过去一年，美国多地电力系统面临严峻的可靠性挑战，但得益于近两年实施的一系列政策措施以及一定运气成分，电网得以避免长时间停电的最坏情形。专家表示，这一结果值得审视。

Energy Innovation高级研究员Eric Gimon指出，气候变化与极端天气事件——无论是高温、低温还是风暴飓风——正对美国各地电网可靠性构成威胁。天气模式正偏离美国历史经验，且将持续变得更加极端。他警告称：“今天看似异常的现象，明天将变得司空见惯。这是一条单向通道。”

在得克萨斯州，Electric Reliability Council of Texas（ERCOT）电网经历了极端温度和峰值负荷，但2022年迄今避免了大规模停电。加利福尼亚州在9月遭遇热浪，尽管电力供应极度紧张，也成功防止了大范围停电。太平洋西北地区今年同样经历高温，尽管严重程度不及2021年热浪，也未出现长时间停电。

Energy and Environmental Economics高级合伙人Arne Olson表示，电力系统相关方正在应对这些问题，并在相对较短时间内尽力为电网应对变化中的天气与需求模式做准备。

总体而言，2022年电网表现优于前两年。专家将其部分归因于运气——即相对不那么严峻的天气条件——以及电网运营商和规划者实施的一系列措施，如调动需求响应、在加州投运新电池储能等。Olson强调：“如果他们没做这些事，我们不可能在那种情况下避免停电。”

展望未来，专家认为美国不同地区需要投资输电及其他电网基础设施，建设更多电力资源和需求响应能力，并以更有组织的方式相互协作，确保电力供应可靠。

Utility Dive深入考察了加州、得州和太平洋西北地区这三个面临电网可靠性挑战的地区，回顾其2022年表现，并对2023年及以后做出展望。

加州：“2022年证明了已实施变革的价值”

今年9月，美国西部遭遇一场持续10天的热浪，打破该地区多项气温纪录，包括9月6日萨克拉门托市中心116华氏度的高温。然而，California Independent System Operator（CAISO）并未启动轮流停电，这归功于电网电池储能的增加以及需求响应的扩大应用。

自2020年年中以来，加州已投运约3.5吉瓦储能。9月6日——电网创下约52吉瓦峰值负荷纪录当天——节约用电呼吁促使能源使用量下降约1.5吉瓦。电网运营商还指出，市场机制改进（如调整资源充足性评估）帮助避免了轮流停电的必要。

“电池和其他容量设施展现了其价值，与其他地区的协调以及理顺进出口问题也同样重要。”
——Severin Borenstein，加州大学伯克利分校Haas商学院教授

加州大学伯克利分校Haas商学院教授、CAISO理事会成员Severin Borenstein表示：“我认为与2020年相比——当时CAISO在另一场创纪录热浪中确实启动了停电——2022年证明了自那以来所实施变革和投资的价值。”他补充道：“电池和其他容量设施展现了其价值，与其他地区的协调以及理顺进出口问题也同样重要。所以好消息是我们取得了很大进展——坏消息是我们仍然非常接近轮流停电。”

Dunsky Energy + Climate Advisors高级研究负责人Ben Kujala同意这一观点，认为2022年西部热浪的结果表明，尽管许多可靠性改进相对于过去只是微小的边际收益，但“所有这些小改进的累积产生了重大差异”。

2020年8月停电后，加州监管机构推出了一系列需求侧和供给侧措施以加强电网。Borenstein表示，该州在供给侧取得进展，电池的大量涌入是最佳例证。与此同时，加州在引入更多资源（尤其是更多储能）方面仍有大量工作要做。从中期看，9月事件强化了保持现有电厂运行的必要性——无论是2.2吉瓦的Diablo Canyon核电站还是火电厂。他补充道：“在讨论快速淘汰火电厂时，我们必须清醒认识到电网有多紧张。”

在需求侧，OhmConnect首席执行官Cisco deVries表示，过去几年加州对需求响应的态度发生了根本性转变。“毫无疑问，需求响应已成为该州应对极端天气的重要组成部分，也毫无疑问，今年劳动节周末需求响应拯救了局面。”

9月6日，Pacific Gas & Electric（PG&E）满足了创纪录的22,672兆瓦峰值需求，公用事业发言人Paul Doherty在邮件中表示。同时，自2020年8月停电以来，PG&E投资组合中约1.2吉瓦新电池储能容量已投运，公用事业还采购了额外的紧急可靠性电力供应。

Doherty表示，该公用事业今年夏天还修改并扩大了需求响应措施。超过150万客户参与了自愿计划，在高需求时段减少用电可获得奖励；其他客户参与了SmartAC计划，该计划每15分钟循环开关空调，最长持续6小时。此外，数千名拥有Tesla Powerwall电池的PG&E客户参与了虚拟电厂，在高需求时段向电网放电。

Doherty称：“今年夏天我们为满足峰值负荷做了更充分准备，部分原因是有大量新供应投运。然而，正是加州人和PG&E客户响应了9月历史性热浪期间的节约用电号召，避免了轮流停电。”

太平洋西北地区：“我们需要为更多热浪做好准备”

2021年，太平洋西北地区经历的热浪导致电网基础设施承压而引发停电，专家称这为公用事业部门敲响了“警钟”。

今年夏天，该地区再次面临高温，据《华盛顿邮报》7月29日报道，一度约有1100万人处于过热警告之下，另有1200万人处于高温建议之下。

尽管今年气温远不及2021年热浪严重，但如此短时间内再次发生此类事件，无疑印证了预期温度正在变化的观点。Olson表示：“我们需要为更多热浪做好准备——更频繁、更极端的热浪——即使在该国北部以前从未经历过热浪的地区也是如此。”

“过去的气候已不再是未来的良好指南，因此（公用事业）需要真正开始将天气随时间的变化纳入考量。”
——Arne Olson，Energy and Environmental Economics高级合伙人

对公用事业而言，这至少带来两个问题。Olson表示：“在进行电力规划时，他们需要预判变化后的天气。”从历史上看，这意味着围绕多年的天气变率来规划系统。“但过去的气候已不再是未来的良好指南，因此他们需要真正开始将天气随时间的变化纳入考量。”

公用事业还需确保其输配电基础设施的指导准则——例如输电线路的弧垂标准——反映实际经历的温度。气温越高，电线弧垂越严重，而且“高温确实会对配电系统变压器造成损害”，Olson说。

但解决这些问题本身也面临挑战。Kujala表示，在建设新容量方面，太平洋西北地区面临与美国其他地区相同的障碍，如选址和当地反对。此外，全国项目开发商都面临供应链限制、关键材料短缺和其他延误问题。

Portland General Electric（PGE）高级副总裁Larry Bekkedahl在邮件中表示，该公用事业将2021年的可靠性挑战作为学习工具，制定了新的电网加固项目，实施提高可靠性的技术，并调整应对客户行为变化的计划。这包括识别高风险区域以埋设电线、在系统中增加电池，以及安装摄像头以更快识别和响应其服务区域内的野火。

Bekkedahl表示，PGE还为客户提供峰时回扣等选项，以及支持分布式能源资源的双向电网功能。他补充道：“展望未来，我们认为这是一个重点领域——如何利用分析和智能预测与客户合作，创建虚拟电厂，在最热和最冷的日子管理负荷。我们发现许多工业客户渴望参与这些计划，因为能带来互利，但他们需要提前知道以调整生产。我们的电网和建模越智能，客户就越容易参与脱碳努力，甚至无需意识到这一点。”

Kujala表示，虽然需求响应在加州增强可靠性方面显示出非常积极的效果，但在太平洋西北地区往往更为困难，原因在于水电系统。“每年需要需求响应的条件会因水电发电量的年际变化而大不相同。”尽管有地区公用事业使用需求响应的良好范例，“但在太平洋西北地区，需求响应之路更为艰难。”

得州：焦点集中在火电机组

得州今年没有经历2021年冬季风暴Uri期间那样的可靠性危机，但ERCOT电网面临了极具挑战性的条件——该电网前10大峰值需求事件全部发生在2022年，并在7月20日触及创纪录的80吉瓦需求。

“得州仍是夏季峰值系统，因此一些针对冬季的政策，我们将在进入下一个冬季时观察其持续效果。”
——Caitlin Marquis，Advanced Energy Economy董事总经理

Advanced Energy Economy（AEE）董事总经理Caitlin Marquis表示，冬季风暴Uri之后，得州监管机构开始考虑一系列市场改革，包括发电机冬季化新要求以及分布式能源资源的扩展。得州监管机构还在考虑一种新市场机制，要求公用事业购买发电机根据其在系统高风险期可用性所获得的绩效积分。

Marquis表示：“得州仍是夏季峰值系统，因此一些针对冬季的政策，我们将在进入下一个冬季时观察其持续效果。”到目前为止，电网在峰值需求日保持了可靠性，但在利用分布式能源资源和电池储能等技术方面仍有改进空间。“我认为迄今为止的焦点更多集中在……火电机组及其留存和出力上。”

Energy Innovation的Gimon表示，更广泛地说，得州的一个优势是该地区正在建设大量资源，包括太阳能、风能和电池，这将提高未来的预期电力裕度。“能源转型期间真正关键的动态是旧设施能留存多久，同时新设施陆续投运。得州通过调整其所谓的运行备用需求曲线——该计划在小时前备用开始偏低时提高电价——为旧设施留存提供了非常强劲的激励。”

接下来会发生什么？

展望2023年及以后，专家们基本一致认为，电力系统将继续面临更多极端天气事件，电力行业将需要投资基础设施、需求响应和额外电力供应资源来应对这些事件。

Borenstein表示，在需求侧，监管机构需要更仔细地审视电价计划，这些计划应更好地传达信息，并有更强激励促使人们将需求转移到日间中段。这可能需要时间，因为中期和长期调整可能涉及资本投资——“我们谈论的是自动化系统，如在非高峰时段进行水加热以减少高峰需求、安装热泵等。”

Borenstein补充说，短期内，加州等州需要实施更有效的关键峰值电价计划，而非目前较简单的分时电价，因为峰谷差价相当小，不一定反映电网每年约10天的紧张时期。

AEE董事总经理Amisha Rai补充说，西部监管机构需要解决的另一个问题是加州及其邻州如何以更有组织的方式合作，确保电力供应。多个西部州正在提高可再生能源使用比例，对可负担清洁能源需求旺盛，这意味着政策制定者需要考虑以最有效方式利用输电资产。这包括“真正思考西部RTO如何更好地促进电力输送，推动整个系统的可再生能源发展，并确保在供应过剩时不让任何可再生能源被弃用……”她补充道。AEE的7月报告发现，建立全西部区域输电组织——政策制定者已讨论二十多年——可为11个州带来每年792亿美元的额外地区生产总值。

与此同时，在得州，监管机构本月早些时候批准了一个试点项目，允许分布式能源资源聚合参与ERCOT市场，旨在利用电网约80兆瓦的灵活资源。该试点预计持续三年，多家公用事业预计参与。

AEE的Marquis表示，展望未来几年，该地区监管机构的一个关键优先事项应是从试点第一阶段汲取经验，并扩大这些经验以更好地让DER参与市场。另一个优先事项将是扩大能效机会。她补充道：“得州是能效最低的州之一，同时住宅人口增长非常快，因此能效提升潜力巨大……这对确保该州在冬夏两季满足客户需求至关重要。”

此外还有输电规划问题，这已成为联邦层面的关键优先事项。2021年7月，Federal Energy Regulatory Commission启动了一项程序，以深入研究改革联邦输电政策，相关方表示这对实现长期清洁能源目标至关重要。国会也在研究促进新输电和其他基础设施建设的途径。

Marquis表示，解决输电基础设施需求，确保风能、太阳能和电池储能等新资源能在得州投运，并确保发电能到达所需负荷区域，对可靠性至关重要。