既是消费者也是管理者：纽约州分布式能源改革

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纽约州的电力用户将不再仅仅是电力消费者，他们还将积极参与电网运营，帮助减少碳排放

莉娜·汉森、凯特·克里斯曼/文

2012年10月，超级飓风桑迪以12英尺高的海浪袭击了整个纽约州，不仅切断了美国金融之都的电力供应，造成了灾难性的后果，也暴露了纽约州电力系统的薄弱环节。这场飓风是近年来蹂躏该地区的一系列极端天气事件中的最新一次，也是美国历史上造成经济损失的第二严重的天气事件。飓风切断了美国东北部800多万人的电力消耗，华尔街关闭，导致总经济损失超过650亿美元。自然灾害暴露出的电网基础设施薄弱，给当地政府和相关部门敲响了警钟。

纽约州的电力系统存在三个问题:陈旧而脆弱的基础设施、不断增长的高峰需求以及对技术创新的缓慢接受。如何解决这些问题？纽约州政府果断选择了创新和竞争的道路。

2014年，纽约州发布了一项雄心勃勃、影响深远的电力部门改革行动——能源愿景改革(rev)。此后，纽约州成为美国电力部门改革浪潮的领导者。以多方合作的方式，数百个利益攸关方(包括分布式资源企业、用户组织和其他利益攸关方)参加了一系列工作组、技术研讨会和专题讨论会，帮助纽约州完成了能源愿景改革行动的规划和解决方案。

能源愿景改革行动的核心原则是充分利用分布式能源，如需求响应、屋顶太阳能、能效、微电网等。，并结合传统资源优化电网运行，提高电网应对停电的灵活服务能力，使用户能够更灵活地管理自己的能源使用。

为了开发这些分布式资源，有必要使它们成为电网规划和运行中不可或缺的工具。能源愿景的变革需要发展现代电网(这不仅促进了分布式资源的整合，也是分布式资源整合的结果)，并激活分布式资源市场以优化投资。此外，这一行动还需要为国家电力公司提供经济可行的财务模式，以促进这一发展模式的应用，并逐步摒弃传统的商业模式。

将分布式资源视为网格资产

与燃气或燃煤电厂不同，分布式资源规模小，分散在用户中，通常由用户而不是电力公司拥有和运营。过去，分布式资源的这些特性使得网格规划者和运营商很难预测何时、何地以及如何可靠地使用它们。然而，随着技术进步和明确价格信号的出现，整合的分布式资源可以以三种形式为电网提供价值，这正是能源愿景改革行动希望实现的。

首先，分布式资源可以降低峰值电力需求，例如，使用需求侧响应技术将电力需求转移到整体电网需求较低的时候。通过使用智能恒温控制器和建筑综合能源管理系统等技术，用户可以在不中断服务的情况下降低电力需求，为电网带来可观的价值。例如，通过使用分布式资源来减少年电力需求最高的100小时电力需求，纽约州可以推迟系统升级并降低能源成本，估计每年可节省12亿至17亿美元。纽约州通过充分发挥分布式资源的潜力，可以提高负载系数，从而提高基础设施的利用率，减少过度投资，保证系统的可靠性。

其次，分布式资源可以被整合，不仅延迟或取代发电厂的建设，而且延迟或取代其他传统电网的投资，如输电线路和变电站。纽约州的电力公司已经确定了14种所谓的非常规发电方法的替代方案，这些方法有望用分布式资源取代计划中的特定电网投资。其中一个著名的项目是在纽约的布鲁克林和皇后区。

预计到2018年夏季，这两个地区的电力需求将超过电网容量近70兆瓦。当地电力公司与爱迪生公司(coned)合作，最初计划投资12亿美元升级变电站，但电力公司最终与纽约市政府合作实施布鲁克林和皇后区电力需求管理项目(bqdm)，以寻求非常规、更清洁、更灵活和更经济的方式来满足不断增长的电力需求。

在这个项目中，联合爱迪生公司承诺投资2亿美元在基础设施和本地分布式资源上，这还不到预计成本的20%，从而推迟了升级12亿美元变电站的需要。联合爱迪生公司在提出这一替代方案时，积极回应了监管当局关于能源愿景改革政策方向的信号，并承诺该项目不仅将为用户带来经济价值，还将提供重要的案例经验供参考。

这个为期四年的项目已经实施了两年，投资2，400万美元(包括1，200万美元的用户参与补贴)，资助了几个能效计划，通过创新招标购买了22兆瓦装机容量的需求响应资源，并采用新的手段吸引用户参与。为了使项目对电力公司具有吸引力，监管当局批准了绩效奖励机制，电力公司可以通过满足特定的结果(如分布式资源的多样性)获得高回报。

布鲁克林和皇后区的电力需求管理项目是纽约州的首个此类项目。目前，整个纽约州都在测试这种项目的效果。例如，在另一个示范项目中，联合爱迪生公司通过整合分布式太阳能光伏资源和电池储能资源创建了一个虚拟发电厂，该发电厂与传统发电厂一样，为电网提供容量和频率调制等重要服务。爱迪生与两家私营企业合作，在300个用户家中安装了1.8兆瓦太阳能光伏发电设施和电池储能系统，并增加了云技术，以确保电力公司能够直接控制这一综合系统。除了为用户提供价值(降低电费和确保系统断电时的供电)，它还能给电网带来真正的好处。在纽约，电力需求的高峰通常发生在下午5点以后，但是在这个时候，太阳能发电已经开始下降。如果电网能够将太阳能储存在分布式电池储能系统中，然后在晚上用电高峰时释放出来，那么对电网的压力就可以大大降低。同时，对这些资源的直接控制进一步提高了电网公司的运行可靠性。

第三，分布式资源可以提供支持电力系统日常运行的各种服务，包括提高电网的灵活性。桑迪过后，一些受灾严重的地区被隔离了，因为它们位于长岛的长距离输电线路末端。而纽约的其他人由于地铁系统停电被困在曼哈顿。目前，各相关组织和部门正计划通过构建具有互联分布式资源的微电网系统来提高电力系统的可靠性。作为能源愿景改革的一部分，纽约发起了总额为4000万美元的纽约奖竞赛，迄今已资助了83项微电网可行性研究。一旦建成，这些微电网不仅可以在电网服务中断时向孤立的岛屿供电，还可以整合到较大电网的日常运行中，提供常规运行支持服务。目前，能源愿景改革行动研究的一个基本问题是如何最好地协调、货币化和补偿这些运营支持服务。

创建分布式资源市场

如果加州(电力部门改革的另一个领先州)采用强制手段整合可再生能源和分布式资源，纽约州更倾向于采用市场导向的手段来解决问题。阻碍分布式资源进一步普及的关键问题是缺乏一个有效的机制来协调和定价小而分散的资源给电网带来的利益。

基于此，纽约州创建了一个新的灵活的竞争平台——分布式系统平台(dsp)，它将系统价值货币化，并鼓励用户和私营企业参与。作为分布式系统平台，电力公司将拓宽其角色，整合分布式资源，并在批发电力系统和日益多样化的零售市场(包括各种用户负荷水平和新能源服务)之间发挥桥梁作用。纽约是第一个将分布式系统平台型市场制度化的州。这里的用户将不再仅仅是电力的消费者。他们将积极参与电网的健康稳定运行，帮助减少碳排放。

分布式系统平台的主要目的之一是支持分布式资源向电网提供的价值的定价，并补偿用户使用分布式资源的行为。当分布式系统平台模式投入运行时，这些价值将可能由市场力量决定。与此同时，纽约州的利益相关者采取了合作的方式来更直接地将价值货币化。

分布式系统平台将创造一个市场机制，显示分布式资源的价值，并鼓励人们采用它。这一举措改变了消费者的角色，从被动到主动，消费者的身份已经成为通过分布式系统平台提供能源服务的服务提供商。纽约州的电力公司正在研究如何应用分布式系统平台，这显然需要电网基础设施和通信的同步改善。例如，电力公司和私营企业应共同研究如何提高信息透明度，以便用户能够做出明智的投资选择，投资智能基础设施和电表，从而提高电力公司和用户分布式资源之间的通信效率。

创建分布式系统平台市场和实施能源愿景改革的其他措施可以为电力公司带来新的收入来源，并最终成为稳定的发展模式。在能源愿景改革的作用下，电力公司的收益将取决于非传统因素:与传统的单纯依靠资本投资收益的模式相比，基于更多可能的激励机制，它们将能够通过提供系统效率、能源效率、改进数据采集方法和信息交互等服务来产生收益。

当分布式系统平台得到充分应用时，电力公司还可以开发新的平台服务收入，如向民营企业收取交易服务费。通过鼓励提高系统效率，电力公司可以发现过去不存在或难以实现的分布式资源价值，这使得布鲁克林、皇后区和纽约虚拟发电厂等项目不仅成为可能，而且能够带来经济回报。

与传统发展模式不同，这种模式具有真正的可持续性。因此，纽约州能源愿景改革行动正在设计新方法，以最大限度地利用创新和节能的清洁资源，并利用这些资源为用户和电网公司等利益攸关方带来经济回报。

(作者是落基山研究所的常务董事和项目经理，编辑:马克)

(本文首次发表在2017年3月6日出版的《财经》杂志上)