太阳能和风能正在改变加利福尼亚的净负荷形态

最初在EIA上发布。

随着加利福尼亚州增加太阳能和风能发电能力，加利福尼亚州大部分地区的电网运营商加利福尼亚独立系统运营商（CAISO）面临着越来越不同的净负荷形态。净负载（系统中的总电力需求减去风能和太阳能发电量）表示CAISO必须满足其他可调度资源（例如天然气，水力发电和来自系统外部的进口电力）的需求。

风能和太阳能发电厂不会产生任何燃料成本来发电，并且在可用时，它们是电网运营商使用的首批资源之一。公用事业规模的太阳能在过去一年中表现出特别显着的增长，到2014年9月底，每小时太阳能产量达到近5吉瓦（GW）。这个数字占系统2014年迄今每小时高峰需求的10％以上，比2013年每小时高峰太阳能产量水平高出三分之二以上。

此容量不包括不直接参与CAISO市场的小规模（例如住宅）分布式光伏（PV）容量。但是，这样的表后容量会在日照时减少整个系统的需求，从而影响负载和净负载形状。太阳能产业协会估计，到2014年第二季度，加州大约安装了1.2 GWAC（1.4 GWDC）的住宅容量，以及类似水平的非住宅，非公用设施的安装量-尽管CAISO数据可能部分解释了这一问题。后者取决于个人互连安排。

太阳能装置的发电量往往与电力需求相吻合，白天可发电，中午左右可达到最大产量。在夏季，当CAISO的负载形状受到冷却需求的驱动时，下午的电力需求往往会达到一个高峰。太阳能输出减少了有效的峰值需求，因此减少了可调度单元所需的发电量。

非夏季月份的电力需求（制冷需求较低）趋向于有所不同。总体需求和高峰需求都趋于降低，随着人们下班回家，通常会看到早晨的上升和傍晚的高峰。太阳能发电会在中午降低净负荷，但是随着太阳下山且太阳能发电量下降，净负荷的坡度会急剧上升，以满足晚上的高峰需求。在2013年秋季至2014年春季的几个月中，这种模式的出现非常明显。

CAISO官员预计净负荷将发生这种变化，并预计随着增加的太阳能和风能达到该州2020年33％的可再生能源投资标准，这一趋势将更加明显。加州不断变化的净负荷模式有望对灵活，可调度的容量产生更大的需求，以应对运营和可靠性挑战。由于州水资源控制委员会的直通式冷却要求影响了17.5吉瓦的热发电能力，因此CAISO中增加灵活性的预期需求可能会扩大。

在过去的几年中，加利福尼亚州的立法机关，公共事业委员会和CAISO发起了以下政策和框架，这些政策和框架可以缓解与不断变化的净负荷形态相关的挑战。

更加关注灵活资源。加利福尼亚公用事业委员会（CPUC）通过了一个灵活的容量框架，该框架将从2015年开始，要求CPUC辖区负载服务实体（LSE）在满足资源充足性需求时获得一定水平的灵活容量。此外，CAISO于2011年底在其实时市场中实施了灵活的坡道约束，从而允许从在线资源中购买向上坡道能力，以实时满足坡道需求。CAISO还在考虑将向上和向下倾斜的产品引入其市场流程，包括日前市场。CPUC要求该州的三个投资方所有的公用事业公司到2020年在各种互连级别（传输，分配，客户所在地）采购1.325 GW的能源存储。2014年5月1日，CAISO实施了15分钟的发电机，进口，出口和参与负荷市场，这是其遵守联邦能源管理委员会第764号命令的一部分，该命令要求在小时内安排时间表，以帮助整合可再生资源并入电网。建立能源不平衡市场。2014年11月1日，CAISO和PacifiCorp在两个平衡机构之间正式启动了一个能源失衡市场（EIM）（将于2015年10月扩大到包括NV Energy在内），以建立一种能够有效利用发电资源的市场机制。这两个平衡管理机构都利用了更为分散的资源来解决短期的供需不平衡问题。加利福尼亚州已颁布法规，使CPUC可以授权公用事业公司从2018年开始按照使用时间费率时间表向住宅客户提供默认服务（可以选择退出）。在使用时间费率下，客户的时变费率将反映发电成本的变化（与传统费率结构不同），并且更有可能将耗电量从可调度单位需要高峰发电的时段转移开来，从而减少满足负载所需的资源量。需求响应。加利福尼亚州于2014年9月颁布了一项法规，指示CPUC将需求响应纳入其对资源充足性要求的评估中，并制定一套规则和关税政策，以鼓励高效且经济高效地部署需求响应资源。

主要贡献者：Gwen Bredehoeft，埃里克·克拉尔

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