वर्चुअल पावर प्लांट

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एक वर्चुअल पावर प्लांट (वीपीपी) क्लाउड कम्प्यूटिंग या क्लाउड-आधारित वितरित विद्युत संयंत्र है जो विद्युत उत्पादन, व्यापार या विद्युत बाजार पर विद्युत बेचने और मांग पक्ष को बढ़ाने के उद्देश्यों के लिए विषम वितरित ऊर्जा संसाधनों (डीईआर) की क्षमताओं को एकत्रित करता है। भार को कम करने के विकल्प में [1] संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोप और ऑस्ट्रेलिया में सम्मलित आभासी विद्युत संयंत्रों के उदाहरणों के साथ वीपीपी में डीईआर संपत्ति में फोटोवोल्टिक सौर, ऊर्जा भंडारण, इलेक्ट्रिक वाहन चार्जर और मांग-उत्तरदायी उपकरण (जैसे वॉटर हीटर, थर्मोस्टैट्स और उपकरण) सम्मलित हो सकते हैं।

विद्युत उत्पादन

एक वर्चुअल पावर प्लांट ऐसी प्रणाली है जो विश्वसनीय समग्र विद्युत आपूर्ति देने के लिए कई प्रकार के विद्युत स्रोतों को एकीकृत करती है।[2] स्रोत प्रायः विभिन्न प्रकार के डिस्पैचेबल और नॉन-डिस्पैचेबल, कंट्रोलेबल या फ्लेक्सिबल लोड (CL या FL) बटीहुयी िपढीयॉ (DG) सिस्टम का समूह बनाते हैं जो केंद्रीय प्राधिकरण द्वारा नियंत्रित होते हैं और इसमें माइक्रो सीएचपी, प्राकृतिक गैस से चलने वाले पारस्परिक इंजन सम्मलित हो सकते हैं। छोटे पैमाने पर पवन ऊर्जा संयंत्र (डब्ल्यूपीपी), फोटोवोल्टिक्स (पीवी), रन-ऑफ-रिवर पनविद्युत संयंत्र, छोटे हाइड्रो, बायोमास, बैकअप जनित्र, और ऊर्जा भंडारण प्रणाली (ईएसएस) इत्यादि का उपयोग किया जाता हैं।

इस प्रणाली के लाभ हैं जैसे पीक लोड विद्युत देने या पावर प्लांट के बाद लोड करने की क्षमता को शॉर्ट नोटिस पर लोड-निम्नलिखित विद्युत उत्पादन द्वारा किया जाता हैं। ऐसा वीपीपी उच्च दक्षता और अधिक लचीलापन प्रदान करते हुए पारंपरिक विद्युत संयंत्र को प्रतिस्थापित कर सकता है, जो सिस्टम को उतार-चढ़ाव को लोड करने के लिए उच्चतम प्रतिक्रिया करने की अनुमति देता है। इस प्रकार दोष प्रणाली की उच्च जटिलता होती है, जिसके लिए जटिल अनुकूलन, नियंत्रण और सुरक्षित संचार की आवश्यकता होती है।[3] वीपीपी ऑपरेटर नेक्स्ट क्राफ्टवर्के की वेबसाइट पर इंटरैक्टिव सिमुलेशन दिखाता है कि तकनीक कैसे कार्य करती है।[4] पाइक रिसर्च की 2012 की रिपोर्ट के अनुसार, 2011 से 2017 तक, वीपीपी क्षमता 65% बढ़कर 55.6 गीगावाट (GW) से 91.7 GW हो जाएगी, जो 2017 में विश्व में राजस्व में $5.3 बिलियन से $6.5 बिलियन हो जाएगी।[5] अधिक आक्रामक पूर्वानुमान परिदृश्य में, क्लीन-टेक मार्केट इंटेलिजेंस फर्म का अनुमान है कि इसी अवधि के समय वैश्विक वीपीपी राजस्व $12.7 बिलियन तक पहुंच सकता है।[6]

आभासी विद्युत संयंत्र 'ऊर्जा के इंटरनेट' का प्रतिनिधित्व करते हैं'" पाइक रिसर्च के वरिष्ठ विश्लेषक पीटर असमस ने कहा। ये प्रणाली ग्राहक के लिए विद्युत आपूर्ति और मांग सेवाओं को तैयार करने के लिए सम्मलिता ग्रिड नेटवर्क को टैप करते हैं। वीपीपी सॉफ्टवेयर आधारित प्रणालियों के परिष्कृत सेट का उपयोग करके अंतिम उपयोगकर्ता और वितरण उपयोगिता दोनों के लिए मूल्य को अधिकतम करते हैं। वे गतिशील हैं, वास्तविक समय में मूल्य प्रदान करते हैं, और ग्राहक लोड स्थितियों को बदलने के लिए जल्दी से प्रतिक्रिया कर सकते हैं।

सहायक सेवाएं

ग्रिड स्थिरता बनाए रखने में सहायता के लिए ग्रिड ऑपरेटरों को सहायक सेवाएं प्रदान करने के लिए आभासी विद्युत संयंत्रों का भी उपयोग किया जा सकता है। सहायक सेवाओं में आवृत्ति विनियमन, लोड निम्नलिखित और ऑपरेटिंग रिजर्व प्रदान करना सम्मलित है। इन सेवाओं का मुख्य रूप से विद्युत आपूर्ति और मांग के तात्कालिक संतुलन को बनाए रखने के लिए उपयोग किया जाता है। सहायक सेवाएं प्रदान करने वाले विद्युत संयंत्रों को उपभोक्ता मांग के विभिन्न स्तरों के उत्तर में सेकंड से मिनट के क्रम पर लोड बढ़ाने या घटाने के लिए ग्रिड ऑपरेटरों से संकेतों का उत्तर देना चाहिए।

चूंकि सहायक सेवाएं सामान्यतः नियंत्रित जीवाश्म-ईंधन जनित्र द्वारा प्रदान की जाती हैं, इसलिए भविष्य में कार्बन-मुक्त विद्युत ग्रिड जिनमें सौर और पवन का उच्च प्रतिशत होता है, को नियंत्रित करने योग्य विद्युत उत्पादन या खपत के अन्य रूपों पर निर्भर होना चाहिए। इसका सबसे प्रसिद्ध उदाहरण ग्रिड के लिए वाहन टेक्नोलॉजी है। इस स्थिति में, ग्रिड से जुड़े वितरित विद्युत के वाहनों को वर्चुअल पावर प्लांट के रूप में कार्य करने के लिए साथ नियंत्रित किया जा सकता है। विशेषतः इसे उस दर को नियंत्रित करके जिस पर प्रत्येक वाहन शुल्क लेता है, ग्रिड शुद्ध इंजेक्शन या ऊर्जा की खपत देखता है जैसे कि बड़े पैमाने पर बैटरी यह सेवा प्रदान कर रही थी।

इसी प्रकार, ग्रिड को सहायक सेवाएं प्रदान करने के लिए गर्मी पंप या एयर कंडीशनर के रूप में लचीली मांग का भी पता लगाया गया है।[7] जब तक इनडोर ऊष्मीय रेस्ट बनाए रखा जाता है, तब तक वितरित ताप पंपों का एकत्रीकरण चुनिंदा रूप से बंद और चालू किया जा सकता है जिससे कि उनकी कुल विद्युत की खपत को अलग किया जा सके और सहायक सेवा संकेत का पालन किया जा सके। फिर से, ग्रिड पर प्रभाव वैसा ही है जैसे कि बड़े पैमाने पर विद्युत संयंत्र सेवा प्रदान कर रहा हो।

चूंकि वे समानांतर में कार्य करते हैं, आभासी विद्युत संयंत्रों को ऊष्मीय जनित्र की तुलना में उच्च रैंप दरों का लाभ मिल सकता है, जो विशेष रूप से उन ग्रिडों में महत्वपूर्ण है जो बतख वक्र का अनुभव करते हैं और सुबह और शाम को उच्च रैंपिंग की आवश्यकता होती है। चूंकि, वितरित प्रकृति संचार और विलंबता के मुद्दों को उत्पन्न करती है, जो आवृत्ति विनियमन जैसी तेज़ सेवाएँ प्रदान करने के लिए समस्याग्रस्त हो सकती है।

एनर्जी ट्रेडिंग

एक वर्चुअल पावर प्लांट क्लाउड-आधारित केंद्रीय या वितरित नियंत्रण केंद्र भी है जो गठबंधन बनाने के लिए विषम वितरित ऊर्जा संसाधनों (डीईआर) की क्षमताओं को एकत्रित करने के लिए सूचना और संचार प्रौद्योगिकियों (आईसीटी) और चीजों की इंटरनेट (आईओटी) उपकरणों का लाभ उठाता है। थोक विद्युत बाजारों पर ऊर्जा व्यापार के उद्देश्य के लिए विषम डीईआर की संख्या या अपात्र व्यक्तिगत डीईआर की ओर से सिस्टम ऑपरेटरों के लिए सहायक सेवाएं प्रदान करना।[8][9][10][11][12] वीपीपी डीईआर और थोक विद्युत बाजार के बीच मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है और डीईआर मालिकों की ओर से ऊर्जा का व्यापार करता है जो स्वयं उस बाजार में भाग लेने में असमर्थ हैं।[11] वीपीपी अन्य बाजार सहभागियों के दृष्टिकोण से पारंपरिक डिस्पैचेबल पावर प्लांट के रूप में व्यवहार करता है, चूंकि यह वास्तव में कई विविध डीईआर का समूह है। इसके अतिरिक्त, प्रतिस्पर्धी विद्युत बाजारों में, आभासी विद्युत संयंत्र विविध ऊर्जा व्यापारिक मंजिलों (अर्ताथ, द्विपक्षीय और पीपीए अनुबंध, आगे और वायदा बाजार और पूल) के बीच मध्यस्थता के रूप में कार्य करता है।[8][9][10][12]

अब तक, जोखिम प्रबंधन उद्देश्यों के लिए, पांच अलग-अलग जोखिम-हेजिंग रणनीतियों (अर्ताथ, आईजीडीटी, आरओ, सीवीएआर, एफएसडी, और एसएसडी) को अनुसंधान लेखों में वीपीपी की निर्णय लेने की समस्याओं पर लागू किया गया है जिससे कि रूढ़िवाद के स्तर को मापा जा सके। विविध ऊर्जा व्यापारिक मंजिलों में वीपीपीs के निर्णय (जैसे, दिन पहले विद्युत बाजार, डेरिवेटिव एक्सचेंज बाजार, और द्विपक्षीय अनुबंध):

  1. IGDT : जानकारी-अंतराल निर्णय सिद्धांत[8] आरओ: मजबूत अनुकूलन[9] सीवीएआर : जोखिम पर सशर्त मूल्य[10] एफएसडी: प्रथम-क्रम स्टोचैस्टिक प्रभुत्व[11] एसएसडी: दूसरे क्रम का स्टोचैस्टिक प्रभुत्व[12][13]

संयुक्त राज्य

ऊर्जा बाजार वे वस्तु बाजार हैं जो विशेष रूप से ऊर्जा के व्यापार और आपूर्ति से संबंधित हैं।[14] संयुक्त राज्य में, आभासी विद्युत संयंत्र न केवल आपूर्ति पक्ष से निपटते हैं, बल्कि वास्तविक समय में मांग प्रतिक्रिया (DR) और अन्य लोड-शिफ्टिंग दृष्टिकोणों के माध्यम से मांग को प्रबंधित करने और ग्रिड कार्यों की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने में भी सहायता प्रदान करते हैं।[15] अमेरिका में प्रायः रिपोर्ट किया जाने वाला ऊर्जा संकट[16] सरकार-सब्सिडी वाली कंपनियों के लिए ऐसे क्षेत्र में प्रवेश करने का द्वार खोल दिया है जो अब तक केवल उपयोगिताओं और बहुराष्ट्रीय अरब-डॉलर कंपनियों के लिए उपलब्ध है। संयुक्त राज्य अमेरिका के आसपास के बाज़ारों के अविनियमन के साथ, थोक बाज़ार मूल्य निर्धारण बड़े खुदरा आपूर्तिकर्ताओं का अनन्य डोमेन बन गया, चूंकि बड़े अंत उपयोगकर्ताओं के साथ स्थानीय और संघीय कानून थोक गतिविधियों के लाभों को पहचानने लगे हैं।[17] टेक्सास सेवा और विश्वसनीयता पर प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए पायलट वीपीपी परियोजनाओं के विकास की स्थिति में है।[18] पायलट परियोजनाओं के संचालन के लिए मानदंड विकसित करने के लिए उनके एडीईआर (एग्रीगेटेड डिस्ट्रिब्यूटेड एनर्जी रिसोर्सेज) टास्क फोर्स की कई बैठकें हुई हैं।[19] कैलिफ़ोर्निया में दो विद्युत बाज़ार हैं: निजी खुदरा और थोक। कैलिफ़ोर्निया सीनेट विधेयक 2X- जिसने 30 मार्च, 2011 को कैलिफ़ोर्निया विधायिका को पारित किया था- उस लक्ष्य तक पहुँचने के लिए किसी विशेष विधि को अनिवार्य किए बिना 2020 तक 33% नवीनीकरण को अनिवार्य करता है।[20] पीजीएंडई अत्यधिक मांग के समय वीपीपी प्रदाताओं को $2/किलोवाटh का भुगतान करता है।[21][22] अगस्त/सितंबर 2022 तक, सनरन वीपीपी चरम समय पर 80 मेगावाट इनपुट और टेस्ला वीपीपी इनपुट 68 मेगावाट करती है[23] [24][25]

यूरोप

जर्मनी में कैसल विश्वविद्यालय के सौर ऊर्जा आपूर्ति प्रौद्योगिकी संस्थान ने सौर, पवन, बायोगैस और पंप-भंडारण पनविद्युत से जुड़े संयुक्त विद्युत संयंत्र का पायलट-परीक्षण किया, जो अक्षय स्रोतों से पूरी तरह से चौबीसों घंटे लोड-निम्नलिखित शक्ति प्रदान करता है।[26] वास्तविक दुनिया के आभासी विद्युत संयंत्र का उदाहरण ईग के स्कॉटिश इनर हेब्राइड्स द्वीप पर पाया जा सकता है।[27] कोलोन, जर्मनी से नेक्स्ट क्राफ्टवर्के सात यूरोपीय देशों में वर्चुअल पावर प्लांट संचालित करता है, जो पीक-लोड ऑपरेशन, पावर ट्रेडिंग और ग्रिड बैलेंसिंग सेवाएं प्रदान करता है। कंपनी बायोगैस, सौर और पवन के साथ-साथ बड़े पैमाने पर विद्युत उपभोक्ताओं से ऊर्जा संसाधनों का वितरण करती है।[28] 2020 में सेंट हेलियर, लंदन में दूसरे अनुबंध के माध्यम से इस योजना का और विस्तार किया गया था।[29]

सितंबर 2019 में आयरिश एनर्जी टेक स्टार्ट-अप सोलो एनर्जी के अधिग्रहण के बाद एसएमएस पीएलसी ने यूनाइटेड किंगडम में वर्चुअल पावर प्लांट सेक्टर में प्रवेश किया।[30]

अक्टूबर 2020 में, टेस्ला, इंक. ने ऑक्टोपस एनर्जी के साथ साझेदारी में यूके में अपना टेस्ला एनर्जी प्लान लॉन्च किया, जिससे घरों को इसके यूके टेस्ला वर्चुअल पावर प्लांट से जुड़ने की अनुमति मिली। इस योजना के अनुसार घरों को या तो छत पर सौर पैनलों से या ऑक्टोपस ऊर्जा से 100% नवीकरणीय ऊर्जा से संचालित किया जाता है। [31]

ऑस्ट्रेलिया

अगस्त 2020 से प्रारंभ होकर, टेस्ला प्रत्येक हाउसिंग एसए परिसर में 5 किलोवाट रूफटॉप सोलर सिस्टम और 13.5 किलोवाटघंटा पावरवॉल बैटरी स्थापित करेगा, किरायेदार के लिए कोई अग्रिम लागत नहीं। दक्षिण ऑस्ट्रेलिया के सबसे बड़े आभासी विद्युत संयंत्र के रूप में, बैटरी और सौर प्रणालियों को केंद्रीय रूप से प्रबंधित किया जा सकता है, सामूहिक रूप से 20 मेगावाट उत्पादन क्षमता और 54 मेगावाट ऊर्जा भंडारण प्रदान करता है।[32] अगस्त 2016 में, एजीएल एनर्जी ने 5 की घोषणा की एडिलेड, ऑस्ट्रेलिया के लिए मेगावाट वर्चुअल-पावर-प्लांट योजना। कंपनी सैन फ्रांसिस्को के सनवरेज एनर्जी से 1000 घरों और व्यवसायों को बैटरी और फोटोवोल्टिक सिस्टम की आपूर्ति करेगी। इस प्रणाली में उपभोक्ताओं को ऑस्ट्रलियन डॉलर $3500 खर्च करना होगा और 7 में बचत में खर्च की भरपाई करने की उम्मीद है, वर्तमान वर्ष में इलेक्ट्रिक पावर वितरण टैरिफ के अनुसार इस योजना का मूल्य AUD $20 मिलियन है और इसे दुनिया में सबसे बड़ी योजना बताया जा रहा है।[33]

यह भी देखें


संदर्भ

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बाहरी कड़ियाँ

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