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观察 | 分布式能源“入市”设计

作者: | 发布日期: 2023 年 08 月 15 日 9:40 | 分类: 产业资讯

2022年,德国安装的屋顶光伏和户用储能系统数量比前一年增加了52%。相关机构调研显示,四分之三的德国人会考虑安装屋顶光伏。

根据伍德麦肯兹(Wood Mackenzie)发布的报告《2023年美国分布式能源资源展望》,预计从2022年到2027年,美国分布式能源资源的市场容量将翻一番,每年的资本支出将达到680亿美元。

俄乌冲突开始后,煤炭、天然气一次能源价格大涨,多个国家和地区电力供应偏紧,终端电力价格走高,加上电动汽车的推广,安装分布式光伏、储能等设备能够显著节省用电成本。作为补充电源,用户对分布式能源的需求明显增加。而分布式能源规模不断扩大,给电网带来的压力也越发明显。

在早前举办的“中德分布式可再生能源国际研讨会”上,德国能源署(DENA)政策与战略部首席专家蒂姆·曼奈尔(Tim Mennel)博士指出,目前出现的问题可以通过加强配电网建设来解决,包括新增线路和变压器增容等,但这不是最佳的方案,未来还需要寻找更好的方法。他提到加强智能电网应用及建设分布式储能是可能的解决方案,这与我国部分省区目前采取的规范分布式发展的政策思路有相似之处。

为了促进分布式能源可持续发展,同时更好地发挥系统调节作用,多国正在探寻其与电力批发市场的交互方式。本文选取了美国的新能源“优等生”加利福尼亚州和较早允许分布式能源进入电力批发市场的纽约州,向读者介绍分布式能源余电上网定价方式的演变,以及分布式能源参与电力批发市场交易相关规则的一种设计思路。

净计费取代净计量模式

本刊此前报道过,美国加利福尼亚州太阳能新政净计量模式(Net Energy Metering,NEM)3.0版本正式生效,新政将大幅降低加州屋顶光伏用户余电上网的费率水平。

净计量模式指的是电力公司和拥有屋顶光伏的用户之间的一种计费方式。在这种模式下,当光伏发出的电量超过用户用电量时,用户就可以向电网输送多余电量从而获得“信用值”(Credit),这些“信用值”可以用来抵消其在没有太阳时从电网购电的成本。

为发展可再生能源,1996年,加州实施了NEM1.0政策,允许户用光伏余电上网,并以净计量模式作为光伏用户与加州电力公司结算的标准。2016—2017年,加州调整净计量电价政策,即NEM2.0版本,余电上网电价约等于零售电价。而在NEM3.0政策下,净计费模式将取代净计量模式,余电上网费率将基于批发侧能够节约的成本来计算,更接近电力批发市场的价格。

做出这种调整背后的逻辑是,电力公司负责为所有接入电网的用户提供可靠、安全及可负担的电力,对上网的余电实际提供了“储存”或“转运”等服务,这意味着没有安装屋顶光伏的用户实际上分摊了屋顶光伏用户额外产生的上述成本。更重要的是,没有安装屋顶光伏或储能设备的用户往往也是低收入用户,他们在经济上没有能力负担安装分布式能源的费用,这会影响终端用户用能的公平性。

在电力公司看来,新政有助于鼓励屋顶光伏用户按需加装储能,节省高峰期向电力公司购电的成本。

据加州太阳能与储能协会(CALSSA)预计,新政之下的户用光伏余量上网平均电价将从平均30美分/千瓦时降至8美分/千瓦时,下降近75%。

但有分析机构认为,对于美国整体的户用需求而言,考虑到《通胀削减法案》(Inflation Reduction Act)对光伏制造的优渥补助,未来光伏组件成本可能会进一步下降,短期内加州市场增速可能放缓,但户用光伏在其他州仍有相当大的吸引力。

允许分布式参与电力批发市场

2020年9月17日,美国联邦能源管理委员会(FERC)发布了第2222号法令(Order No.2222),要求美国各个独立系统运营商(ISO)和区域输电运营商(RTO)根据各自情况,为分布式能源参与电力批发市场制定规则。

FERC认为,此前的规则对分布式能源参与电力市场多有限制,造成竞争不充分,费率不够公平合理。在2222号法令中,FERC对分布式能源参与电力市场主要提出了两方面的要求:一是要求RTO/ISO因地制宜,对分布式能源参与电力市场进行规则设计;二是要求RTO/ISO对分布式能源的计量、监测等技术方面设置相关规定,满足一定的硬件、软件要求。具体内容包括,明确了分布式能源参与市场的最低准入容量为100千瓦,每个电力市场应允许每个分布式能源聚合商注册,当聚合商技术能力符合电力批发市场服务要求时,公平参与市场竞争;各个市场应充分考虑分布式能源在系统中的位置,调整节点,促使其聚合参与市场;建立计量、遥测等硬件、软件相关规则,支持分布式聚合商安全接入电网。

第2222号法令并没有要求RTO/ISO对分布式能源聚合商的最大规模做出强制规定,但一些RTO/ISO认为这是有必要的,能够让调度机构更好地掌握聚合商的信息并进行调控。

此外,法令允许分布式能源聚合商在没有因提供同样的系统服务而重复获利的前提下,同时参与电力批发市场和电力零售市场。

以纽约州电力市场(NYISO)为例,该市场于2021年10月完成了2222号法令要求的市场规则调整,并于2022年年底开始执行。

纽约州对分布式能源参与电能量市场、电力辅助服务市场、电力零售市场及位置节点分别做出了规定。其中,在电力辅助服务市场中,分布式能源仅可提供备用服务,不能提供调压服务,同时要求分布式聚合商平台上的所有单个资源都能够满足要求时,才能参与辅助服务市场;对于电力零售市场,纽约州将与配电商协商确定分布式能源可以同时参与的交易品种。

纽约州要求分布式能源必须处于单个输电节点后,目前已根据系统拓扑、输电阻塞及配电设施的面积等因素为分布式能源确定了115个输电节点。计量方面,纽约州要求每一个分布式能源原则上都安装能够每隔6秒传送数据的遥测系统。

睿博能源智库此前总结认为,在设计市场规则时,要平等对待所有资源和技术,使其得到公平的补偿,具体体现在制定公平明确的市场准入原则,消除或降低现货市场对虚拟电厂的最低容量限制。定价方式方面,实施节点定价,使价格更好地反映电网中不同位置的实时情况,让电力现货市场产生的节点价格引导分布式能源的投资。同时鼓励分布式能源参与绿色证书交易、绿色电力交易和碳排放交易,以体现其环境价值。

来源:南方能源观察

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