分布式能源的经济学使澳大利亚走在了重新设计电力行业的最前沿，领先于世界其他大部分地区。问问雅拉比勒巴的居民就知道了。

阿德里安和他的孩子们在车库里用电池和智能逆变器来管理太阳能电池板、电池和电网之间的能量流动。图片/Lendlease

今年 2 月，南澳大利亚州宣布了一项计划，该计划将建造 50,000 户家庭、250 兆瓦 (MW) 容量的“虚拟发电厂”，并具有 650 MWh 的电池存储容量。该计划基于智能电网管理的理念，信号由通信服务器中继，整合了从分散的屋顶太阳能电池板到电网以及家用电池之间的能量流。

但是，协调这么多独立的太阳能电池系统，使它们作为一个单一的、可靠的电源馈入电网，是否可行？

在昆士兰进行的一项规模小得多的为期一年的试验的结果——最近在 CSIRO 能源研究人员密切监测一年后结束——表明这种分布式网络不仅可行，而且可能是确保国家电网未来稳定性的关键.

有没有太多太阳能这样的事情？

该虚拟电站2.0（VPS2）试验，通过联邦政府的ARENA计划资助，总部在布里斯班的新住房开发南部。Lendlease开发的 Yarabilba新郊区已获得澳大利亚绿色建筑委员会颁发的 6 星（最高评级）绿色之星社区评级，其中包括电动汽车快速充电器。

许多雅拉比勒巴居民选择在家中安装太阳能电池板以减少电费。

这听起来是件美妙的事情。但这里有一个悖论。随着越来越多的房主选择屋顶太阳能——我们在这项技术的采用率方面处于世界领先地位——当地电网可能变得越不稳定。

这是因为澳大利亚的配电系统历来设计为单向流动，从发电机到客户。在这种传统电网中，电压被集中控制以在特定范围内平稳流动。

但是，当传统电网沿途遇到高密度的太阳能电池板时——所有的电力都在阳光明媚的中午向电网泵送，然后在出现云层时又卷回，并在夜间关闭——结果是波动和高电压和频率，以及不稳定的电源。

毫不奇怪，一些网络提供商对允许安装在现有屋顶太阳能密度高的地区的太阳能系统的规模进行了限制。在最坏的情况下，屋顶太阳能可能会被完全禁止。

这就是雅拉比勒巴如此重要的原因。通过在小型电网集水区创建“虚拟发电站”，CSIRO 研究人员表明屋顶太阳能和稳定电网可以共存。

关键是由 CSIRO 设计的基于网络的智能控制算法，有助于使电网中的电力顺畅流动。

“更幸福”的电网减少了对新光伏电池的限制和昂贵的网络升级的需要，也许最重要的是，降低了当地居民的电力成本。

船上所有派对

Yarabilba 试验涉及 67 个家庭——其中 27 个家庭拥有屋顶太阳能电池板，其中 5 个家庭拥有带有先进逆变器的蓄电池，作为智能控制系统。

来自纽卡斯尔 CSIRO Energy 的Chris Knight是 VPS2 项目经理。他表示，该试验的独特之处在于旨在使电力市场中的两个主要参与方（配电网络和消费者）受益。

Knight 补充说，试验中的关键使能技术是新一代智能逆变器，可自动监测和控制太阳能电池板、电池、家用电器和电网之间的电流。（逆变器传统上将来自太阳能电池板的直流电流转换为由电网提供给我们家庭的 230 V 交流电流。）

正是这种新的逆变器技术，结合了许多新设备的类似功能——例如空调、泳池泵和热水系统——通过自愿需求响应启用设备 (DRED) 计划由网络远程控制，这是根据奈特的说法，游戏规则改变者。

支持 DRED 的设备可以在用电高峰时段响应电力公司的信号远程打开或关闭或关闭，通常以换取电力折扣。

“通过这两项技术，我们展示了您可以改善电能质量并消除当地电网的不稳定因素。这就是 VPS 的本质——改善配电网络的电能质量，并使消费者能够继续从屋顶太阳能中受益。”

试验参与者更节能

Knight 表示，该试验的另一个衍生产品是，它让参与者更加敏锐地意识到他们使用能源的方式以及他们的电器使用了多少能源——无论是在待机模式下还是在待机模式下。

Yarabilba 居民和试验参与者，Adrian 有一个四口之家，包括一个 7 岁和一个 4 岁的孩子。

除了经常开空调外，阿德里安说，这家人每天使用洗衣机一两次，每天使用洗碗机。

阿德里安位于亚拉比勒巴的家中的屋顶太阳能电池板。图片：Lendlease

当他参加 CSIRO 试验时，Adrian 的家里已经有太阳能电池板和逆变器，并且 CSIRO 提供了一块电池。对于 Adrian 来说，与电池相关的节能令人大开眼界。

“有了第一张账单，我们简直不敢相信——我们节省了 60% 的电力成本。一旦我们拿到电池，我们就从从太阳能电池板向电网输送 80-90 美元，然后减少电费。”

除了将太阳能储存在电池中可以节省费用之外，家庭也更加意识到如何避免在高峰时段使用大型电器，以及使用白天或非高峰时段的太阳能。洗衣机和洗碗机都是白天运行，很少使用干衣机。

Yarabilba 居民 Jim 说家里的电池改变了游戏规则。图片：Lendlease

另一位 Yarabilba 居民和试验参与者 Jim 是一位半退休的广播工程师，他驾驶着一辆 Nissan Leaf电动汽车 (EV)，并且终生都对新技术着迷。

“对我们来说，改变游戏规则的是电池，”他说。“虽然我们在白天发电，但它正在返回电网。我们每千瓦时的上网电价为 6 美分，而必须支付每千瓦时 32 美分才能从电网购回电力。”

分布式能源的未来

很难不夸大这种研究对澳大利亚的重要性。CSIRO 电网和可再生能源整合计划的负责人 Brian Spak说：“迄今为止，世界上没有任何监管机构或网络有效地引导了从以大型偏远发电厂为中心的模式向严重依赖分布式能源的模式的转变。

“今天澳大利亚分布式能源的强劲经济使我们处于这一演变的最前沿，因此我们面临着挑战和机遇，即在世界其他大部分地区之前重新设计电力部门。

“澳大利亚的科学技术，在分布式能源和相关控制方法方面，确实可以领先世界。”