如何将太阳能部署为网格资源

最初发表于RMIBy James Sherwood，Sr. Associate

当我经过一个城市的住宅区和商业区时，很有趣的是要注意哪些房屋和企业的屋顶都装有太阳能电池板，然后再思考为什么那些特殊的建筑物是带有太阳能的建筑物。业主或居住者是否比邻居更关注环境意识或气候？也许他们对自给自足和能源独立感兴趣？或者，也许他们只是拥有财务手段，就可以以较高的前期成本进行可靠的经济投资，但却具有令人信服的长期ROI？

诸如此类的原因并非太阳能所独有。关于为什么有些物业有草坪而另一些物业具有耐旱的美化环境，或者为什么有些建筑物具有节能窗户而另一些建筑物只有单窗格的说法也可以这样。此处的不同之处在于，太阳能光伏发电是指相互连接的电网，它具有直接影响从街道上的变压器到数百英里外的发电厂的所有功能的能力。有机会使用分布式光伏来更好地利用现有的电力系统，这不仅使光伏对安装该光伏系统的零散客户更具价值，而且还可以降低运营电网的成本，从而使所有客户受益。

评估机会

实际上，可以说当今分布式光伏的部署相当随意。光伏面板安装在有客户想要的地方。没错-这是一件好事！重要的是，无论是在房主自己的屋顶上还是通过共享的太阳能项目，任何想要它的人都可以使用太阳能光伏。但是，还有一个未开发的机会来战略性地部署分布式PV，以使其在正确的时间，正确的位置提供正确的服务。分布式光伏可通过多种方式为电网带来收益和成本，并且有许多潜在的策略可优化这些收益和成本，以最大程度地发挥光伏作为电力系统资源的作用。特别是，今天可以实施的两种此类策略是：

在热点中选址。网格的某些区域（热点）比其他区域更拥挤。就像高速公路一样，当每个人都同时使用电网时（例如，在炎热的下午打开空调时），“交通”电力会堆积并造成问题。公用事业最终必须增加容量（例如在高速公路上增加车道），这很昂贵。但是分布式光伏通常可以安装在热点地区以抵消负荷（就像将其中一些汽车从高速公路上移开一样）。如果做得好（以便PV在一天的正确时间将足够多的汽车从道路上带走），这可以推迟或消除对昂贵的容量投资的需求。电力需求往往在不同地区的不同时间达到峰值。从宏观尺度（例如，考虑特定日期俄勒冈州和得克萨斯州的天气如何变化）和微观尺度（例如，城市的一侧由每个人都回家并打开房屋的住所组成）而言，这都是正确的。在5:00 pm进行烤箱烘烤，而另一侧是从7:00 am–4：00 pm运转的工厂）。同时，光伏电池板在给定时间产生的电量取决于其倾斜角度（即，平面与竖直）和方向（即，东方与南方，西方与西方）。就像将太阳能光伏电池安装在配电网的正确位置可以缓解最拥挤的“高速公路”一样，太阳能光伏电池也可以通过在适当的时候将电子汽车在适当的时间带上公路来减少电网的“高峰时间”。 PV的倾斜度和方向与电网的需求（本地和/或系统范围）有关。这不仅可以帮助进行容量投资，而且可以抵消高成本的“峰值”发电厂（以及许多其他好处）。

部署太阳能作为网格资源

为了从这些机会中获取价值以增加运营收益，公用事业和太阳能公司将需要协同优化分布式光伏的部署。RMI最近的报告“通往新的太阳能业务模型的桥梁”有助于解释如何：

确定最佳时机和位置。为了成功增加价值，公用事业公司和太阳能公司可以积极合作，共同确定最有利的特定地点和光伏配置。太阳能公司可以利用其在光伏项目中的经验来帮助筛选项目的经济可行性和安装可行性，而公用事业可以利用其对电网运营的知识以及更广泛的系统对运营兼容性进行筛选的需求。一旦确定了最佳位置，就可以通过多种方式进行交流。例如，该实用程序可以为单个项目发出投标请求（RFP），或者可以发送定价信号以直接进行开发。合并多个项目类型。结合了光伏战略部署的模型不必局限于单一类型的项目。这些概念同样适用于从屋顶太阳能装置到配电变电站的大型共享太阳能电池阵列的项目，以及客户，公用事业和第三方拥有的安排。在实践中，物理限制，系统需求和现有法规可能会限制可能的项目范围，但应设计价格信号和RFP以允许各种项目类型。提供物理保证。为了在确定的地点实现机遇，光伏项目必须达到预期的绩效，这一点很重要。公用事业必须确保旨在优化运营效益的分布式光伏系统能够以较高的确定性运行，并且不会损害可靠性。定价信号或RFP应该使这些期望明确，为太阳能公司在设计，采购设备和安装项目时提供明确的目标。然后，该实用程序可以管理网格集成并监视项目绩效，以确保项目符合规定的绩效规格。由于确定光伏部署的最佳位置和配置过程中固有的复杂性，因此清晰，透明的通信对于此模型的成功至关重要。作为值得信赖的声音，该实用程序有责任对客户和太阳能公司进行有关项目设计功能的教育，以优化分布式光伏发电的时间方面。可能的范围从直接扩展到特定客户，到开发突出显示目标区域的地图并向感兴趣的各方征求应用程序。太阳能公司可以类似地向客户解释托管项目的好处，包括收益，公共关系和教育机会。

现有的一些公用事业工作已包括其中一些组件。例如，应纽约公共服务委员会（PSC）的要求，Con Edison（Con Ed）建议通过使用需求侧和公用事业侧资源（包括PV）的投资组合来避免10亿美元的变电站投资。 。布鲁克林皇后区需求管理（BQDM）计划将通过在布鲁克林皇后区热点地区采购52 MW非传统解决方案来减少预计的负荷增长，以减少该地区的高峰负荷。BQDM计划还包括6兆瓦的传统公用事业侧措施，两台新的变电站变压器和91兆瓦的负荷转移。该计划和相关措施的总费用预计约为5.05亿美元。虽然减少5亿美元的投资通常对受监管的公用事业而言可能不太吸引人，但NY PSC（认识到BQDM计划与该州的“改革能源愿景”进展目标的一致性）为Con Ed的回报增加了100个基点公平（取决于业绩）。

将概念付诸行动

此处概述的所有战略部署概念现在都可以在美国大部分地区实施，而无需进行其他监管改革。首先，公用事业和太阳能公司应该开始讨论如何设计结合了这些概念的新太阳能业务模型，同时解决任何问题。通过这种协作过程，他们可以确定如何最好地塑造业务模型的几个特定方面以适应他们的情况。这些特定于情况的方面包括用于指导部署，数据收集和共享的机制，以及公司在长期运行和维护安装中的角色。

但是，利益相关者可以采取一些行动来简化此过程，并确保满足所有利益相关者的需求。在某些情况下，将需要实施监管机制来激励公用事业优先考虑分布式光伏发电，因为这是成本最低的选择，并且必须以确保公用事业同时优化电网价值和客户价值的方式这样做。在其他地方，公用事业公司和太阳能公司都可以向监管机构提供指导，以规范合理的实物保证。此外，公用事业公司可能需要开发或采购新工具，以实现分布式光伏资源的整体规划和运营管理，并且必须采取措施在内部和外部孤岛上工作。

使用分布式太阳能作为电网资源可以使电网和社会受益，这有明确的途径。但是，要实现并最大化分布式光伏为电网提供的价值，对于公用事业和太阳能公司在微调新的太阳能业务模型时进行协作至关重要。最终，可以使用分布式PV来更有效地运行电网，从而降低运行系统的成本并使所有人受益。

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