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如何避免电力联网僵局?制定一个计划
  • 分布式发电(特别是太阳能光伏发电)的普及率从2000年以来以惊人的速度增长。2005年,公用事业和开发商在美国仅安装了79兆瓦并网太阳能发电装置。到2013年,美国的年并网太阳能发电装机容量增加到4600兆瓦,是八年前累计装机容量的58倍。2013年底美国的太阳能总产能已经超过了12000兆瓦,而十年前总计不到100兆瓦。

    人们都熟悉积极主动的公共规划的重要性。以交通网络为例。每天,成千上万的人进出城市,依靠良好的位置和规模适合的道路到达他们想要去的地方。为了保持交通畅通,道路规划者必须预测通勤人数,预定目的地以及道路养护,新建筑和公共交通等替代资源的需求。
      
      但是人们也知道,如果没有基础设施的话,通勤人数就会增加:由于漫长而严重的交通堵塞,到处鸣笛,人们错过会议或上班迟到等,将会发生很多令人沮丧的事情。
      
      不幸的是,这种计划赤字正在阻碍美国各地的公用事业单位、能源供应商应对越来越多的发电机和其他分布式能源争夺上网的能力。
      
      分布式发电(特别是太阳能光伏发电)的普及率从2000年以来以惊人的速度增长。2005年,公用事业和开发商在美国仅安装了79兆瓦并网太阳能发电装置。到2013年,美国的年并网太阳能发电装机容量增加到4600兆瓦,是八年前累计装机容量的58倍。2013年底美国的太阳能总产能已经超过了12000兆瓦,而十年前总计不到100兆瓦。
      
      这一成功故事给美国公用事业和监管机构带来了新的挑战,特别是在电网互连方面。公用事业评估每个项目,无论规模大小,都希望与电网相互连接,以确保在不引起可靠性、电能质量或其他负面影响的情况下,能够适应这种情况。这个个性化的反应过程既花费时间又花钱。另外,第一个触发系统升级的生成器通常被迫承担该升级的全部成本,尽管其优点可以由其他发电机和消费者共享。
      
      在像夏威夷这样的屋顶太阳能分布式发电项目增长最为强劲的联邦州,寻求互连到电网的申请网格数量可能压倒系统,导致长时间的连接队列,即使在电路被有效“封闭”新的屋顶太阳能应用者。
      
      好消息是,通过适当的计划,这个僵局是可以避免的。这就是综合分配电力计划(IDP)的概念。IDP为各州克服阻碍可再生能源一体化的重大互连挑战(包括闭合回路)提供了一条途径。IDP方法依靠多步骤过程来主动计划将分布式能源(DER)集成到电网中。它需要建立分布式电路的最大容量,以适应当前状态下的分布式能源,而不需要升级(称为“主机容量”),并预测分布式电源和其他可能的分布式能源的预期增长。
      
      通过结合这些元素,公用事业公司可以预先计划升级,以适应预期电网互连项目的预期增长,或者可能确定其他分布式能源系统可以解决预期影响的情况。公用事业公司还可以利用这些信息,将太阳能发电和能源储存等分布式发电(DER)引导到无缝连接最佳的电网区域,并为电网提供最大的效益。而且他们可以为批准拟议的项目提供网格,而不需要昂贵的个性化学习。
      
      综合配送计划的五个步骤
      
      美国其他各州正在迎头赶上,部分归功于美国州际可再生能源理事会(IREC)在IDP方法的思想领先的发展,基于在夏威夷率先提出的“主动方法”。加利福尼亚州、纽约州和明尼苏达州已经将一些版本的综合分配系统规划纳入其正在进行的电网现代化进程中。马萨诸塞州也在朝着这个方向发展,旨在研究如何战略性和经济有效地将分布式发电(DER)集成到电网中。马里兰州公用事业委员会把分配制度的规划作为其在该州电网现代化进程开始时征求公众意见的一个关键议题。
      
      由于各州采取积极的计划,他们将需要面对成本分配问题:例如,是否将升级成本仅分配给分布式发电(DER),可能是通过设定费用,或将成本分摊到分布式发电(DER)和其他纳税人从这些资本改善中受益。
      
      关于电网互连,IDP提供了一条超越各州所采用的快速筛选和补充审查流程的路线,作为简化互连流程的第一步。这些州已经认识到,对于希望互连到电网的每个项目进行详细的研究对于申请人和公用事业来说都是非常昂贵和耗时的。为了克服这个市场障碍,大多数州在互连过程中使用渗透和其他技术屏障作为看门人,绿色照明通过这些屏幕互连到电网的项目,并且将没有通过屏幕的项目发送到单独的队列中以供额外的审查。
      
      在像加利福尼亚州,马萨诸塞州和夏威夷州这样的领先的联邦州,如果一个项目没有通过最初的保守筛选,就会进入“补充审查”,在此期间,电力公司将决定项目是否将总发电量推到最低负荷的100%以上,其他关于电力质量和可靠性的技术屏幕上。如果通过,项目可以不经过详细研究而互连。否则,需要详细的研究。美国越来越多的州(其中包括爱荷华州,伊利诺伊州和俄亥俄州),正在采取类似的补充审查程序,补充审查也是美国联邦能源管理委员会的小型发电机互联程序的一部分。
      
      虽然快速跟踪和补充审查具有实际的成本和时间效益,但它们也有固有的局限性。具体而言,渗透屏幕往往是保守的,并提供有限的实际指导当地的配电系统,以适应特定的建议发电机在特定的互连点的实际能力。甚至在进行补充评估的情况下,研究过程仍然是被动的,公用事业公司一直在等待,直到一个项目试图与电网互连,以确定电路适应新一代的能力。
      
      最终,补充审查只是对互联过程如何在一个客户既是能源消费者又是生产者的世界中进行更为根本的反思的第一步,电力越来越多地流向两个方向,客户和分布式发电(DER)提供商提供了一系列服务网格。实施IDP所设想的这种全面规划是迈向“即插即用”能源平台的下一步,该平台将高度整合可再生能源和其他分布式能源,并提供更多的客户选择。
      
      准确而有效地确定电路的承载能力是实现这种主动规划的关键,但它在技术上具有挑战性。幸运的是,有足够的资源供美国各州借鉴。电力资源研究所一直在开创一种方法。加州已经承担了比较类似于EPRI的“简化”方法和更准确但计算密集的“迭代”方法的艰苦工作。
      
      新泽西州、特拉华州、马里兰州和华盛顿特区的公用事业公司PepcoHoldings公司也开发了托管容量分析。明尼苏达州和纽约州都在研究托管能力在规划这些州的现代电网中所起的作用。在开展托管容量分析方面还有很多工作要做,美国州际可再生能源理事会(IREC)在这里提供帮助。请继续关注即将发布的美国州际可再生能源理事会(IREC)托管容量白皮书。
      
      在主机容量分析的同时,对未来电网进行积极的规划需要对各类分布式能源进行有效的预测。虽然太阳能等发电机历来在互连讨论中得到最多的关注,但能源储存技术等资源应该开始占据中心位置。特别是,能源储存规划可以帮助公用事业推迟昂贵的电路升级,并增加电网容量,以纳入新的可再生能源发电。
      
      编译:Harris