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隨著加州準備制定立法,強制要求到 2030 年該州一半的電力來自可再生能源,電網運營商已經開始為日益增長的太陽能使用可能對該州電網產生的影響做準備。使用像太陽能這樣僅在白天產生能量的技術來提供該州的大部分電力,可能會擾亂該州電網和電力市場的通常動態。然而,電網運營商已經制定了使太陽能整合更容易的策略,包括一項首創的提案,即在白天(太陽能最充足的時候)降低電價。
儘管傳統觀念認為,加州電網運營商對太陽能的擔憂並非源於其輸出會因雲層或其他形式的遮擋而快速且意外地變化。隨著越來越多的太陽能發電場或屋頂太陽能陣列相互連線,太陽能電池板的功率輸出的快速波動往往會自行平均,如下圖所示。
透過大氣輻射測量 (ARM) 計劃收集的資料顯示,即使僅組合 20 個位置,在整個公用事業區域聚合太陽能資源也可以顯著減少功率輸出的逐秒變化。(來源:Perez 等人,2009)
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由於成千上萬個屋頂和公用事業規模的太陽能陣列正在接入加州電網,並在任何給定時間相互平均,因此電網運營商並不十分擔心太陽能輸出的快速波動。相反,他們擔心的是,該州的傳統發電廠將無法足夠快地開啟和關閉,以補償太陽每天隨著太陽昇起和落下而出現的較慢的鐘形變化。在其現在著名的“鴨子曲線”中,加州電網運營商預測了太陽能產量增加將如何影響一天中的淨負荷(電力負荷減去可再生能源產量),並發現淨負荷可能會從今天的基本平穩過渡到未來的高度可變。
加州電網運營商 (CAISO) 預測,為滿足現有的 2020 年可再生能源投資組合標準所需的太陽能增長將導致一天中段太陽能“過剩”,並且在傍晚時分,傳統發電廠的電力需求迅速增加。(來源:CAISO)
為了補償太陽能的電力供應變化,電網運營商提出了新的時變電價,以鼓勵在太陽能最充足時使用電力,這標誌著電價用來影響客戶需求的方式發生了轉變:
從歷史上看,時變定價側重於“高峰”時期,即電力供應稀缺的時候。關鍵峰值定價向客戶發出更高的能源價格訊號,鼓勵他們在這些時段節約能源,從而避免投資額外發電並有助於降低電力成本。現在,在這個可再生能源電力充足的時代,我們需要提醒客戶注意不僅供應受限的時候,而且供應過剩的時候,以鼓勵消費者利用低成本電力。
新提出的費率將在大多數週末的上午 10 點至下午 4 點以及 3 月和 4 月的平日,為客戶提供顯著較低的“超低峰”電價。為了補償這些超低峰時段提供的低價,在 7 月和 8 月的平日下午 4 點至晚上 9 點(由於空調使用增加,電力需求達到峰值時),將向客戶收取顯著更高的“超高峰”費率。在這些“超”高峰和低谷時段之外,客戶將在指定的“高峰”和“低谷”時段被收取更典型的電價。
加州電網運營商提出了新的時變電價,以鼓勵在太陽能最充足時使用電力。(來源:CAISO)
希望擬議的費率結構能夠激勵客戶將電力需求從晚上轉移到中午,屆時將有大量低成本太陽能電力可用。透過這樣做,該費率可以幫助加州減少未來對備用化石燃料發電廠或昂貴的儲能的需求。
新提出的費率只是一個例子,說明如何利用市場價格訊號來簡化可再生能源的整合,並且可能只是加州在未來幾年增加太陽能和其他形式的可再生能源利用時將看到的一系列策略和解決方案之一。當加州等開拓者向前邁進時,全國其他地區肯定會密切關注。