Elektrownie wirtualne na rynkach mocy i energii – analiza warunków krajowych

W niniejszym artykule scharakteryzowano potencjał integracji rozproszonych zasobów energetycznych (w ramach struktury zwanej „wirtualną elektrownią”) w kontekście działania na rynku energii, jak również świadczenia wybranych usług dla operatorów systemowych i sieciowych. Przeanalizowano wybrane technologie generacji rozproszonej, małych zasobników energii oraz odbiorów sterowalnych z punktu widzenia pracy Krajowego Systemu Elektroenergetycznego. Scharakteryzowano ich podstawowe parametry i właściwości, takie jak moc (energia w przypadku zasobników) pojedynczych jednostek, możliwość ich łączenia w większe instalacje, przewidywalność pracy oraz możliwość sterowania mocą. Następnie przedstawiono specyfikę pracy Krajowego Systemu Elektroenergetycznego, a w szczególności wskazano na zapotrzebowanie operatora systemu przesyłowego na usługi regulacyjne. Scharakteryzowano aktualne wymagania operatora dotyczące świadczenia takich usług. Wskazano na brak aktualnego wykorzystania w dużej skali możliwości regulacyjnych na poziomie rozproszonych zasobów energii, zarówno podażowych, jak i popytowych (na poziomie sieci dystrybucyjnych średniego i niskiego napięcia). W kolejnej części artykułu przedstawiono potencjalne obszary biznesowe dla działania wirtualnych elektrowni, tj. wytwarzanie i obrót energią, agregacja handlowo-techniczna w ramach wewnętrznej grupy bilansującej oraz świadczenie usług regulacyjnych dla operatorów sieci elektroenergetycznych. Przeanalizowano również warunki i przykłady komercyjnego działania wirtualnych elektrowni na rynkach w Niemczech, co mogłoby stanowić przykład dla wprowadzenia odpowiednich regulacji w Polsce. Artykuł zakończono podsumowaniem i wnioskami. Stwierdzono, że sprzężenie idei rozproszonych zasobów energetycznych, ich integracji oraz ciągle rozwijającej się technologii smart grid może być w obecnych i przyszłych uwarunkowaniach prawnych, rynkowych i społecznych bardzo korzystnym rozwiązaniem. Zaproponowano również podjęcie dalszych działań badawczych w tym kierunku.

This paper deals with the potential of distributed energy resources (within the framework of so-called „virtual power plants”) in the context of activity on the market and selected ancillary services for power system and network operators as well. The selected technologies of distributed generation, small energy storage and demand response have been analysed from the point of view of Polish Power System. The basic parameters and features of distributed energy resources have been described such as: power of individual units (energy in case of storage units), connection possibility to larger installations, predictability of operation and potentiality of power control. Next, the specificity of Polish Power System operation has been presented, especially the power system control services demanded by the Polish transmission system operator. The current requirements stated by the Polish transmission system operator have been described as well. It has been pointed to the fact that the potential of power system control by distributed energy resources is not currently utilized, both on the supply and demand side (on the level of medium and low voltage distribution power networks). In further part of the paper, the prospective business areas for activities of virtual power plant have been presented, i.e.: energy production and trading, trade- technical aggregation in the framework of internal balance group and power system control services for power network operators. Both the determinants and examples of commercial activities of the virtual power plants on markets in Germany have been analysed. This could be an indication for the implementation of appropriate regulations in Poland. At the end of paper one can find the summary and conclusions. It has been found that the coupling of ideas such as: renewable energy resources, its aggregation as well as constantly evolving „smart grid” technology can be a very advantageous solution both nowadays and in future legal, market and social conditions. Further research and development concerning virtual power plants activities have been also proposed.