电气化水平提升要求对分布式能源与集中式资源进行综合规划的重大转变：Xcel副总裁
公用事业公司和分析师一致认为，要经济高效地实现清洁能源政策目标，需要将越来越多的分布式能源（DER）整合到整体系统规划战略中。
许多利益相关方表示，新的数据分析表明，电力系统规划者可以经济且可靠地利用客户拥有的DER来满足用电高峰需求，而无需依赖化石燃料或基础设施升级。而联邦能源监管委员会 第2222号令要求将DER纳入批发市场，这使得规划DER的发展变得至关重要，他们也同意这一点。
但分析师和利益相关方表示，有效的配电系统规划（DSP）以及将其分析见解融入综合电力规划仍存在障碍。
Xcel Energy高级副总裁、系统战略与首席规划官Alice Jackson表示：“规划的准确性取决于数据输入的质量”，而当今的电力系统规划工具无法应对当前资源结构向更清洁、更分布式能源转型所带来的“呈指数级增长的复杂数据集”。通往“经济可靠电力之路的黄金大道”是“能够 整合配电系统和输电网规划的新技术”，她补充道。
数据分析专业公司Kevala的电网规划总监Julieta Giraldez补充说，如果像公用事业公司目前那样“响应客户的并网请求”，传统基础设施“无法以足够快的速度建设来满足即将到来的电气化负荷”。 Kevala。“主动且协调”的配电系统和输电网规划是必要的，“因为 两者缺一不可，无法单独高效运作”，她补充道。
但利益相关者表示，应对新的规划复杂性仍面临严峻挑战。 先进的数据分析 和建模技术必须更广泛地应用于规划，以洞察客户对分布式能源资源的采用和使用情况，公用事业公司和分析师表示。他们还补充说，必须让公用事业公司和系统运营商相信，概率数据能够可靠地为新的综合配电和输配电系统规划范式提供信息。
新的配电系统规划
“消费者需求和期望的巨大转变”使得配电系统规划的创新解决方案成为必要，根据 2022年11月发布的一份关于当前公用事业规划实践的评估报告 ，该报告来自美国国家可再生能源实验室（NREL）。
电气化负荷正迫使人们对配电系统规划“进行重新思考”，“并需要将分布式能源资源纳入负荷管理”，NREL研究员、该论文的主要作者Jeremy Keen表示。
NREL报告指出，通过更好的配电系统规划实践，公用事业公司能够识别出应对“未来负荷增长在规模、位置和时间上的不确定性”的“具有成本效益的解决方案”。NREL补充说，更好的实践包括“更精细的建模和预测、对输配电系统交互的更深入建模，以及对不确定性和风险的改进建模”。
根据 美国能源部电网现代化实验室联盟2022年6月的一份报告，26个州要求实施配电系统规划的某些版本。而根据最新的北卡罗来纳清洁能源技术中心（NCCETC）数据，2023年第二季度有22个州审议了新的或修订的配电系统规划政策。 电网现代化政策更新.
美国能源部2020年配电系统规划倡议 基恩表示，这“是一个更系统化规划流程的范例，该流程始于识别公用事业公司的价值观和目标”，并最终导向“最具成本效益的投资”。
配电系统数据专家Utilidata的首席技术官玛丽莎·哈蒙表示，规划创新之所以必要，是因为电气化“可能导致配电系统负荷呈指数级增长，使其成为约束可靠性的关键因素”。
NREL论文合著者、Kevala公司的吉拉尔德斯补充道，满足这些新增负荷将需要“超细粒度的位置和时间维度分布式能源数据分析”，以支持从客户层面自下而上的规划。
但明尼苏达州公用事业委员会的专员马特·舒格表示，借助先进的分析工具实现更好的分布式能源预测，“分布式能源的灵活性可用于帮助满足系统可靠性需求”。 在该委员会的领导下，Xcel明尼苏达公司“正在规划分布式能源的大幅增长”，并且“正在提升建模精度以应对即将到来的电气化负荷”，他补充道。
舒格表示，大规模系统综合资源规划（IRP）“已不再足够”，因为可变可再生能源和动态配电系统负荷“使得全年8760小时的可靠性都面临挑战”。他还补充说，FERC第2222号令将加速在配电和大规模系统规划中纳入分布式能源的需求。
利益相关者一致认为，第2222号令推动的分布式能源融入有组织的电力市场将把规划推进到更高层次。
FERC 第2222号令
FERC 第2222号令旨在消除分布式能源参与区域系统“有组织的容量、能源和辅助服务市场”的障碍，据 委员会的一份情况说明书所述。
对于许多从事配电系统规划工作的公用事业公司而言，第2222号令仍“处于幕后”，环境法律与政策中心高级律师布拉德利·克莱因表示。但新的规划方法可以帮助州监管机构判断 分布式能源的增长是否将使电力系统受益 ，以及 为管理分布式能源增长而采用技术所增加的纳税人成本 是否值得这些收益，他补充道。
配电系统 技术“能够 协调 数百万个节点处的 电子流动 ，但需要 对 百年电力系统的 整体 视角 来 审视 转型行动是必要的，”杜肯电力公司y 先进电网系统与电网现代化部门总监 伊丽莎白·库克. “联邦能源监管委员会（FERC） 第2222号令强调了 对 综合规划 方法的需求，以应对整个电力系统的 解决方案，”她说道。
通过推动 配电系统规划（DSP）与综合资源规划（IRP）的整合，“第2222号令可能对更大的市场基本面及其驱动因素产生重大影响”，并“改变聚合分布式能源（DER）的经济性”，波特兰通用电气公司首席规划与战略分析师、NREL论文撰稿人安迪·艾登补充道。
公用事业公司已在为 分布式能源管理系统（DERMS）提出资本支出计划，“这将提高配电系统的可视性”，Kevala公司的吉拉尔德斯补充道。但DERMS无法提供遵守第2222号令所需的能力，如主动的场所级行为分析以及客户DER采用建模，以制定时间和地点预测，”她表示。
Xcel公司正在整合使能技术，以提高控制室智能化和故障管理能力，杰克逊表示。但她同意吉拉尔德斯的观点，即DERMS技术尚无法满足第2222号令的所有规划要求。
由于第2222号令，中大陆独立系统运营商（MISO）“认识到必须提高对DER的可视性，以预测负荷将出现在何处以及需要哪些可靠性资源”，专员舒尔格表示。但他补充说，MISO发现技术整合需求“要求将其第2222号令实施计划中部署DER监控系统的目标推迟至2029年”。
舒格表示，MISO的延迟“不太可能干扰明尼苏达州的工作”，即整合配电和输配电系统规划。“但MISO若能尽快落实这些系统将受益，因为分布式能源（DER）的渗透率持续增长，”他补充道。
利益相关方普遍认为，将综合资源规划（IRP）与配电系统规划（DSP）整合是实现规划工作的关键下一步。
整合的益处
超过35个州要求电力供应商提交综合资源规划（IRP）或等效的规划文件，尽管要求因供应商的“类型、规模和商业模式”而异，根据 美国能源部太平洋西北国家实验室2021年3月的报告.
在2023年第二季度处理IRP政策的19个州中，杜克能源卡罗来纳公司的综合系统与运营计划（ISOP）是测试整合DSP与IRP规划价值的最具创新性的案例之一，NCCETC政策与市场副主任奥顿·普劳德洛夫表示。
累计公用事业资本支出提案“每年超过1000亿美元”应考虑全方位的成本效益型灵活清洁能源投资选项，报告指出， 2021年综合规划蓝图 由15个州的全国公用事业监管专员协会与全国州能源官员协会联合工作组制定。
报告补充说，对全系统规划流程进行“更全面的分析”可以提高可靠性、优化资源利用、避免不必要的成本并支持政策制定。
2022年4月明尼苏达州委员会 命令 舒尔格专员表示，Xcel Energy之所以需要更好地协调其IRP与DSP，是因为明尼苏达州“分布式能源资源增长显著”，且“综合规划是未来资源组合关键决策的制定之处”。
该命令报告称，包括消费者和太阳能倡导者在内的多个明尼苏达州利益相关方一致认为，Xcel当前的DSP与该公用事业公司的输配电系统规划不一致。但报告补充说，改进后的DSP流程将扩大“资源规划中需要分析的选项”。
综合规划能够更“全面、公平地评估所有能源资源”，并提供“对整合分布式能源资源和非传统解决方案的运营影响及效益的稳健分析”， 2023年6月NREL的一份分析报告 在对杜克能源ISOP框架的评估中如此指出。
杜克能源综合优化总监迈克·里布表示，杜克能源卡罗莱纳州的规划团队正在“取得重大进展”，以提高对配电系统资源未来影响的可见性。他补充说，目标是“帮助在电路层面管理运营”，并“为系统层面的资源需求提供信息依据”。
但NREL关于杜克能源ISOP的论文总结道，目前尚无法确定一套配电系统投资组合“能否平衡成本、风险和可靠性等相互竞争的目标”。NREL补充说，这一分析对规划人员而言是“一个新兴挑战”。
许多公用事业公司已认识到这一挑战，部分公司正在积极应对。
寻求数据的公用事业公司
致力于综合电力系统资源规划的公用事业面临重大障碍，但有解决方案，部分利益相关者表示。
“如今，大宗和配电系统的负荷与资源正变得越来越相互交织，”Xcel的杰克逊表示。随着客户对电力依赖的日益增长，这种交织将需要“向综合规划的重大转变”以及“优化可控、灵活、可靠的分布式能源”，她补充道。
然而，杰克逊承认，对于“动态且不断变化的配电系统”，在“能够优化规划的工具方面存在缺口”。她补充说，整合规划就像“用技术、成本效益和可靠性问题铺设一条通往未来的黄砖路，其中许多砖块仍有待落实”，但“铺设这条路将真正具有变革性”。
问题不在于分布式能源是否将在满足负荷方面发挥关键作用， 而 在于“何时、何地以及 哪些资产 对公用事业和客户而言最具成本效益，”Duquesne的库克表示赞同。“答案 解决方案 不再是更多的系统硬件，而是 规划如何 智能地 管理 数以 百万计的 分布式能源节点，实现近实时运作 ，通过利用新的 计算能力 和新近 可获取的 数据进行建模，她说。
不信任新规划模型的公用事业公司“可能会保持自满”，因为它们看不到配电系统分析投资的 明智之处，库克说。但在综合系统规划中使用潮流分析的公司“可以 通过增强认知 改变世界” 视角 ，实现最优投资，她补充道。
波特兰通用电气公司预计其辖区内分布式能源将呈几何级增长，因此“近期整合了规划职能以简化决策流程”，首席规划与战略分析师艾登表示。DSP和IRP团队“目前正紧密合作，在一位主管的领导下，致力于融合两个规划部门的建模，以做出最优资源决策”，艾登补充道。
但合并DSP和IRP会扩大规划流程，并非所有利益相关者都欢迎由此带来的挑战。
重大规划难题
一些利益相关者认为，将DSP与IRP整合会给本就复杂的未来资源组合规划过程增添不必要的复杂性。
整合规划“并非解决方案”，因为其成本过高且耗时过长，电池和发电机供应商Generac的市场与项目副总裁乔什·基林表示。“规划可以在社区层面进行，系统运营商可以制定规则来鼓励市场解决方案，”他补充道。
但“输电线路需要10年才能建成，而即将到来的电气化负荷将更早地制约运营”，Kevala公司的吉拉尔德斯反驳道。采用“多目标规划分析”的综合规划 以及客户级数据可以通过将DER采用预测与系统整体负荷和供电预测联系起来，弥合时间差距，”她补充道。
更好的DSP和集成的DSP-IRP流程“随着需求峰值成为可靠性问题将变得更加重要，”独立顾问Chris Villarreal表示同意，他曾是加利福尼亚州和明尼苏达州公用事业委员会的工作人员。但监管障碍“需要数年时间才能解决，因为新方法必须通过繁琐的立法和监管程序来实施，”他补充道。
一个关键的监管障碍是“基础设施的资本支出为公用事业带来受监管的回报，但利用聚合DER来推迟这些支出会降低回报，”监管援助项目负责人Carl Linvill表示，他曾是内华达州公用事业专员。另一个障碍是公用事业和监管机构对数据分析能否证明聚合DER可靠性的怀疑，”他补充道。
“因此，实现 全面电力规划 的步骤是，首先获取细粒度、透明的系统数据，然后利用这些数据验证DER的可靠性，”Linvill补充道。