ERCOT的“连接与管理”模式能否加速并降低电网互联成本？

在一项里程碑式的决定中，美国联邦能源监管委员会（FERC）于7月下令输电供应商修订其互联规则，以帮助缓解发电商和储能开发商提出的接入电网请求的大量积压。

虽然新要求被视为一项重大改进， 美国能源部 和其他机构已经在研究改进互联流程的可能后续步骤，包括德克萨斯州电力可靠性委员会（ERCOT）使用的“连接与管理”互联流程。

在她对FERC互联规则的 同意意见中，专员艾莉森·克莱门茨指出，“连接与管理”可作为互联纯能源资源的潜在模板。这也是 《超越FERC 2023号令：关于深度互联改革的思考》白皮书的焦点，该白皮书由杜克大学博士生、Cypress Creek Renewables前开发副总裁泰勒·诺里斯于八月发布。

FERC代理主席威利·菲利普斯的资深输电法律顾问卡琳·赫茨菲尔德在11月2日由WIRES（一家服务于公用事业、电网运营商和输电领域其他公司的行业组织）主办的会议上表示，“连接与管理”在FERC未来的任何互联行动中“当然值得探索”。

什么是“连接与管理”？

ERCOT是美国唯一采用“连接与管理”模式的电网运营商。这家德克萨斯州的电网运营商将其互联请求研究重点放在项目接入电网所需的本地升级上。与美国其他地区相比，它不审查更广泛的电网升级需求。ERCOT通过市场重新调度和削减出力来管理新发电机组可能导致的电网瓶颈。

ERCOT拥有约85吉瓦的峰值负荷，属于中等规模的电网运营商，但在过去两年中，其在发电机组并网数量方面领先于美国所有电网运营商和输电供应商。

根据标普全球的数据，ERCOT在2021年和2022年新增并网14.2吉瓦，而美国最大的电网运营商PJM互联电网在这两年间新增并网5.6吉瓦。

诺里斯表示，与美国其他地区相比，ERCOT的做法使得发电机组能够以更快、更高效、成本更低的方式并网。他说，该电网运营商利用拥堵数据，依靠输电规划流程来确定所需的输电升级。

据诺里斯称，在ERCOT，互联客户会利用电网运营商进行的研究来评估其削减出力风险。

“然后他们决定是否继续，如果继续，他们将承担这种（削减出力）风险，”诺里斯说。“当然，我们看到许多发电商决定他们可以承担这种风险。”

诺里斯在其白皮书中表示，2022年，ERCOT削减了约9%的公用事业规模太阳能发电量和5%的风力发电量。

除了不需要可能扼杀计划项目的昂贵电网升级外，ERCOT的互联流程也比其他地区更快。

据Pine Gate Renewables市场设计总监弗兰克·斯维贡斯基称，ERCOT的互联流程可能在一到两年内完成。

“我们是‘连接与管理’模式的忠实拥护者，”他说，并补充说互联问题是公司的“头号项目杀手”。

据Enel北美输电总监马里奥·海登称，在ERCOT完成互联流程并将项目投入运行大约需要3.5年，而其他地区则需要六年或更长时间，其中PJM和西南电力库（SPP）耗时最长。

“在ERCOT，这几乎是即插即用的，”他说。

Enel在ERCOT拥有3.3吉瓦的风能和太阳能装机容量，以及520兆瓦的储能容量，可在再充电前提供780兆瓦时的电力。该公司正在ERCOT（覆盖德克萨斯州大部分地区）建设1.8吉瓦的太阳能和823兆瓦/1,234兆瓦时的公用事业规模储能。

投资与连接

在ERCOT之外，输电业主和电网运营商采用“投资与连接”的互联框架。他们通常研究“网络资源互联服务”（NRIS）的互联请求，以确定在压力条件下是否需要广泛的输电升级，以便可靠地将计划中的发电厂和储能设施以满负荷状态接入电网。然后，发电商支付所需的任何电网升级费用，这些升级在其并网之前完成。

根据劳伦斯伯克利国家实验室的 一份六月报告 ，这一过程变得更加漫长和昂贵。伯克利实验室的研究人员在 一份一月报告.

互联流程的速度对资源充足性有影响，斯维贡斯基表示。例如，在PJM，互联流程严重滞后，发电商将难以对其容量市场中的价格信号做出反应。

“如果今天（基于上涨的容量价格）试图开始建造一座新电厂，至少需要五年时间才能投入运营，”斯维贡斯基说。

来自ERCOT的经验教训

诺里斯认为，ERCOT为美国其他地区的互联改革提供了经验。

“ERCOT的互联表现表明，限制较少的研究方法和更多地使用实时拥堵管理，可以更有效地利用有限的输电容量，”他说。“目标是找出如何改进纯能源和快速通道选项，并减少对互联研究过程来识别和资助电网升级的依赖。”

鉴于ERCOT的特点——它是一个纯能源、单一州的市场，没有针对互联成本的广泛成本分摊——将德克萨斯州的框架直接转移到其他市场是困难的，Enel的海登表示。

诺里斯表示，一个潜在的选择是加强FERC的要求，即输电供应商为纯能源资源提供“能源资源互联服务”（ERIS），该服务不要求在电网压力条件下的完全可输送性。他说，如果项目符合ERIS资格，其潜在的电网升级成本可能远低于开发商寻求NRIS互联的成本。然而，发电商面临削减出力的风险。

克莱门茨在对FERC互联规则的同意意见中表示，ERCOT可以为ERIS互联提供模板。她说，简化ERIS互联评估可以让输电供应商将其研究资源集中在少数寻求NRIS的请求上。

诺里斯在白皮书中指出，一些改革方案包括分两步研究集群互联请求：首先是ERIS请求，然后是NRIS请求。他说，输电供应商可以不用潮流来研究ERIS请求，而是使用“安全约束经济调度”来研究，这可以确定削减出力是否能处理项目引起的电网约束。

诺里斯表示，总的来说，如果纯能源和其他快速通道互联选项变得更具吸引力，可能会减少寻求NRIS的项目数量，从而广泛提高互联研究过程的效率和成功率。

运营与规划方面的担忧

然而，SPP电网资产利用高级总监凯西·凯西表示，“连接与管理”方法引发了运营和规划方面的问题。

凯西表示，在运营方面，用于管理“连接与管理”资源的市场无法评估电压稳定、暂态稳定、短路挑战和临界切除时间挑战等运行问题。

“当你谈论‘连接与管理’的概念时，整个电气工程领域的问题仍需解决，”他说。

此外，“连接与管理”需要与输电规划改革相结合，评估未来的输电需求，以确保电网规划者“关注与最佳处理所有这些（发电商互联）请求所需的稳健输电解决方案”，凯西说。

凯西表示，“连接与管理”的目标通常是为了更快地将电力供应接入电网。但根据凯西的说法，如果电网运营商在发电商互联过程中没有识别输电升级需求，而最终需要更多输电线路，电厂业主可能会面临严重的削减出力，直到更多输电线路建成，这可能需要数年时间。

“那么问题来了，我们到底做了什么？”他说。