4.2 分布式能源的整合正在改造配電系統

　　日益嚴重的環境問題和技術價格的降低導致分布式能源（ders）被越來越多地采用，包括分布式發電（如屋頂太陽能和熱電聯產）、電動汽車及能量存儲。分布式能源在美國發電量的比重非常小，但在未來十年中，其安裝規模和速度將有所增加（2014年epri），特別是在政策和可持續性配額制鼓勵的地區。

　　補貼、退稅、稅收優惠和融資激勵機制也促進了分布式能源的利用。降低成本和地方獎勵政策使光伏（pv）太陽能電池板在2013年增加了41％，到2013年底達到了12100mw的裝機容量（seia2014年）。在2013年，非公用事業（基于客戶）太陽能電池板裝機容量為1904mw（2014年seia），零售電源的系統成本對一些消費者很有競爭力（epri2014年）。

　　分布式能源通過更快、更好地控制電網運行，使多變的、間歇發電資源整合到一起，同時保持了較高的可靠性。未來電網在新的市場成員和具有分布式能源的第三方電力生產商之間呈現出復雜的關系，這需要實時優化管理。

　　分布式能源技術正在以不同的速度被各個區域接受。普及率高的州如加利福尼亞州、亞利桑那州、新澤西州和夏威夷（epri2014年）都在一線積極應對挑戰，對不同資源進行有效整合。例如，在亞利桑那州，凈計量電價法律通過為太陽能業主提供支持帶動了屋頂太陽能的發展，但造成的后果是公共事業的稅收減少。由于屋頂太陽能用戶越來越多，亞利桑那公共服務公司（配電公共事業機構）稱，非太陽能用戶現在不得不承受較高的用電成本來維持電網——每個太陽能系統安裝費用多達1000美元，因為這些費用都計入到度（kwh）中。為了緩解這種交叉補貼的問題，亞利桑那公司委員會在2013年11月規定，新客戶在簽署太陽能安裝合同時，除了使用的電功以外，每月還需繳納0.70美元/千瓦的固定費用（太陽能系統的額定功率為kw或mw）（acc案卷2013）。

　　此外，越來越多的可提供可變功率的可再生能源并入電網，像屋頂太陽能，可能需要儲能系統來有效地平衡發電和需求量的快速變化。例如，2013年10月，加州公共事業委員會（cpuc）為三個投資者擁有的電站設立的目標是在2014年前達到1325mw的儲能目標。cpuc目標是優化電網（包括峰值還原和升級推遲）、整合可再生能源、減少溫室氣體排放，以滿足加州的目標（cpuc2013年）。

　　針對分布式能源的整合，客戶和新的第三方供應商參與電力生產和管理，期望從配電系統開始變換運營方式。由于用電客戶和第三方商家更多地參與發電和智能管理，電網技術的發展、商業模式和管理法規的演變將需要協調（gtm research2013年）。

　　4.3 巨大的變化需要新的商業模式、先進的系統設計和長遠的規劃

　　展望未來，商業模式必須考慮市場新成員從消費者變成生產者。此外，配電所扮演的角色也在不斷變化：從供應商到分布式發電和能源資源的高度協調者。傳統公共事業的商業模式可能會受到收益減少、成本增加、低盈利潛力的威脅（eei2013）。監管機構可能需要考慮新的費率結構（例如，針對能源消費情況對所有客戶和傳統的容量率采用混合費率），確定如何才能最好地回收智能電網的實施成本，同時在用戶和第三方商家中公平分配電網管理和維護的費用。

　　為有效地整合數以千計的新設備和市場參與者，整個電網電力公司需要具有復雜的通信和it技術的先進控制系統，使供給和需求達到穩定、可靠和最佳平衡的狀態。有效地整合這些資源，需要更復雜的智能電網，它可以在高度分布式能源和負荷之間隨時管理電流，同時保持高標準的可靠性和恢復力。可能需要一個能源框架——其中公用事業、消費者和其他市場參與者可以找出最好的技術、配置和系統設計，優化功率流和地區市場的金融交易，同時系統保持更高的穩定性和效率（gwac2013）。

　　長期的投資策略，可以考慮優化技術和資產部署，從而協調可靠性、效率、經濟性和環保目標的利益競爭。長期投資策略可以更好地調整公用事業、監管部門、消費者、供應商、以及州/地方政府的期望，減少不確定性。新的國家戰略可能出現長期規劃，考慮對智能電網綜合部署和現代化電網業績的預期。例如，馬薩諸塞州公共事業部門（dpu）已經提出，每個配電公司開發并提交給dpu一個電網現代化的10年戰略計劃：（1）減少停電影響；（2）優化需求量；（3）整合分散的資源；（4）提高員工素質和資產管理（馬薩諸塞州，2013年）。要實現這些目標，需要一個協調戰略來平衡對最佳電網設計的競爭。

　　結 論

　　這份報告的目的是顯示電力系統進入了一段潛在的變革。智能電網技術以不同的速度在美國全國范圍內的部署，這很大程度上依賴于公用事業機構、州和各級地方政府。美國復蘇與再投資法案基金為部署提供了有力的激勵，現在可以很容易看到其可靠性、效率、以及消費者融入度都有了提高。產業界已與研究人員和標準化組織合作，推動網絡安全實踐和應對互操作性挑戰。現在新部署的智能電網技術提供信息流，推進公用事業運營和業務流程，同時吸引住宅、商業和工業用戶參與用電管理，甚至生產的過程中。

　　隨著可并入電網的可再生能源和分布式能源量的增加，顛覆性的挑戰即將來臨——這需要一個日益智能化的高級電網。然而，公用事業機構在部署新的信息管理和控制系統時，互操作性和系統集成的挑戰將會持續。技術成本和收益仍待確定，這將繼續限制部署的決定。這份報告通過概述這些挑戰，可以幫助利益相關方做出決策。其中許多是長久性的挑戰，我們將在2016年的智能電網系統報告再次提出。短期內，促進未來電網現代化將需要決策者考慮技術選擇、成本回收機制和投資規劃周期，以確保達到清潔、經濟、可靠、安全的電力輸送目標。（全文完）

編譯：工業和信息化部國際經濟技術合作中心 宋曉明