การทำความเข้าใจโรงไฟฟ้าเสมือนจริงและหลักการทำงานที่สำคัญ

Virtual Power Plants (VPPs) คืออะไร?

โรงไฟฟ้าเสมือนหรือ VPP ทำงานเป็นเครือข่ายแบบกระจายศูนย์ ซึ่งรวบรวมแหล่งพลังงานที่กระจายตัวหลากหลายประเภท เช่น แผงโซลาร์เซลล์บนหลังคา หน่วยเก็บพลังงานแบตเตอรี่ และแม้แต่รถยนต์ไฟฟ้า ให้รวมเข้าเป็นระบบใหญ่เดียวที่สามารถตอบสนองความต้องการของระบบสายส่ง (grid) ได้ โรงไฟฟ้าแบบดั้งเดิมแทบไม่สามารถเทียบเคียงได้ เนื่องจาก VPP ใช้ซอฟต์แวร์ที่มีความซับซ้อนและเครื่องมือวิเคราะห์ข้อมูลในการจัดการปริมาณพลังงานที่ผลิต จัดเก็บ และใช้งานในแต่ละพื้นที่ที่กระจายตัวอยู่ในวงกว้าง ยกตัวอย่างเช่น เยอรมนี ซึ่งในปี 2023 มีโรงไฟฟ้าเสมือนที่ดำเนินงานอยู่และจัดการแหล่งพลังงานหมุนเวียนได้ประมาณ 650 เมกะวัตต์ สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการขยายระบบให้รองรับความต้องการพลังงานไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

วิธีที่ VPP รวบรวมแหล่งพลังงานที่กระจายตัว (DERs)

VPP ประสานงาน DERs ผ่านการแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบเรียลไทม์ เพื่อให้สามารถตอบสนองต่อสภาพของระบบสายส่งได้อย่างมีประสิทธิภาพ การรวบรวมนี้รวมถึง:

ประเภทแหล่งพลังงาน	ส่วนร่วมต่อ VPPs
โซลาร์/ลม	ผลิตพลังงานหมุนเวียน
แบตเตอรี่	เก็บพลังงานส่วนเกินไว้ใช้ในช่วงความต้องการสูงสุด
เครื่องชาร์จ EV	ปรับรอบการชาร์จไฟฟ้าในช่วงที่มีการขาดแคลน

ด้วยการรวมทรัพย์สินเหล่านี้เข้าด้วยกัน ระบบ VPP ช่วยลดการพึ่งพาโรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิลที่ใช้ในช่วงความต้องการสูงสุด รายงานของ National Renewable Energy Laboratory ในปี 2024 พบว่า DERs ที่ถูกรวมกลุ่มสามารถชดเชยความต้องการไฟฟ้าในช่วงสูงสุดได้ถึง 60% ในระบบกริดที่ใช้พลังงานหมุนเวียนสูง

บทบาทของระบบควบคุมขั้นสูงในระบบปฏิบัติการ VPP

โรงไฟฟ้าเสมือนในปัจจุบันพึ่งพาปัญญาประดิษฐ์ (AI) อย่างหนักในการดำเนินงาน ระบบอัจฉริยะเหล่านี้สามารถพยากรณ์แนวโน้มการใช้พลังงาน จัดการการไหลของไฟฟ้าทั้งสองทิศทางบนเครือข่าย และแม้กระทั่งมีส่วนร่วมโดยอัตโนมัติในการซื้อขายไฟฟ้า ทุกวันระบบเหล่านี้ประมวลผลข้อมูลมหาศาลเพื่อป้องกันไม่ให้ระบบสายส่งไฟฟ้าเกิดความวุ่นวาย ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเมื่อพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์มีสัดส่วนมากกว่า 40% ของการผลิตไฟฟ้าในบางพื้นที่ ตัวอย่างเช่น โครงการทดลองล่าสุดที่ใช้อุปกรณ์พิเศษที่เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตสามารถลดปัญหาการจราจรบนสายส่งไฟฟ้าได้ประมาณ 22% โดยการคาดการณ์ช่วงเวลาที่ความต้องการจะเพิ่มขึ้นและปรับตัวให้เหมาะสมก่อนที่ปัญหาจะเกิดขึ้น

การผสานพลังงานหมุนเวียนและเสริมสร้างความมั่นคงของระบบสายส่งไฟฟ้า

การปรับสมดุลความไม่ต่อเนื่องของพลังงานแสงอาทิตย์และลมผ่านการรวบรวมข้อมูลแบบเรียลไทม์

โรงไฟฟ้าพลังงานเสมือนช่วยจัดการการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์และลมที่มีความแปรปรวน โดยการรวมแหล่งพลังงานที่กระจายตัวเหล่านี้เข้าด้วยกันเป็นระบบเดียว ระบบดังกล่าวใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนในการพยากรณ์สภาพอากาศและตรวจสอบปริมาณการใช้ไฟฟ้าในขณะนั้น จากนั้นจึงจัดการการกระจายพลังงานตามความจำเป็น เช่น เมื่อมีเมฆบังแผงโซลาร์เซลล์ หรเมื่อความแรงของลมลดลง ขณะที่แรงดันไฟฟ้าลดลง อุปกรณ์อินเวอร์เตอร์อัจฉริยะสามารถปรับระดับการผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ได้เกือบจะทันที และเมื่อการผลิตไฟฟ้าลดลง กลุ่มแบตเตอรี่จะเข้ามาช่วยจ่ายไฟสำรองเป็นเวลาประมาณสี่ถึงหกชั่วโมง ตามการวิจัยจากสถาบันโพนีมอนในปี 2023 การจัดการแบบนี้ช่วยลดการสูญเสียพลังงานหมุนเวียนลงได้ประมาณหนึ่งในห้า และช่วยให้บริษัทผู้ให้บริการด้านพลังงานประหยัดค่าใช้จ่ายในการปรับสมดุลระบบกริดที่ซับซ้อนได้ประมาณ 740,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี

เสริมสร้างความน่าเชื่อถือของระบบสายส่งและลดปัญหาการติดขัดของการใช้งาน

เมื่อการกระจายพลังงานถูกทำให้เป็นแบบกระจายตัวผ่าน VPPs จะช่วยป้องกันปัญหาการโหลดเกินในระบบส่งไฟฟ้าที่มักเกิดขึ้นเมื่อทุกคนเปิดใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าพร้อมกัน โซลูชันด้านการเก็บพลังงานที่ติดตั้งกระจายอยู่ในหลายพื้นที่สามารถดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินที่ผลิตได้ในช่วงบ่ายที่แดดจัด จากนั้นจึงค่อยจ่ายพลังงานนั้นกลับเข้าสู่ระบบในช่วงเย็นเมื่อความต้องการใช้ไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้น วิธีการนี้สามารถลดปัญหาการคับคั่งบนระบบส่งไฟฟ้าได้อย่างมีนัยสำคัญ ประมาณ 31 เปอร์เซ็นต์ตามรายงานวิจัยล่าสุด นอกจากนี้ ระบบป้องกันแบบปรับตัวรุ่นใหม่ยังน่าประทับใจไม่แพ้กัน เพราะสามารถตรวจจับปัญหาในเครือข่ายเร็วขึ้นกว่าระบบที่ใช้ SCADA แบบเดิมถึง 40 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งหมายความว่าเหตุการณ์ไฟฟ้าดับจะถูกควบคุมให้เกิดขึ้นเฉพาะจุด แทนที่จะแพร่กระจายไปทั่วทั้งระบบ หากพิจารณาจากรายงานความมั่นคงของระบบไฟฟ้าของเยอรมนีในปี 2024 จะพบข้อมูลที่น่าสนใจ โดยพื้นที่ที่ติดตั้งเทคโนโลยี VPP มีอัตราการเกิดความล้มเหลวของหม้อแปลงลดลงเกือบ 28 เปอร์เซ็นต์ แม้ในขณะที่พลังงานหมุนเวียนเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องถึงปีละ 19 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งถือเป็นผลลัพธ์ที่น่าทึ่งเมื่อคำนึงถึงแรงกดดันที่การผนวกรวมพลังงานหมุนเวียนเข้าสู่ระบบสร้างขึ้นต่อโครงสร้างพื้นฐานแบบดั้งเดิม

กรณีศึกษา: ระบบ VPP สนับสนุนการใช้พลังงานหมุนเวียนสูงในเยอรมนี

ในปี 2023 เมื่อพลังงานหมุนเวียนมีสัดส่วนมากกว่าครึ่งหนึ่งของโครงสร้างพลังงานของเยอรมนีที่ระดับ 52% โรงไฟฟ้าเสมือน (VPPs) มีบทบาทสำคัญอย่างมากในการทำให้ระบบกริดไฟฟ้าแห่งชาติดำเนินไปอย่างราบรื่น ระบบอัจฉริยะเหล่านี้ได้จัดการทรัพยากรพลังงานแบบกระจายตัวประมาณ 8,400 แห่งที่กระจายตัวอยู่ในสี่รัฐที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังมีพายุฤดูหนาวครั้งใหญ่เมื่อปีที่แล้วอีกด้วย จำได้ไหม? ในช่วงเวลานั้น VPPs สามารถเปลี่ยนการจ่ายไฟฟ้าจากแบตเตอรี่สำรองขนาดใหญ่ของโรงงานอุตสาหกรรมได้ประมาณ 1.2 กิกะวัตต์-ชั่วโมง ไปยังชุมชนที่ประชาชนต้องการไฟฟ้าจริงๆ ซึ่งช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายที่อาจสูญเสียไปจากเหตุการณ์ไฟฟ้าดับได้ประมาณสิบสองล้านยูโรตามรายงานที่เผยแพร่ งานวิจัยที่ทำโดยสถาบัน Fraunhofer IEE ระบุว่า ตั้งแต่ปี 2021 ค่าใช้จ่ายในการควบคุมความเสถียรลดลงประมาณ 41% เนื่องจากมีการควบคุมความถี่ที่ดีขึ้นผ่านเครือข่ายเสมือนเหล่านี้ แทนที่จะพึ่งพาโรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติแบบเก่าในสมัยก่อนมากเกินไป ณ ปัจจุบัน โรงไฟฟ้าเสมือนกำลังช่วยให้เยอรมนีผนวกรวมพลังงานหมุนเวียนเข้าสู่ระบบพลังงานของประเทศได้ที่ระดับ 42% ซึ่งเป็นระดับประสิทธิภาพที่ดีที่สุดในยุโรปในขณะนี้

การจัดเก็บพลังงานและการตอบสนองต่อความต้องการในเครือข่าย VPP

การผนวกรวมระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) เพื่อช่วยในช่วงพีค

ระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่มีบทบาทสำคัญในการดำเนินงานของโรงไฟฟ้าเสมือนในปัจจุบัน ช่วยจัดการกับลักษณะที่ไม่แน่นอนของพลังงานหมุนเวียน และตอบสนองต่อความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันเมื่อทุกคนกลับถึงบ้านจากที่ทำงาน การวิจัยที่เผยแพร่เมื่อปีที่แล้วในวารสาร Energy Informatics พบว่า การผนวกระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ช่วยลดความผันผวนของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์และลมลงประมาณ 26% ด้วยการจัดตารางเวลาให้ชาญฉลาดมากขึ้นในแต่ละช่วงเวลา ระบบเหล่านี้จะกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินที่ผลิตได้ในช่วงเที่ยงวัน และปล่อยพลังงานกลับเข้าสู่ระบบกริดเมื่อราคาไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้นในช่วงเย็น สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้ระบบกริดมีเสถียรภาพมากขึ้น แต่ยังช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายเมื่อเทียบกับการเดินเครื่องโรงไฟฟ้าชั่วคราวแบบดั้งเดิม แม้ว่าการประหยัดจริงจะอยู่ระหว่าง 15% ถึง 30% ขึ้นอยู่กับทำเลและสภาพตลาด

การเพิ่มประสิทธิภาพการย้ายโหลดและแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แล้วในระบบ VPP

ผู้ดำเนินการระบบ VPP ที่มีวิสัยทัศน์ล่วงหน้า ต่างค้นหาวิธีการให้แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเก่ากลับมามีชีวิตใหม่ เพื่อใช้ในการปรับเปลี่ยนภาระไฟฟ้าด้วยต้นทุนที่ต่ำลง ระบบเก่าที่นำกลับมาใช้ใหม่นี้โดยทั่วไปยังคงความสามารถในการเก็บประจุได้ประมาณ 60 ถึง 70 เปอร์เซ็นต์ของกำลังเดิม ซึ่งหมายความว่า บริษัทสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายได้ประมาณ 40% เมื่อเทียบกับการติดตั้งระบบที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใหม่เอี่ยม ตามรายงานของ Energy Market Analytics เมื่อปีที่แล้ว เมื่อรวมเข้ากับการคาดการณ์อัจฉริยะด้วยระบบ AI โรงไฟฟ้าเสมือนจะช่วยเปลี่ยนการใช้ไฟฟ้าจากช่วงเวลาที่มีค่าใช้จ่ายสูงไปเป็นช่วงเวลากลางคืนที่มีราคาถูกกว่า แนวทางนี้ไม่เพียงแต่ช่วยลดแรงกดดันบนระบบสายส่งไฟฟ้า แต่ยังช่วยให้ผู้บริโภคประหยัดค่าไฟฟ้าได้มากขึ้น โดยยังคงระดับความสะดวกสบายในบ้านตามปกติ

กลยุทธ์การตอบสนองความต้องการแบบไดนามิกและการมีส่วนร่วมของผู้บริโภค

จากรายงานการนวัตกรรมระบบไฟฟ้า (Grid Innovation Report) ในปี 2023 พบว่า ครัวเรือนที่เข้าร่วมโปรแกรมตอบสนองความต้องการผ่าน IoT มีอัตราการมีส่วนร่วมในโรงไฟฟ้าเสมือน (Virtual Power Plants) สูงกว่าผู้ใช้งานที่ยังคงใช้แบบจำลองราคาคงที่ประมาณ 22% เมื่อเปรียบเทียบกัน ด้วยความสามารถในการตรวจสอบแบบเรียลไทม์และอุปกรณ์อัจฉริยะที่ปรับการใช้งานโดยอัตโนมัติตามราคา ครอบครัวสามารถลดการใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลาเรียกเก็บค่าไฟฟ้าสูงสุดได้ระหว่าง 18% ถึง 25% ระบบยิ่งแสดงศักยภาพได้ดีขึ้นในช่วงเวลาที่ระบบไฟฟ้ามีความเครียดอย่างรุนแรง มีโครงสร้างรางวัลแบบชั้นซึ่งให้ผลตอบแทนมากขึ้นกับการลดการใช้พลังงานในระดับสูง ซึ่งสอดคล้องกับผลการวิจัยจากสถาบัน Smart Grid Solutions Institute การวิเคราะห์ของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าโรงไฟฟ้าเสมือนที่ผสานรวม IoT สามารถเริ่มต้นการตอบสนองความต้องการได้รวดเร็วกว่าระบบทั่วไปที่ไม่มีเทคโนโลยีนี้ประมาณ 31%

โรงไฟฟ้าเสมือนในตลาดพลังงานและการเพิ่มประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ

การเข้าร่วมในตลาดไฟฟ้าและการสร้างรายได้

โรงไฟฟ้าเสมือนจริงกำลังเปลี่ยนวิธีการทำงานของตลาดพลังงาน โดยการรวมแหล่งพลังงานแบบกระจายตัวเข้าด้วยกันเพื่อสร้างสิ่งที่ใหญ่กว่า ซึ่งสามารถแข่งขันในตลาดส่งไฟฟ้าได้ และยังสามารถให้บริการเสริมที่ระบบสายส่งต้องการได้ โรงไฟฟ้าเสมือนจริงเหล่านี้ใช้เทคโนโลยีอัจฉริยะที่ซ่อนอยู่เบื้องหลังเพื่อปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ออกไปใช้ในช่วงที่ราคาพลังงานในตลาดพุ่งสูงขึ้น บางครั้งสามารถสร้างรายได้สูงถึง 92 ดอลลาร์ต่อเมกะวัตต์ชั่วโมงเพียงแค่ช่วยให้ระบบไฟฟ้ามีความเสถียร ตามรายงานการวิจัยจาก Energy Informatics เมื่อปีที่แล้ว วิธีการทำเงินของพวกเขานั้นมีหลายช่องทางมาก หนึ่งในนั้นคือการทำธุรกรรมล่วงหน้าในวันถัดไป โดยการเสนอราคาประมูลสัญญาก่อนวันจริงจะเริ่มต้น จากนั้นก็มีการเสนอราคาแบบเรียลไทม์ที่เกิดขึ้นนาทีต่อนาทีตลอดทั้งวัน และอย่าลืมถึงโปรแกรมตอบสนองความต้องการ (demand response) ด้วย วิธีการทั้งหมดเหล่านี้ช่วยให้ผู้ดำเนินการโรงไฟฟ้าเสมือนจริงสามารถสร้างมูลค่าจากอุปกรณ์ที่ผู้คนอาจปล่อยทิ้งไว้เฉย ๆ เช่น แผงโซลาร์เซลล์ในบ้านพร้อมกับแบตเตอรี่ ในเวลาเดียวกัน โครงสร้างนี้ยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะมีพลังงานเพียงพอสำหรับใช้งานในช่วงที่ระบบสายส่งมีกำลังผลิตไม่เพียงพอ

กรณีศึกษา: ระบบ VPP ในตลาดไฟฟ้าแห่งชาติของออสเตรเลีย (NEM)

ตลาดไฟฟ้าแห่งชาติของออสเตรเลียกำลังก้าวขึ้นมาเป็นผู้นำในการผนวกรวมโรงไฟฟ้าเสมือนจริง (Virtual Power Plant) อย่างแท้จริง ตัวอย่างเช่น รัฐเซาท์ออสเตรเลียในปี 2023 ที่ผ่านมา มีการรวมแหล่งพลังงานแบบ VPP ขนาด 45 เมกะวัตต์ ซึ่งสามารถจัดเก็บและจ่ายพลังงานจากแสงอาทิตย์ได้ประมาณ 245 เมกะวัตต์ชั่วโมง ในช่วงเวลาที่ระบบสายส่งไฟฟ้าประสบกับความเครียด สิ่งนี้ช่วยให้ความถี่ของระบบไฟฟ้าคงที่อยู่ที่ระดับต่ำกว่า 50 เฮิรตซ์เล็กน้อย (เฉพาะที่ 49.85 เฮิรตซ์) และสร้างรายได้จากเงินชดเชยกรณีฉุกเฉินรวมประมาณ 18,200 ดอลลาร์ออสเตรเลีย สิ่งที่น่าสนใจคือ แบบจำลองที่ประสบความสำเร็จนี้ได้ถูกนำไปใช้ซ้ำในโครงการนำร่องอีก 12 โครงการทั่วภูมิภาค โรงไฟฟ้าเสมือนจริงเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าสามารถรวบรวมทรัพยากรพลังงานหมุนเวียนภายในโครงสร้างตลาดที่มีอยู่เดิม โดยไม่จำเป็นต้องพึ่งพาโรงไฟฟ้าถ่านหินหรือเชื้อเพลิงฟอสซิลขนาดใหญ่แบบเก่าเพื่อปรับสมดุลระบบ สำหรับแนวโน้มในอนาคต บริษัทผู้ดำเนินการตลาดไฟฟ้าออสเตรเลีย (AEMO) คาดการณ์ว่า VPP เหล่านี้จะมีส่วนช่วยในการผลิตไฟฟ้าให้มีความมั่นคง (firming capacity) ราว 12 เปอร์เซ็นต์ของความต้องการในตลาดไฟฟ้าแห่งชาติ (NEM) ภายในสิ้นปี 2027 แม้ว่าอย่างไรก็ตามยังคงมีปัจจัยหลายอย่างที่อาจส่งผลต่อการคาดการณ์นี้

อุปสรรคทางกฎระเบียบและแบบจำลองแรงจูงใจสำหรับการเข้าสู่ตลาด

โรงไฟฟ้าเสมือนมีศักยภาพจริง แต่ยังติดขัดในเรื่องกฎระเบียบ โครงสร้างอัตราค่าบริการของผู้ให้บริการสาธารณูปโภคหลายแห่งยังจัดประเภทแหล่งพลังงานกระจายศูนย์ที่ถูกรวมกลุ่มไว้เป็นเพียงโหลดระดับผู้บริโภค แทนที่จะมองว่าเป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าที่แท้จริง กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ (US Department of Energy) ได้ศึกษาประเด็นนี้ล่าสุด และพบว่าประมาณสองในสามของกฎระเบียบการเชื่อมต่อที่มีอยู่ในปัจจุบันยังคงรักษามาตรการที่จำกัดเหล่านี้ไว้ อย่างไรก็ตาม ในรัฐแคลิฟอร์เนียสถานการณ์ดูดีขึ้น โดยระบบ CAISO ของรัฐได้ใช้แนวทางที่เรียกว่า dynamic operating envelopes ซึ่งเป็นการกำหนดขีดจำกัดอัจฉริยะว่าพลังงานที่ไหลเข้าและออกจากเครือข่ายจากแหล่งพลังงานกระจายศูนย์เหล่านี้จะมีขอบเขตเท่าใด การเปลี่ยนแปลงนี้เพียงอย่างเดียวทำให้จำนวนผู้เข้าร่วมโครงการโรงไฟฟ้าเสมือนเพิ่มขึ้นมากถึง 210% ในช่วงโครงการนำร่องเมื่อปีที่แล้ว หากพิจารดูโมเดลที่ประสบความสำเร็จในประเทศอื่นๆ เช่น เยอรมนี ซึ่งมีการจ่ายเงินชดเชยกำลังการผลิตประมาณ 5.3 ยูโรต่อกิโลวัตต์ต่อปี ในขณะเดียวกัน ตลาดก็เปิดกว้างเร็วขึ้นสำหรับบริษัทผู้รวบรวม (aggregator) ที่สามารถแสดงให้เห็นถึงมาตรการความปลอดภัยทางไซเบอร์ที่แข็งแกร่ง และมีประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอ

การก้าวข้ามความท้าทายทางเทคโนโลยีและนวัตกรรมในอนาคต

ความปลอดภัยทางไซเบอร์ ความสามารถในการทำงานร่วมกัน และความเสี่ยงในการจัดการข้อมูล

ในปัจจุบัน โรงไฟฟ้าพลังงานเสมือน (Virtual Power Plants) กำลังเผชิญกับปัญหาด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์อย่างร้ายแรง สถาบันโพนีมอน (Ponemon Institute) พบว่า บริษัทพลังงานโดยทั่วไปมักจะสูญเสียเงินประมาณ 4.7 ล้านดอลลาร์ เมื่อประสบกับการโจมตีทางไซเบอร์ ด้วยสภาพการดำเนินงานที่กระจายตัวเช่นนี้ ยังมีช่องโหว่จริงๆ ในเรื่องการสื่อสารและการควบคุมระบบของแหล่งผลิตไฟฟราระบบกระจายตัว (DERs) บริษัทต่างๆ จึงต้องการมาตรการป้องกันที่มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นกว่าเดิม เช่น การรับรองว่ามีการอัปเดตเฟิร์มแวร์อย่างปลอดภัย และมีระบบที่ดีในการตรวจจับกิจกรรมที่ผิดปกติ นอกจากนี้ยังมีปัญหาความไม่เข้ากันได้ (interoperability) อีกด้วย ผู้ดำเนินการโรงไฟฟ้าพลังงานเสมือนส่วนใหญ่ประสบปัญหาในการทำให้ระบบ SCADA เดิมทำงานร่วมกับเทคโนโลยี DER รุ่นใหม่ ประมาณ 78% รายงานว่ามีปัญหาใหญ่ในการผนวกรวมแพลตฟอร์มที่แตกต่างกันนี้ตามมาตรฐาน IEEE 2030.5 จึงชัดเจนมากขึ้นว่า ปัญหาความเข้ากันได้เหล่านี้จะยังคงสร้างความยุ่งยากให้กับอุตสาหกรรมต่อไป หากไม่สามารถหาทางแก้ไขที่ดีกว่าได้

ความเสี่ยงในการดำเนินงาน	กลยุทธ์ในการลดความเสี่ยง
สโตร์ข้อมูลแยกส่วน	ระบบจัดกลุ่มข้อมูล DER แบบรวมศูนย์
ช่องโหว่ของ API	ระบบเข้ารหัสแบบต้านทานควอนตัม
ความหลากหลายของอุปกรณ์	การติดตั้งเกตเวย์ที่เป็นไปตามมาตรฐาน OpenFMB

การควบคุมเชิงทำนายด้วยปัญญาประดิษฐ์สำหรับการดำเนินงาน VPP ที่สามารถขยายระบบได้

โมเดลการเรียนรู้ของเครื่องสามารถพยากรณ์ผลผลิตของ DER ในระดับท้องถิ่นได้อย่างแม่นยำถึงร้อยละ 94 ช่วยให้ VPP สามารถปรับสมดุลพอร์ตโฟลิโอขนาด 450 เมกะวัตต์ภายในช่วงเวลาไม่ถึง 5 นาที โครงการนำร่องในแคลิฟอร์เนียที่ใช้การเรียนรู้แบบเสริมแรงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการจัดส่งไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่ได้ร้อยละ 12 ในช่วงคลื่นความร้อนปี 2023 เทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น การเรียนรู้แบบรวมเครือข่าย (Federated Learning) ช่วยรักษาความเป็นส่วนตัวของข้อมูล ขณะที่เพิ่มประสิทธิภาพบริการระบบไฟฟ้าในเครือข่ายแบบกระจายศูนย์

นวัตกรรมหลัก ได้แก่

• การปรับรูปแบบการทำงานของกลุ่ม DER แบบเรียลไทม์ในช่วงเกิดความผิดพลาดบนระบบกริด
• ตัวควบคุม AI ที่มีความปลอดภัยทางไซเบอร์สูงโดยใช้การเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิก
• แบบจำลองไฮบริดระหว่างฟิสิกส์กับการเรียนรู้ของเครื่องที่ทำนายการตอบสนองของกองรถ EV ต่อสัญญาณราคา

นวัตกรรมเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการขยายระบบ Virtual Power Plants ในภูมิภาคที่มีเป้าหมายให้สัดส่วนการใช้พลังงานจากแหล่งกระจายตัว (DER) อยู่ที่ 50% ภายในปี 2030

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับโรงไฟฟ้าเสมือน (Virtual Power Plants)

โรงไฟฟ้าเสมือน (Virtual Power Plant - VPP) คืออะไร?

โรงไฟฟ้าเสมือนคือเครือข่ายแบบกระจายศูนย์กลางที่รวมแหล่งพลังงานกระจายตัว (Distributed Energy Resources) ที่หลากหลาย เช่น แผงโซลาร์เซลล์และระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ เพื่อให้สามารถทำงานร่วมกันได้เหมือนหน่วยผลิตไฟฟ้าเดียวที่สามารถตอบสนองความต้องการของระบบส่งไฟฟ้า

โรงไฟฟ้าเสมือนช่วยเพิ่มเสถียรภาพของระบบไฟฟ้าได้อย่างไร?

VPP ช่วยลดความไม่สม่ำเสมอของแหล่งพลังงานหมุนเวียน โดยการรวบรวมสินทรัพย์พลังงานแบบกระจายตัว และใช้ระบบควบคุมขั้นสูงเพื่อรักษาความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้าในช่วงที่มีการเปลี่ยนแปลงของอุปทานและอุปสงค์

แบตเตอรี่มีบทบาทอย่างไรในเครือข่าย VPP?

แบตเตอรี่จะเก็บพลังงานส่วนเกินที่ผลิตได้ในช่วงเวลาที่ความต้องการต่ำ และปล่อยออกมาในช่วงเวลาที่ความต้องการสูง จึงช่วยสนับสนุนความมั่นคงของระบบสายส่ง และลดการพึ่งพาโรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิลแบบพีคเกอร์

โรงไฟฟ้าเสมือน (Virtual Power Plants) สร้างกำไรได้หรือไม่?

ใช่ VPPs สร้างรายได้จากการเข้าร่วมในตลาดไฟฟ้า การเสนอราคาเพื่อเข้าทำสัญญาขายส่ง และการให้บริการตอบสนองความต้องการ ทำให้เป็นโมเดลทางเศรษฐกิจที่สามารถดำเนินได้จริง

Virtual Power Plants มีความท้าทายอะไรบ้าง?

VPPs ต้องเผชิญกับอุปสรรคด้านกฎระเบียบ ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ และความท้าทายในการเชื่อมต่อกับเทคโนโลยีระบบสายส่งแบบดั้งเดิม