Deall Gweithgai Pŵer Gweithreal a'u Swyddogaethau Sylfaenol

Beth yw Gweithgai Pŵer Gweithreal (VPPs)?

Gweithredir Gwrywaethau Pŵer Rhithwiriol (VPPs) fel rhwydweithiau annibynnol sy'n cydweithio â gwahanol amlenni ynni ar gael, megis panelau solar ar dapiau, unedau storio batri, a hyd yn olygfau pŵer trydanol yn un ffordd fawr sy'n ymateb i anghenion y rhwydwaith. Nid yw gweithred y planhigion pŵer traddisiynol yn cymharad oherwydd bod VPPs yn dibynnu ar feddalwedd gynhyrchig a thrwyddedau dadansoddi data i reoli faint o ynni sy'n cael ei gynhyrchu, storio a'i ddefnyddio ar draws amleoedd gwahanol ar draws ardal fawr. Cewch Gymru fel enghraifft ble roedd Gweithredydd Pŵer Rhithwiriol yn gweithredu yn 2023 a olygodd tua 650 megawatt o ffynonellau ynni adnewyddadwy. Mae hyn yn dangos faint o sgilredig y gall y systemau hyn ddod yn eu cymryd wrth ymateb i anghenion trydan sy'n newid yn barhaus ar y rhwydwaith.

Sut mae VPPs yn cydweithio â Threthnodau Ynni Ar Gael (DERs)

Mae VPPs yn cydweithio â DERs trwy gyfnewid data yn fyw, gan alluogi ymatebion dinamig i amgylchiadau'r rhwydwaith. Mae'r cydweithred hon yn cynnwys:

Math o Adnodd	Cyfraniad at VPPs
Solar/Wind	Cynhyrchu ynni adnewyddadwy
Batris	Storio pŵer ychwanol ar gyfer gofynion penodol
Gwefrwyr EV	Addasu cylchoedd masnach yn ystod annigon

Trwy groesiadu'r asedau hyn, mae'r VPPs yn lleihau dibyniaeth ar ffynhonnau peaker glo-tan. Darganfu adroddiad Llywodraeth Ynni Ailadroddadwy Cenedlaethol 2024 bod DERs crynhygol yn gallu gwrthsefyll hyd at 60% o'ch llwyth penodol ar y gridiau ardwythog.

Rôl Systemau Rheoli Uwch yn Weithrediad VPP

Mae plant rhwydweithiau pŵer gweithredu heddiw yn dibynnu'n fawr ar ymwybyddiaeth gynhyrchiol am eu gweithrediad. Rhagweld y fforddoniadau yma yn rhagweld tueddiadau defnyddio egni, maent yn delio â'r pŵer sy'n llifo o ddwy gyfeiriad ar draws y rhwydweithiau, a hyd yn oed yn cymryd rhan yn awtomatig yn y prynu a'r gwerthu trydan. Maent yn prosesu cymaint o wybodaeth bob dydd i beidio â chaniatáu i'r grid trydanol ddod yn anhrefnus, sy'n dod yn bwysig iawn pan mae gwynt a solar yn cynrychioli mwy na 40% o'r gymysgedd pŵer mewn rhai ardaloedd. Cymharwch â un profiad diweddar ble lleihawodd offer arbennig sydd â'r we yn eu perthnas â'r rhwydri gormodol ar y grid o amgylch 22%. Llwyddwyd i hyn yn syml trwy ragweld pryd fydd'r anerchiad yn codi a'i addasu yn ôl angen cyn dod yn rhy ddynes.

Cyfuno Egni Ailadwy a Chynyddu Seitlau'r Grid

Cydbwyntio'r Rhywedd Rhwng Solar a Gwynt Trwy Gasglu Mewn Amser Real

Mae Plant Rhwydweithiau Pŵer Gweithgaredig yn helpu rheoli'r amodau newydd o fewn pŵer solar a gwynt trwy gasglu'r holl ffynonellau egni hyn yn un system weithredol. Defnyddir rhaglennu cyfrifiadur cymhleth mewn systemau hyn sy'n edrych ar beth allai'r tywyll wedi'i ddod a'i wirio pa mor fawr yw'r angen ar gyfer trydan ar hyn o bryd. Yna maen nhw'n symud pŵer o amgylch â phriodoli pan fydd awron yn mynd dros y panelau solar neu pan nad yw'r gwynt yn llawn digon. Pan mae gollyngiad yn y voltaedd yn digwydd, mae gwythyrwyr trydanol yn gallu newid allbwn y solar tair ffordd yn syth. A phan mae'r cynhyrchiant yn gostwng, mae grwpiau o foteri yn dod i'r afael â phŵer cadwrol sydd yn parhau rhwng pedwar i chwe awr. Yn ôl ymchwil gan Sefydliad Ponemon yn ôl 2023, mae'r fath gydweithrediad yn lleihau ar gynhyrchion trydanol yn y pedwerydd a'r wythfed ac yn arbed ar gyfer cwmnïau gwasanaethau tua saith cant a deugain o fil o ddoleri pob blwydd yn y ffigyrau anodd hynny o gynghrair y rhwydweithiau.

Cryfhau Hyblygrwydd y Rhwydweithiau a Lleiha'r Congestion

Pan gaiff y dosbarthiad egni ei ddadgansentralu trwy VPPau, mae hyn yn helpu osgoi'r gorlwytho trawsgrifio drwg ein gweld ni pan fydd pawb yn troi eu dyfeisiau i gyd ar yr un pryd. Gall atebion storio a gânt eu gosod ar leoliadau gwahanol dynnu'r holl bŵer haul ychwanegol sydd yn cael ei gynhyrchu yn ystod y prynhawnau heulog a'i roi nôl i'r system pan fo'r nos yn dod a'r anerchiad yn codi. Mae hyn yn leihau cyffordd y grid yn sylweddol, rhyw 31 y cant yn ôl astudiaethau diweddar. Mae'r systemau diogelwch addas newydd hefyd yn ddigon anogaethus. Maen nhw'n nodi problemau yn y rhwydwaith tua 40 y cant yn gyntag na'r hen systemau SCADA, sy'n golygu bod y taroedd pŵer yn aros yn y fath ardal yn hytrach na'i gael eu lledaenu i bawb. Mae edrych ar adroddiad sefydlogrwydd y grid yn yr Almaen am 2024 yn cynnig llun diddorol hefyd. Roedd y rhanbarthau sydd wedi eu gosod â technoleg VPP yn profi gostyngiad yn methiannau trawsnewidydd o bron i 28 y cant er bodnynt yn wynebu cynnydd cyson o 19 y cant bob blwyddyn o fewn ynni adnewyddadwy. Mae hyn yn sylweddol gan y ffaith bod integreiddio egni adnewyddadwy yn gweithredu pwysau ar y maes gweithredu traddodiadol.

Astudiaeth Achos: Mae VPPs yn Cefnogi Penetrasi Uchel o Ailadnoddolion yn yr Almaen

Yn 2023, pan gynhyrchodd ynni adnewyddadwy dros 50% o gymysgedd ynni'r Almaen (52%), chwaraeodd Gweithfeydd Pŵer Gweithredol (VPPs) ran allweddol yn sicrhau bod y rhwydwaith genedlaethol yn parhau'n gweithio'n hyblyg. Cydweithredodd y systemau clyfar hyn â thua 8,400 o adnoddau ynni ar y cyfan, wedi'u hethol yn y pedwar gwledydd gwahanol. Roedd yna'r storm fawr yn y gaeaf hefyd, cofiwch chi? Yn ystod y cyfnod hwnny, roedd VPPs yn llwytho tua 1.2 gigawatt awr o bŵer o'r batris gefnogol mawr i'r cymunedau ble roedd pobl angen y trydan, arbed tua deuddeg miliwn ewro o gostau allanolion bosibl yn ôl adroddiadau. Yn ôl astudiaethau a wnaed gan Sefydliad Fraunhofer IEE, mae gostau sefydlu gwynt gawod gostwng tua 41% ers 2021 oherwydd rheoli amlder gwell trwy'r rhwydweithiau gweithredol hyn yn hytrach na dibyniaeth fawr ar y planhigion pŵer gas o'r fath yn y blynyddoedd cyn hynny. Ar hyn o bryd, mae Gweithfeydd Pŵer Gweithredol yn helpu integreiddio ynni adnewyddadwy i'r system ynni Almaenig tua 42%, sydd yn y perfformiad gorau ym Mheiriw Ewrop ar hyn o bryd.

Storio Energi a Thrawsianydd Cais yn Rhwydweithiau VPP

Cyfuno Systemau Storio Energi Batri (BESS) ar gyfer Cefnogaeth Bumman

Mae systemau storio batri yn chwarae rhan allweddol yn weithrediadau plant pŵer gweithiol (VPP) yn y dyddiau presennol, gan helpu rheoli'r natur anhrefnus o adnewyddion a chwrdd â'r gochrion hynny yn y galw pan mae pawb yn dychwelyd adref o'r gwaith. Canfu ymchwil a gyhoeddwyd y llynedd yn Energy Informatics bod cyfuno storio batri yn lleihau'r amheuon yn gynhyrchu solar a gwynt o tua 26%, oherwydd amseru clywech ar draws cyfnodau amser gwahanol. Mewn gwirionedd, mae'r systemau hyn yn 'hymenno' grym solar ymhen a'i ryddhau yn ôl i'r rhwydwaith pan mae prisau trydan yn codi yn y noson. Mae hyn yn gwneud y rhwydwaith gyfan yn fwy sefydlog yn ogystal â chynilo arian o'i gymharu â rhedeg plant pŵer hen barod, er y gwerthoedd gweithredol yn amrywio rhyw 15% i 30% yn dibynnu ar leoliad a chyflwr y farchnad.

Uwchraddio Symudiad Llwyth a Batri EV Ail-Oes yn VPPs

Mae gweithredwyr VPP sy'n meddwl yn ahead yn dod o hyd i ffyrdd i roi bywyd ail ar gyfer baterïau EV hen ar gyfer symud llwytho dan gostau is. Mae'r rhan fwyaf o'r systemau a ddefnyddir eto yn dal yn cadw tua 60 i 70 y cant o'u harbed cedwra gwreiddiol, sy'n golygu y gall cwmnïau arbed amc. 40% o'i gymhar â gosod systemau litiwm newydd yn ôl adroddiad gan Energy Market Analytics o'r flwyddyn ddiwethaf. Pan roddir â rhagweddion smart AI, mae plant pŵer girtual yn symud defnyddio trydan i ffwrdd o amseroedd pic sydd â chost uchel i slotiau noson rhatach. Mae'r ymagwedd hon yn tynnu pwysau o'r grid trydanol yn ogystal â helpu cynnyrchwyr i'w boced yn fwy o arian tra bod eu lefel arferol o gyffordd yn y tŷ yn aros yr un fath

Ymateb Dynamig i'r Demwnt a Strategaethau Cyfranogiad Defnyddwyr

Yn ôl Adroddiad Arloesi'r Grid o 2023, mae tai sy'n cymryd rhan yn rhaglenni adwaith gofynion sydd â IoT yn gweld cyfran ymgyswllt o tua 22% yn uwch yn nhrydau pŵer rhifol pan gymerir yn iawn â rhai sy'n defnyddio modelau prisio sefydlog. Gyda chyfleusterau monitro yn fyw a dyfeisiau smart sy'n addasu'n awtomatig yn seiliedig ar brisiau, gall teuluoedd leihau eu defnydd trydan yn ystod amseroedd pennaf o hyd rhwng 18% a 25%. Mae'r system yn dod yn hyd yn oed gwell yn ystod cyfnodau pwysau ar y grid. Mae strwythur gwobr ar raddau ar gyfer gwneud toriadau mwy mewn defnydd, sy'n cyd-fynd â phwysgrifio'r Sefydliad Datrys Talcerdd Smart eu hymchwil. Dangosodd eu dadansoddiad bod nhrydau pŵer rhifol â chydrannu IoT yn cychwyn gweithredoedd adwaith gofynion tua 31% yn gyntaf na gosodiadau traddodiadol heb y dechnoleg hon.

Trawdau Pŵer Rhifol yn Farchnadoedd Ynni a Mewn Opthymaeth Economaidd

Cymryd Rhan yn Farchnadoedd Trydan a Chynhyrchu Incwm

Mae Plant Rhwydweithiau Gweithredol yn newid ffordd mae marchnadoedd ynni yn gweithio trwy gydweithio adnoddau ynni ar wahân i rywbeth fwy sydd yn barod i gystadlu yn y marchnadoedd gross a darparu'r gwasanaethau ychwanegol mae'r rhwydwaith yn eu hangen. Defnyddio'r VPPs mathemateg ddeallus o ddigon i anfon allforion ynni pan mae prisau'n codi yn y farchnad, weithiau'n gwneud hyd at $92 y megawatt awr i ddod â chymorth i gadw'r system electrodan yn sefydlog yn ôl ymchwil Energi Gwybodaeth o'r flwyddyn ddiwethaf. Mae'r ffordd y maen nhw'n gwneud arian yn dod trwy sawl sylfaen wahanol yn wir. Mae gweithredu o flaen llaw'r diwrnod lle maen nhw'n ymgynghori am gytundebau cyn dechrau'r diwrnod, yna mae gweithredu mewn amser real sydd yn digwydd o funud i funud trwy'r diwrnod. A pham peidio anghofio am raglenni ymateb gofynion hefyd. Mae pob un o'r dulliau hyn yn cynorthwyo gweithredwyr VPP i gael gwerth o ddargellau mae pobl eisoes yn gadael yn gorwedd yn ddigon, fel y panelau haul cartref yn ymwneud â chreiriau. Yn y un amser, mae'r trefniad hwn yn sicrhau bod digon o bŵer ar gael pan mae'r rhwydwaith yn isel ar ychydig o ddarpariaeth.

Astudiaeth Achos: VPPs yn Farchnad Ynni Cenedlaethol Awstralia (NEM)

Mae’r Farchnad Egni Cenedlaethol yn Awstralia yn mynd i’r afael â’r rôl arloesol yn y ffaithri â chyflawnder trefn grym gweithredol. Cewch ym Mro Dheheu Cymru, er enghraifft, ble roedd clwstwr VPP 45 megawatt yn 2023 yn llwyddo i storio a chyflenwi tua 245 o gigawatt awr o egni solar pan oedd’r rhwydwaith dan bwysau. Helpodd hyn i gadw’r amledd yn sefydlog yn ychydig o dan 50 Hz (yn benodol 49.85) a’i gynhyrchu taliadau bendant o tua $18,200. Beth sydd diddorol yw bod y fath nodwedd llwyddiant wedi ei ddilyn yn y 12 o brosiectau treial arall yn y rhan hon. Mae’r trefniadau pŵer gweithredol yn dangos eu bod yn gallu dod â’r adnoddau adnewyddadwy o fewn y strwythurau farchnadoedd presennol heb angen y planhigion pŵer canolog hen gosb o'r oesoedd hynny i gydbwyso pethau. Yn edrych ymlaen, mae disgwyl i’r Awdurdod Rheoli Farchnad Egni Awstralia (AEMO) fod y VPPau yn cyfrannu tua 12% o’r alluoedd cadarnhau sydd eu hangen ar gyfer y Farchnad Egni Cenedlaethol erbyn diwedd 2027, er y bydd bob amser yn dibynnu ar y newidion posibl.

Demweddau Rheoli a Modelau Anogaeth ar gyfer Mynediad i'r Farchnad

Mae Plant Rhwydwaith Gweithredol yn cynnig addewid real ond maen nhw'n dod o hyd i bontau ar y ffordd pan fo'n gywirdeb ynghylch rheoliadau. Mae llawer o sefyllfaoedd cyflenwi presennol yn dal i gosod adnoddau egni dosbarthig a gynil yn un ag unenau prynu yn hytrach na ffynhonnell gynhyrchu go iawn. Edrychodd Adran Ynni'r Unol Daleithiau ar y mater hon yn ddiweddar a darganfuodd bod tua dwy blynedd o reolau cyswllt presennol yn parhau â'r ymarferion cyfyngol hynny. Mae'r sefyllfa yn edrych yn wael yn Califfornia er hynny. Mewn system CAISO gweithredoddant rym cwmpas gweithredol deinamig, sydd yn effaith yn gosod terfynau clyfar ar faint o egni all lifo i mewn a allan o'r rhwydwaith o'r adnoddau dosbarthig hynny. Roedd y newid hwn yn unig yn arwain at gynydd enfawr o 210% yn y cyfranogiad o fewn Plant Rhwydwaith Gweithredol yn ystod rhaglennu profion yn y flwyddyn ddiwethaf. Wrth edrych ar fodelau llwyddiant eraill yn y byd, mae'r Almaen yn cynnig taliadau ar gyflwr o tua €5.3 y cilowatt bob blwyddyn. Yn y cyfamser, mae'r farchnadoedd yn agor yn gynt ar gyfer cwmnïau crynhoi sydd yn dangos mesurau diogelwch rhyngrwyd cryf a mesuriadau perfformiad cyson.

Gorfod Tarcho Etifeddau Technegol a Thrwyddedau'r Dyfodol

Diogelwch Rhyngrwyd, Cydweithrededd a Pheryglon Rheoli Data

Mae Plant Rhwydweithiau Gweithredol yn wynebu problemau diogelwch rhyngrwyd difrifol yn y dyddiau presennol. Canfu'r Sefydliad Ponemon bod cwmnïau ynni'n colli tua $4.7 miliwn ar gyfartaledd pan maen nhw'n cael eu ymosod rhyngrwyd â nhw. Gyda'r weithrediadau dosbarth hynny'n digwydd, mae bylchau go iawn yn bodoli yn y ffordd y mae DERs yn cyfathrebu a'u systemau'n rheoli. Mae angen i gwmnïau amddiffyn eu hunain yn well nag erioed - pethau fel sicrhau bod diweddariadau o fewn y feddalwedd yn cael eu diweddaru'n ddiogel a'u systemau ar gyfer sylweddoli gweithgarwch anarferol yn ddigon da. Yna mae'r cydweithrededd yn angen help hefyd. Mae'r rhan fwyaf o weithredwyr VPP yn wynebu heriau fawr i wneud i weithio'r hen systemau SCADA ynghyd â'r technoleg DER newydd. Yn ôl adroddiadau, mae tua 78% yn profi penbledi mawr wrth geisio integreiddio'r platfformiau hynny yn ôl safonau IEEE 2030.5. Mae'n amlwg yn dod ymlaen bod materion cydweithrededd yn parhau i ddigwydd yn y diwydiant chwaith oni bai eu bod yn dod o hyd i ffyrdd gwell i fynd ymlaen.

Risg Gweithredol	Strategaeth Lleiha'r Risg
Siloau data	Systemau tagio metadata DER unedig
Anogaethau API	Cadeiau amgryptio gwrth-seithiant cwantwm
Amrywiaeth ddyfeisiau	Gweithrediad porthladd cyson â OpenFMB

Rheoli rhagfarnydd gweithredol seiliedig ar dechnolegau i weithrediadau VPP graddol

Mae modelau dysgu peiriant nawr yn rhagweld allbwn DER lleol â hyder 94%, gan alluogi VPPs i gydbwyso portffolioau 450 MW mewn rhwng-5 muned dan-is. Llwyddodd profiad yng Nghalifornia gan ddefnyddio dysgu cryfhau i gyrra gwelliannau effeithloni 12% yn ddisgyrchiant solar-batteri yn ystod donnau gwres 2023. Mae dechnolegau sydd yn dod i'r amlwg fel dysgu cymdeithasol yn cadw breifatrwydd data wrth optimeiddio gwasanaethau'r grid ar draws rhwydweithiau annibynnol.

Mae'r argymhellion allweddol yn cynnwys:

• Ail-ffurfiad dynameg o grwpiau adnoddau ynni ar-lein yn ystod camgymeriadau'r rhwydwaith
• Rheolyddion cymdogaeth er cryfhau diogelwch cŵr trwy encripdo homomorffig
• Uwch modelau ffiseg-ML yn rhagweld ymateb y flota o BEVau i arwyddion pris

Mae'r datblygiadau hyn yn hanfodol ar gyfer ehangu VPPau yn y rhanbarthau sydd yn targedu 50% o fewnbynnu DER erbyn 2030.

Cwestiynau Cyffredin am Ffatri Pŵer Gweithredol

Beth yw Ffatri Pŵer Gweithredol (VPP) i fodre?

Mae Ffatri Pŵer Gweithredol yn rhwydwaith annibynnol sy'n integreiddio amryw o adnoddau ynni ar-lein fel panelau solar a systemau storio batri, gan ganiatáu iddynt weithio gyda'i gilydd fel uned unedol o gynhyrchu pŵer sy'n ymateb i anghenion y rhwydwaith.

Sut mae Ffatri Pŵer Gweithredol yn cryfhau sefydlogrwydd y rhwydwaith?

Mae VPPau'n cydbwysio natur rhyngar ynni adnewyddadwy trwy gasglu asedau ar-lein, gan ddefnyddio systemau rheoli datblygedig i gynnal hyblygrwydd y rhwydwaith yn ystod amodau newidol o hyd a chryfder.

Beth yw rôl baterïau yn rhwydweithiau VPP?

Mae baterïau'n storio egni ychwanegol a gynhyrchir yn ystod cyfnodau gofynion isel a'u ryddhau yn ystod gofynion pen, gan fynd i gefnogi sefydlogrwydd y rhwyd a lleihau dibyniaeth ar greaduriaid pibyddion dan glo.

A yw Gweithfeydd Pŵer Dychmygol yn elwog?

Oes, mae VPPs yn cynhyrchu incwm trwy gymryd rhan mewn marchnadoedd trydan, yn ymgynghori am gytundebau'n y wasgaredig, a'u cynnig gwasanaethau ymateb gofyn, gan wneud eu modelau economaidd yn weithredol.

Beth yw rhai heriau a wynebwyd gan Gweithfeydd Pŵer Dychmygol?

Mae VPPs yn dod o hyd i barierau rheoleiddio, risgiau chyffredinol y we, a heriau integreiddio â thechnolegau rhwyd traddodiadol.