加州率先探索大型分布式能源并网新路径

推动大型配电系统资源（如社区太阳能和大卖场屋顶光伏阵列）并网障碍消除的努力正在加速，改革倡导者表示。

这些配电系统连接资源，尤其是1兆瓦至5兆瓦范围内的项目，可在无需重大电力系统升级的情况下，灵活满足电力需求峰值。但倡导者补充说，在现行并网实践下，增加系统承载能力的成本使许多需要系统升级的项目变得不经济。

加州公共事业委员会（CPUC）于3月24日批准的有限发电配置文件（LGP）选项，将成为针对配电系统资源的“灵活并网”创新的首个州级实施，这些创新还包括商业和工业客户自有的屋顶太阳能及太阳能加储能系统，分析师和利益相关方一致认为。

LGP选项“允许开发商在电力系统拥堵期间安排出口限制，以防止过载，”并网改革倡导组织州际可再生能源委员会（IREC）的律师、Shute, Mihaly & Weinberger律所合伙人Sky Stanfield表示。但她补充说，限发造成的损失将小于升级电力系统承载能力的成本。

包括纽约、伊利诺伊和科罗拉多在内的其他州政策制定者，正朝着针对这些大型配电系统资源的更灵活并网实践迈进。

灵活并网“预先定义”年度限发百分比，电力研究院（EPRI）分布式能源并网项目经理Nadav Enbar表示。他补充说，“核心计算”在于升级成本与在电力系统承载能力拥堵期间因计划外限发造成的发电损失相比，哪个更经济。

倡导者和分析师表示，灵活并网选项允许项目通过接受有限限发来更快并网，这有助于实现政策目标。但他们承认，美国配电系统快速变化的动态将使保护可靠性和保持开发商成本可预测性面临挑战。

并网成本

尽管缺乏验证性的并网数据来证明这一需求，但全国各地的利益相关方和分析师一致认为，轶事报告显示，针对配电系统资源的新并网选项似乎是必要的。

“随着分布式能源申请和渗透率的上升，往往会出现更多瓶颈和更长的等待时间，”IREC监管项目主任Mari Hernandez表示。她补充说，公开来源报道了缅因州、马萨诸塞州、明尼苏达州和其他州的配电系统并网积压问题。

加州公共倡导者办公室在2023年4月报告称，一项基于位置的分析显示，“更精细的LGP”将为该州电力系统增加“可观”的发电量。

美国能源部2021年《太阳能未来研究》显示，到2050年美国分布式太阳能潜力高达200吉瓦，但并未就并网问题得出结论，国家可再生能源实验室（NREL）可再生能源政策与市场分析经理Jeffrey Cook承认。

简化并网选项必要性的最佳证据来自项目开发商。

“在纽约，配电升级成本通常使开发商成本翻倍，”Nexamp电网整合战略与政策总监Benjamin Piiru报告称，有些成本“增加高达六倍”。他补充说，如果没有伊利诺伊州的灵活并网试点，“我们可能会放弃一个项目，而不是支付5000万美元的升级费用。”

加州输电系统并网申请的庞大积压已影响配电系统项目并网，Forefront Power市场开发高级经理Victoria Moroney补充道。因此，绝大多数1兆瓦至5兆瓦的项目被推迟，LGP“可以成为可行的替代方案”，她说。

公用事业公司和倡导者表示，LGP选项将很复杂，且只有依靠加州投资者拥有的公用事业公司多年来绘制配电系统地图的工作才可能实现。

有限发电配置文件

IREC的Stanfield表示，LGP允许开发商在预期其所在位置出现拥堵时，自愿安排减少项目发电，而不是支付扩容费用。

LGP之所以可能，是因为加州投资者拥有的公用事业公司每月更新的、基于位置的配电系统托管容量分析地图，Stanfield说。

利用这些地图，加州分布式能源供应商“将首次在美国”有机会通过“基于系统状况提出出口计划”来消除支付扩容费用的要求，Stanfield说。

“公用事业公司需要保证必要的功率控制技术能够维持开发商的承诺，”Stanfield承认。CPUC命令将LGP实施推迟到“分布式能源功率控制系统根据保险商实验室（UL）标准3141认证后九个月”，她补充道。

Stanfield补充说，随着LGP调度增多，系统负荷和供应的变化可能导致新的拥堵点。CPUC通过允许公用事业公司在出现“持续负荷下降”时在LGP计划之外削减项目发电来解决这个问题。

CPUC命令允许发电项目业主每天安排两个时段，将其发电量降至其容量的100%以下——基于特定并网点配电系统容量的模式。如果每月更改，这将为项目创造最多24次发电变更。

南加州爱迪生公司（Southern California Edison）认为LGP有助于实现清洁能源目标和保护可靠性，但增加了“运营复杂性”，该公用事业公司发言人Jeffrey Monford表示。他补充说，CPUC要求的特殊负荷损失削减、UL硬件认证和有限调度变更将确保可靠性。

但公用事业公司“仍需要开发系统和运营实践来实施LGP”，这一复杂实施将需要“清晰及时”的CPUC指导，Monford说。

Nexamp的Piiru表示，加州的LGP规则“是迈向灵活并网的重要第一步”，并且“可能改变游戏规则，因为它允许对项目的财务可行性进行精细计算”。但他补充说，在设定每年特定最大限发百分比的更灵活并网规则下，开发商的决策“可能更容易”。

开发商、公用事业公司和分析师表示，更灵活的并网规则已经在推进中。

更多灵活性

大多数利益相关方同意，及时且成本效益高的并网可以通过给开发商更大利益和公用事业更多控制的方式实现。

“灵活并网是一系列方法，可能并非总是正确选择，但确实扩大了项目开发商的选择，”社区太阳能接入联盟（Coalition for Community Solar Access）并网与电网整合政策高级总监Samantha Weaver表示。

加州的LGP是“频谱的一端”，而纽约、伊利诺伊和其他州正在试点“频谱另一端”的更灵活方法，Weaver说。

Weaver继续说，灵活并网要求公用事业公司拥有先进的通信和分布式能源管理系统（DERMS），“以处理计划外但有上限的限发”。对于这些方法，电价、限发规则和上限将很重要。

联邦爱迪生公司（Commonwealth Edison）的灵活并网试点“成功实现了6.75兆瓦的太阳能容量”，在2022年七个月内仅有17个限发事件日，该公用事业公司发言人David O'Dowd报告。他补充说，试点表明“限发事件和持续时间并非广泛可预测”，安排它们“将导致不必要的限发”。

IREC的Hernandez表示，DERMS管理的灵活并网也很有价值，因为大多数州的托管容量分析（包括纽约和伊利诺伊州）不足以用于并网。她补充说，需要制定国家标准，以规定数据报告的频率以及如何验证数据报告以用于并网决策。

Nexamp的Piiru表示，升级成本分摊也可以在试点中测试。当多个项目并网到同一馈线且需要升级时，“所有开发商，而不仅仅是最后一个申请者，可以分摊成本”，他补充道。

Xcel Energy的灵活并网试点预期了科罗拉多州参议院法案24-218，该法案呼吁该州监管机构和利益相关方“现代化能源配电系统”，其主要发起人、民主党州参议员Chris Hansen表示。该法案于5月22日由民主党州长Jared Polis签署。

Xcel发言人Kevin Coss报告，该公用事业公司正在审查现有政策并收集利益相关方反馈。他补充说，将在“未来六个月内”最终确定“小规模示范试点”计划，以评估“更广泛部署所需的政策和技术考虑”。

“灵活并网是一种工具，”参议员Hansen说。“随着科罗拉多州限发增加，它给项目开发商激励，增加储能选项，以在高峰需求时段（不限发时）提高发电利用率，这增加了项目对系统以及DER建设者和所有者的价值，”他补充道。

最终，需要新技术来解决灵活并网方法中的潜在复杂性，Hansen、Xcel和其他人同意。

尚待解决的问题

在某些条件下适用于并网的解决方案，在其他条件下可能成为并网的障碍。

“电力系统运行的动态使精确的限发预测变得困难，”EPRI的Enbar说。“即使开发商在不受限制的位置并网并允许全量出口，其他并网项目最终可能耗尽该馈线的容量，并要求开发商支付升级费用，”他补充道。

但开发商之间的升级成本分摊“不是简单的问题，因为他们的收入将被修改，”Enbar说。“灵活并网可以作为有效的过渡措施，同时建设升级并解决成本分摊问题，”他说。

定义“灵活并网限发与需求响应等电网服务项目限发之间的区别”也至关重要，太平洋西北国家实验室电力基础设施与建筑部门首席研究员兼项目经理Karyn Boenker表示。

“拥有灵活并网协议的开发商可能面临限发和财务损失，而保护系统可靠性的需求响应项目是自愿且有补偿的，”Boenker说。政策制定者必须决定“如何区分补偿”，监管机构必须决定“由费率支付者还是开发商支付”所需新技术的费用，她补充道。

但依赖系统升级的“当前规范”“消除了潜在创新”，NREL的Cook说。“并网流程可以定制，最佳实践将因DER渗透水平、公用事业、客户和开发商特征与偏好、电力系统属性以及其他因素而异，”他补充道。

“可能会有复杂的难题需要解决，但简化的配电系统并网可以节省数十亿美元、减少排放并大幅提高可靠性，”科罗拉多州参议员Hansen回应道。