デバイスが含まれます。 VPP は、発電、電力市場での電力の取引または販売、および負荷削減のための需要側オプションを強化するように設計されています。

VPP システムの利点は数多くあります。 ピーク負荷電力または負荷追従発電を短期間で提供でき、従来の発電所を置き換えながら、より高い効率と柔軟性を提供します。 これにより、システムは負荷変動によりよく反応することができます。 仮想発電所は、グリッドの安定性を維持するために、グリッド オペレーターに補助サービスを提供することもできます。 付帯サービスには、周波数調整、負荷追従、および運用予備力の提供が含まれます。 これらのサービスは、主に電力の需給バランスを瞬時に維持するために使用されます。

ただし、VPP システムの欠点は、複雑さが高く、複雑な最適化、制御、および安全な通信が必要なことです。 分散型の性質により、通信と遅延の問題が発生します。これは、周波数調整などの高速サービスを提供する上で問題になる可能性があります。 したがって、VPP には、異種 DER の容量を集約して「異種 DER の連合」を形成するために、情報通信技術 (ICT) やモノのインターネット (IoT) デバイスなどの高度なテクノロジが必要です。

VPP は、DER と卸売電力市場との間の仲介者として機能し、その市場に参加できない DER 所有者に代わってエネルギーを取引します。 VPP は、実際には多くの多様な DER のクラスターですが、他の市場参加者の観点からは、従来の派遣可能な発電所として動作します。 さらに、競争の激しい電力市場では、仮想発電所が、双務契約や PPA 契約、先渡市場や先物市場、プールなどの多様なエネルギー取引フロア間の裁定取引者として機能します。

VPP にはリスク管理が不可欠であり、IGDT、RO、CVaR、FSD、SSD の 5 つの異なるリスクヘッジ戦略が、VPP の保守主義のレベルを測定するための研究論文で VPP の意思決定問題に適用されています。 前日電力市場、デリバティブ取引所市場、二国間契約など、さまざまなエネルギー取引フロアでの意思決定。

結論として、仮想発電所は電力市場で電力を生成、取引、販売する革新的な方法を提供すると同時に、グリッド オペレーターに補助的なサービスを提供します。 これらには、発電の強化、効率と柔軟性の向上、負荷変動へのより適切な対応能力など、いくつかの利点があります。 VPP には高度な技術とリスク管理戦略が必要ですが、持続可能で効率的なエネルギー システムの開発に向けた重要な一歩となります。