高电价阻碍了公用事业公司为管理不断上升的分布式能源水平而进行的关键但成本高昂的技术投资

清洁能源转型使得分布式能源资源（DER）如何融入未来能源结构的问题尤为紧迫，公用事业公司和DER倡导者对此表示认同。

屋顶太阳能、电池、电动汽车以及灵活工业和建筑负荷（如智能热水器和热泵）等DER的技术潜力，在100%清洁能源结构中可能“发挥重要作用”， 美国能源部8月的一项研究发现.

Xcel Energy科罗拉多州总裁Robert Kenney同意，只要对DER有足够的“配电系统可见性和控制”，它们就能“帮助维护系统可靠性和韧性”。但他补充说，“管理这些资源的新技术成本 威胁到电费的可负担性，并减缓了部署速度，因为监管机构和公用事业公司面临着平衡利益相关者关切的责任。” 威胁到电费的可负担性，并减缓了部署速度，因为监管机构和公用事业公司面临着平衡利益相关者关切的责任。”

将高比例的DER整合到电力系统运行中，最终需要对以下技术进行大量投资，例如 高级配电管理系统（ADMS）和分布式能源资源管理系统（DERMS），公用事业代表和DER倡导者对此表示认可。问题在于这些投资如何进行以及何时进行。

交通和建筑电气化、大宗系统资源输送的制约以及消费者需求“要求解决DER增长问题”，Generac副总裁、市场与项目负责人Josh Keeling（前波特兰通用电气高管）表示。但他指出，分阶段部署管理这些资源的技术“可以降低其成本和负担，并长期惠及客户和电力系统”。

据一组分布式能源（DER）分析师称，“国家倡议”和利益相关方对话可以为分阶段整合DER构建框架，以保护客户的负担能力和可靠性。 近期论文 公用事业公司表示，但倡导者低估了投资配电系统态势感知以管理DER的紧迫性，以及国家分散的监管管辖区在批准这些投资方面的局限性。

DER框架

根据 2022年1月 和 8月 的论文，来自 能源系统集成集团（ESIG）DER工作组，该工作组是 这一专注于对电力系统未来进行独立分析的非营利组织下属的一个委员会。

ESIG表示，该倡议的目标是为利益相关方提供“共同词汇、框架和愿景”，从而形成近期的“最小遗憾策略”，并就客户自有资源整合到公用事业控制的配电系统中这一长期挑战进行“结构化对话”。

拟议的工作可以建立在 美国能源部2019年配电系统研究, 联邦能源监管委员会第2222号令关于将DER整合到批发市场的工作以及 NARUC-NASEO工作组 为使DER对配电系统运营商更有用、更安全所做的努力之上，ESIG补充道。

ESIG表示，分布式能源（DER）的渗透率、监管规定和目标因监管体系、地区及技术类型而异，但分布式能源正在各地重新定义可靠性的含义。该组织补充说，一项安全且经济高效地整合分布式能源的国家级倡议，可以通过识别当前“分散的标准、术语和方法”中的共性，承认各司法管辖区的自主权，并为新的利益相关方机会创造条件。

ESIG表示，第一条路径将从对现有分布式能源整合实践的“相对较小的改动”开始。第二条路径则是利用当前最佳实践，制定新的国家标准，以“根本性变革”联邦和州监管、市场及系统规划的方式来整合分布式能源。

ESIG补充说，长期的第三条路径可能带来新的公用事业监管和商业模式。电力行业“过于多样化和复杂”，无法用单一解决方案应对，但每个司法管辖区的一个关键决策点将是 由分布式能源聚合商、负荷服务实体还是配电系统运营商 来管理和协调分布式能源与批发市场及系统的关系，ESIG表示。

该倡议可以“启动利益相关方就规划、所有权和分布式能源运营等复杂问题的对话”，GridLab项目总监兼 项目工作组负责人 Priya Sreedharan表示。当各司法管辖区从该倡议的“解决方案组合”中做出选择后，“监管机构根据该辖区的参数落实利益相关方的选择，艰巨的工作才刚刚开始，”她说。

独立顾问兼ESIG论文合著者弗雷德里克·卡尔表示，DER是“大多数大州经济中电力系统资源的一小部分，但夏威夷和加利福尼亚正在展示当渗透率上升时全国可能发生的情况”。ESIG的倡议可以让监管机构、公用事业公司和利益相关者“协调大电网和配电系统的运行”，”他说。

短期内，并网实践、DER削减规则以及公用事业公司向聚合商通报停电情况的通信“可以通过现有的软件和硬件工具加以改进”，GridLab的斯里德哈兰表示。“这是一种最小遗憾策略，因为它将重大技术投资的决定留待DER渗透率更高时再做，”她补充道。

尽管公用事业公司普遍认同DER倡导者关于潜在价值的观点，但他们并不同意ESIG关于促进DER整合以实现该价值的提议。

公用事业公司的诉求

推迟对 整合不断上升的DER渗透率所需的电网现代化技术 的投资，直到它们达到未定义的高水平，“只会导致DER增长，而不会带来更多的系统价值”，爱迪生电力研究所总法律顾问、公司秘书兼高级副总裁 清洁能源部门的艾米丽·费舍尔表示，她呼应了Xcel科罗拉多州肯尼对技术投资的呼吁。

公用事业公司需要“对分布式能源（DER）性能有更全面的态势感知”，才能获得系统效益和客户效益，南加州爱迪生公司（Southern California Edison）电网现代化政策高级经理David Castle对此表示认同。该公司是全国分布式能源渗透率领先的企业，多年来一直 就新技术支出问题与监管机构和利益相关方进行辩论。 以支持分布式能源的整合。 

Fisher表示，与其确定需要新技术的分布式能源渗透率阈值，“支持者反而将有关这些投资的问题不断往后推。这不是解决问题的有效方式，尤其是在保护可靠性的投资显然至关重要的情况下。”

ESIG合著者Kahrl回应称：“ESIG有意未定义需要更多配电系统可见性、监控和控制能力的渗透率阈值。”他表示，这将取决于各辖区自行决定的具体情况，例如由分布式能源聚合商、负荷服务实体还是配电系统运营商来管理和协调分布式能源。

Generac公司的Keeling承认，公用事业公司希望采用最佳技术来履行其可靠性责任。但他表示，“ESIG的倡议将首先对可见性和控制达成功能性定义，这可能会改变利益相关方对现有技术如何被利用以及何时需要新投资的理解。”

由Guzman Energy供电的电力供应商“发现他们已拥有足够的分布式能源可见性和控制能力来保护可靠性，”Guzman公司市场设计与整合高级顾问Steve Beuning表示， 该合作社为Holy Cross Energy及其他西部合作社供电。“充足的水平不必是完美而复杂的水平，从而避免阻碍降低客户成本，”他补充道。

新的运营模式和技术可能并非立即需要，但“现在就需要投资，以便公用事业在DER渗透率达到要求时做好准备，”EEI的Fisher回应道。她还表示，“真正的挑战在于DER的增长将由客户驱动，且绝不会以有序的方式进行。”

“这些DER可能对个别客户有价值，但在不同地点，它们对系统可靠性的益处将大不相同，”她说。“如果支持者不投资于获取这种特定地点价值的技术，那么他们关于DER具有系统价值的主张就会站不住脚，”她补充道。

公用事业需要对其系统中的DER具备态势感知能力，而随着联邦资金加速部署，这种需求将会增长， Plugged In Strategies总裁Chris Villarreal承认道，他曾任职于加利福尼亚州和明尼苏达州公用事业委员会。但ESIG国家倡议将“确定利用公用事业投资的最有效方式，”他说。

“一个能够确定特定DER最佳位置的DER整合框架在理论上或许是可行的，”Fisher回应道。但“当前以客户为中心的监管方式是无论客户DER位于何处都予以接纳，无论它们是否增加系统价值，”她说。

Xcel科罗拉多州的肯尼认为，美国当前的电力行业监管是为集中式系统设计的，需要与时俱进，帮助公用事业公司和其他利益相关方应对分布式能源资源整合及更分散化的解决方案。

费舍尔补充道，公用事业公司“明白分布式能源资源整合是未来的一部分，他们的工作是整合并最大化客户资产的价值”。她说：“但这将使配电系统的复杂性呈数量级增加，而通胀和天然气价格导致的高电价又使监管机构不愿批准用于管理这些复杂性的技术支出。”

但分布式能源资源倡导者表示，未能应对配电系统复杂性的监管机构和公用事业公司可能会面临威胁。

做好准备与脱离电网

南加州爱迪生公司电网战略首席经理德文·劳斯承认，要构建一个“性能更高、成本更低的电力系统”以满足客户需求，“需要建立分布式能源资源整合框架”。

电力政策和市场设计顾问洛伦佐·克里斯托夫补充说，阻碍分布式能源资源发展忽视了“客户需求”和“成本效益趋势”，并会激励“有经济能力的客户脱离电网”。克里斯托夫曾在 加州能源委员会和加州独立系统运营商任职，他在近期 Xcel明尼苏达州费率案证词.

中写道，如果客户利用分布式能源资源自行供电，电价将上涨而分布式能源资源成本将下降，从而使脱离电网变得更加经济实惠并加速这一进程。 克里斯托夫写道但他补充说，分布式能源可以为系统提供灵活性、电压控制、拥堵管理、频率控制、能源、容量以及净负荷平抑等功能。

他写道：“大范围的电网脱离将对整个社会不利”，因为这会削弱用户自有分布式能源所带来的系统效益。克里斯托夫还补充说，这还会“加剧能源不公”，因为分布式能源主要面向“有经济实力的用户”，而经济条件较差的用户则不得不承担系统成本。

不过，克里斯托夫在明尼苏达州的案件中作证时表示，分布式能源的整合也可以促成大宗电力系统与配电系统之间的“合作”，到2050年可“节省约5000亿美元”，他引用了 2021年Vibrant Clean Energy的建模数据.

Generac公司的基林表示，随着近期电费上涨，对Generac离网解决方案的需求也在增长。他补充说，这正在引发克里斯托夫所描述的成本转移，“因为安装这些设备的多为经济条件较好的用户”，而且“电池的低效运行”只是抵消了这些用户的用电量，而非平抑系统峰值。

基林表示，较高的电价还可能“减缓电气化进程”，或导致“部分用户转向成本更低的化石燃料发电机”，这将阻碍社会减少温室气体排放的目标。 

他补充说，ESIG的全国性倡议旨在提供一个“建立在现有最佳实践基础上的框架”，使各辖区“能够制定适合其系统、客户和公用事业的分布式能源整合方案”。

Plugged In Strategies的Villarreal表示，在许多司法管辖区，监管机构和公用事业公司仅在做最低限度的工作来利用和优化现有资产。但现在是时候“制定政策、目标、宗旨和愿景，明确他们希望配电公司发展成什么样，”他说。

许多人可能没有意识到 配电系统规划举措的重要性，Villarreal补充道。“但随着系统利用DER能力的需求不断变化，配电资产也在老化，”他说。

ESIG的提案认识到“消费者会在成本效益合理的情况下购买电动汽车和屋顶太阳能，无论这对系统是否有益，”Villarreal说。“公用事业公司可以尝试减缓这一进程，或创造市场机会让消费者与之合作，从而推迟或减少技术投资，因为市场信号提供了他们所需的系统可见性，”Villarreal说。

变化来得很快

监管机构面临的主要问题是“是预期DER增长而批准技术投资，还是仅在DER渗透率上升时才批准，”ESIG的Kahrl说。

大多数公用事业公司正在规划“ADMS、DERMS以及高级计量和通信平台方面的基础电网现代化投资，以实现更高的DER渗透率，”Xcel Colorado的Kenney说。“但技术持续演进，未来可能会出现其他同样重要的技术，”他承认。

“公用事业确实需要最佳的配电系统技术，但它们无法设计未来，只能为未来创造条件，”曾在波特兰通用电气公司从事配电系统开发的Generac公司基林表示，这也是ESIG提出“渐进式发展过程”的原因。“试图一次性解决所有问题，往往会导致过程冗长，尚未完成便已过时，”他补充道。

但“缺乏分布式能源整合长期愿景的公用事业公司并未意识到自身的危险，”卡尔补充道。“过去十年中，一些公用事业公司已经认识到，当分布式能源渗透率上升时，其速度之快超乎想象。”