随着加州致力于在未来十年及更长时间内将大量清洁能源接入电网——这些资源对该州的气候目标和电力可靠性至关重要——专家们日益强调改革并网流程的必要性。

3月初,加州独立系统运营商(CAISO)启动了一项旨在对资源规划、输电规划及并网队列管理进行“重大而变革性改进”的倡议。当前并网队列申请积压严重,CAISO正考虑多种应对方案,例如仅在已有或规划输电容量区域接受并网申请。尽管专家认可CAISO试图减少需处理的申请数量,但部分开发商对某些提案及其具体实施方式表示担忧。

近年来,加州预测的电力资源需求显著增长。据CAISO输电规划与基础设施发展副总裁Neil Millar介绍,两年前,CAISO的输电计划基于与州监管机构的协调,预测未来十年每年新增装机容量约1000兆瓦。2022年,该数字升至每年约2700兆瓦。今年的计划基于每年约4000兆瓦的估算,而为明年计划奠定基础的草案决策则着眼于每年约7000兆瓦。

“几年间,预期开发速度逐年快速攀升……我们认为这推动了资源开发领域的激烈竞争,也导致大量竞争者涌入我们的并网流程,”Millar解释道。

专家指出,问题在于加州现行并网框架并非为当前试图接入的资源规模而设计。CAISO的Cluster 14并网申请窗口于2021年4月开放,收到前所未有的373份申请——而过去十年年均仅113份——迫使系统运营商将研究过程延长约一年。Millar表示,根据非正式调查,CAISO预计今年4月开放的Cluster 15窗口将收到至少300份申请。

“我们认为需要在资源规划、输电规划、实际采购活动与并网流程之间建立更紧密的联系和协调,”他说。

Stoel Rives律所合伙人Seth Hilton同意,并网问题对于加州未来几年及更长期内为保障电网可靠性而引入的资源而言,无疑是一项重大挑战。“随着我们向更清洁电力转型,所需采购规模意味着大量资源必须接入电网,”他补充道。

并网的不同路径

在加州,希望接入输电电网的项目需经过CAISO管理的程序,通常包括提交申请、进行并网研究,最终签署并网协议。配电层面的并网则遵循类似流程。一般而言,项目会并行推进许可审批、工程设计等其他开发阶段。

Millar指出,CAISO面临的主要挑战之一是并网申请数量的急剧增加,这导致其延长了Cluster 14申请的处理时间。在Cluster 14窗口提交的373份申请中,少数已退出,12月CAISO公布了353份申请的初步结果,其中212份希望进入下一阶段。

“这一数字也远超以往。通常申请数量较少,且申请者中进入详细第二阶段研究的比例较低。因此,加上Cluster 15的预期数量,我们的工作量较历史基准又大幅增加,”他说。

“我知道每个系统运营商都面临留住所需技术人员的挑战,当然每个发电商也渴望拥有最优秀的人才——因此这些人员需求旺盛。”

——Rob Gramlich,Grid Strategies创始人兼总裁

Grid Strategies创始人兼总裁Rob Gramlich表示,CAISO在并网方面面临的两大瓶颈是物理容量限制和人力资源处理能力。“我知道每个系统运营商都面临留住所需技术人员的挑战,当然每个发电商也渴望拥有最优秀的人才——因此这些人员需求旺盛。”此外,参与并网流程的独立方数量虽表明竞争健康,但可能使输电升级协调更加困难,Grid Strategies为系统运营商进行的一项分析指出。

Millar表示,CAISO收到的申请量不仅影响工作量,还在“全州范围竞争过热的情况下,给产生合理的并网结果带来挑战”。

并网流程与电网可靠性

鉴于加州正寻求接入大量新清洁能源资源,并网流程将继续成为这些努力的重要组成部分。“一切都在紧锣密鼓地进行,真正的噩梦是如果我们关闭燃气电厂而其他资源尚未到位,留下缺口,”Energy Innovation高级研究员Eric Gimon表示。

Cluster 14申请激增的一个主要原因是加州公用事业委员会近期的采购指令。Grid Strategies的分析指出,“关于晚间电力需求的广泛担忧以及2020年8月的轮流停电,也很可能增加了市场对新增容量的兴趣。”该论文还指出,长期来看,当前并网队列方法可能损害资源充足性目标。

“例如,如果一种容量资源类型可放置于任何地点,而另一种受位置限制且只能通过拥堵输电线路输送,那么最优系统应将位置灵活资源置于输电约束较少的区域,而将位置受限资源用于该输电线路,”论文称。然而目前,“发电项目可提议选址于任何地点,无论是否最优。”

对于开发商而言,漫长的并网流程可能带来财务损失,加州储能联盟临时执行主任Jin Noh表示——尤其是在持有场地控制权或实际土地合同方面。“因此,特别是对于试图在昂贵土地上(如城市地区)开发的项目,长期持有租约只会带来机会成本和实际成本,”Noh说。

展望与潜在解决方案

加州并非唯一面临并网队列挑战的州。劳伦斯伯克利国家实验室1月的一项研究发现,PJM互联队列中项目的平均并网成本在2020-2022年间较前两年增长了八倍。PJM在解决积压问题前,将不会审查新的并网申请直至2026年。

Gramlich表示,CAISO正在努力的一个重要方面是将资源充足性整合进输电规划。“这两者历来是独立流程,但不能再分离,因为当可再生能源渗透率达到一定水平时,需要来自不同地点、不同时间运行的资源来实现资源充足性,而整合这些资源的唯一途径是通过输电。”他说,美国每个地区可能最终都需要解决这一动态问题,“但加州可能是唯一必须立即行动的地区,因为该州的可再生能源渗透率已达到这一因素至关重要的程度。”

去年10月,CAISO董事会批准了一项计划,以简化并网流程并更好地管理队列。该决定旨在确保最可行、最成熟的项目在队列中享有最高优先级,并在开发商与消费者之间平衡电网升级成本责任等。

“如果CAISO将队列名额限制在与所需资源容量完全匹配的数量,则需设计一种方法,确保有足够项目建成以满足CPUC的可靠性和气候目标,并考虑项目流失率。”

——Hillary Hebert,大型太阳能协会顾问

3月初,电网运营商还启动了2023年并网流程增强倡议,分为两条轨道。第一轨道——将于5月提交董事会审议——关注Cluster 15申请时间表的即时调整。CAISO计划按原定于4月接受Cluster 15申请,但提议将部分审查流程推迟至Cluster 14项目审查结束后,可能要到2024年。

第二轨道将研究更广泛并网流程的“变革性变化”,CAISO已提出几项可能措施。例如,系统运营商可仅在存在可用输电容量(现有或规划)的区域接受或处理并网申请。此外,CAISO可考虑要求项目须持有购电协议或进入其候选名单,方可进入第二阶段研究。“这将有助于将所需升级限制在真正必要的范围内,并提供更精确的建设时间表,”CAISO表示。

Hilton指出,CAISO通过这些拟议措施试图解决的广泛问题是减少需处理的并网申请数量,但这种方法面临的挑战是“在初始阶段就挑选赢家和输家……这并非CAISO历来所为”。例如,要求项目持有PPA才能推进并网流程的想法已招致部分开发商的批评。开发商Golden State Clean Energy在9月发布的白皮书中质疑购电协议是“商业成功的标志”这一观点。

“绝对不能说商业成熟度仅由拥有PPA决定,因为有许多例子表明PPA已签署但项目从未建成,”该公司负责政府与监管事务的负责人Daniel Kim表示。

大型太阳能协会顾问Hillary Hebert在邮件声明中称:“如果CAISO将队列名额限制在与所需资源容量完全匹配的数量,则需设计一种方法,确保有足够项目建成以满足CPUC的可靠性和气候目标,并考虑项目流失率。”至于接受与规划输电容量一致的项目,“大部分规划容量的具体位置尚不明确。我们还有很多工作要做,”Hebert补充道。

Noh提出,另一个潜在解决方案是让并网客户自行承担部分流程工作。这可能涉及使用其顾问和内部员工完成部分流程,然后由ISO或公用事业公司审查并批准。“他们有自己的电气工程师,他们正努力建设安全可靠的项目——是否存在交接点和职责分担,使ISO和公用事业公司能够分担负荷?”