הסעיף הבין-ממדי של מסגרות ניהול הדור והאנרגיה

The E המעורב של הנוף של הדור המפוכח

הדור המנוצל (DG) עבר מאפליקציית נישה לגורם מוגדר של מערכות חשמל מודרניות.בניגוד לצמחי חשמל מרכזיים המספקים חשמל למרחקים ארוכים, מערכות DG מייצרות כוח או בסמוך לנקודת הצריכה.שינוי זה משנה כיצד שירותים מתכננים רשתות, כיצד לקוחות אינטראקציה עם שוקי אנרגיה וכיצד מדיניות התכנון של הרגולטורים.

הצורה הגלויה ביותר של DG היא מערכות פוטו-וולטאיות של גג השמש (PV) על פי ה- ⁇ :0.U.S. Energy Administration of ManagementFLT:1, יכולת השמש בקנה מידה קטן גדלה יותר מעשר פעמים במהלך העשור האחרון, עם מתקנים למגורים ומסחריים חשבונאות כמעט שליש מכל הדור הסולארי של ארה"ב.

מערכות DG להפחית את אובדן השידור וההפצה, אשר בדרך כלל אחראי על 58% מהחשמל שהועבר במדינות מפותחות.הם גם משפרים את עמידות האנרגיה. במהלך אירועי מזג אוויר קיצוניים, רשתות מרכזיות יכולות להיכשל, מה שמשאיר אוכלוסיות גדולות ללא חשמל.מערכות מחוסמות, במיוחד כאשר הן מתאחדות עם יכולות אחסון ואיירינג, יכולות לשמור על שירות עבור עומסים קריטיים.

עבור צרכנים, DG מציעה יתרונות פיננסיים ישירים.מדיניות מחשוב, המאפשרת ללקוחות למכור דור עודף בחזרה את התועלת בשיעורי קמעונאי, הם הנהג העיקרי של אימוץ סולארי למגורים.עם זאת, הנוף המדיניות של מדינג נטו משתנה.כמה מדינות אימצו הצעת חוק רשת או קצבי זמן אשר טוב יותר לשקף את הערך האמיתי של DG לרשת.

אנרגיה אחסון כקישור חסר

אחסון אנרגיה מתייחס למגבלה הבסיסית של DG מתחדשים: לוחות סולאריים רק לייצר כאשר השמש זורחת, וטורבינה רוח רק כאשר הרוח מכה.ללא אחסון, מפעילי רשת חייבים לאזן אספקה וביקוש באמצעות מקורות דור גמישים, תגובה דרישה, או צמצום. אחסון מקטין את הדינמיקה הזאת על ידי decoupling Generation מצריכה בזמן.

מערכות סוללות ליתיום-יון שולטות בשוק לאחסון מאחורי-מדמטר.השוק אחסון האנרגיה של ליתבל:0global Energy Storage צפוי לגדול פי 6 עד 2030FLT:1, מונע על ידי ירידה בעלויות ומדיניות תומכת.מחירי חבילת סוללות ירדו יותר מ -80% מאז 2010, מה שהופך את האחסון לזמין מבחינה כלכלית ביישומים רבים ללא סובסידיות אחרות.

אחסון אנרגיה מספק שירותים מרובים שיוצרים זרמי ערך.עבור הרשת, אחסון יכול לספק רגולציה תדירות, תמיכה מתח, ויכולת ניהול. עבור הלקוח, אחסון מאפשר זמן-of-use arbitrage, כוח גיבוי, והגדרה עצמית של הדור הסולארי. Aggregated מאחורי האחסון של המטר יכול להשתתף בשווקים סיטונאי כמו תחנות כוח וירטואלי, המציע יכולת גמישה כי מתחרים פסגות גז מסורתיות.

הסינרגיה בין DG לאחסון חזקה במיוחד.מערכת שמש- פלוס-שמשית יכולה להשיג 80-90% של חוסר יכולת עצמי עבור בית טיפוסי, צמצום באופן דרסטי של ההסתמכות על הרשת.עבור מתקנים מסחריים ותעשייתיים, אחסון יכול להוריד את המטענים, אשר לעתים קרובות מהווה חלק משמעותי של חשבונות חשמל.כלקוחות נוספים לאמץ מערכות, התיק הטכני והכלכלי לתמיכה באחסון DG והופכים יחד למשכנעים יותר.

אדריכלות של מדיניות יעילה

מסגרות מדיניות המחברות את DG ומחסן חייבות לטפל במידות טכניות, כלכליות ורגולטוריות.המטרה היא ליצור סביבה שבה טכנולוגיות אלה יכולות להתחרות בצורה הוגנת, לספק שירות אמין, ובאופן בקנה מידה לא מדיניות אחת פועלת בבידוד; בין הממשק בין סטנדרטים, תמריצים, כללי שוק קובעות תוצאות.

תקני קישוריות

נהלי הקישור שולטים כיצד מערכות DG ומחסנים מתחברות לרשת ההפצה.היסטורית, תהליכים אלה נועדו לחיבורים קטנים ופשוטים של גנרטורים.מערכות מבוזרות מודרניות מורכבות יותר, עם זרימת כוח דו-כי-כי-ידית ומניעים מתקדמים שיכולים לספק פונקציות תמיכה ברשת.

תקני הקישור הטובים ביותר כוללים קווי זמן שקוף, צורות יישום סטנדרטי, ותהליכי סקירה קשור המבוססים על גודל מערכת ומורכבות.המכון למהנדסי חשמל ואלקטרוניקה (IEEE) 1547 מספק את הבסיס הטכני לחיבור, המפרט רגולציה מתח, תגובה תדירות, ודרישות נגד איסנדינג.

אתגר מדיניות מפתח הוא "מסך" לסקירה משלימה.שימושים רבים לכפות מחקרים נוספים על מערכות עם אחסון סוללות, גם כאשר יכולת האחסון היא קטנה יחסית למערך השמש.מבקרים טוענים כי זה מוסיף עלויות ועיכובים ללא הטבות אמינות קומנטליות.קישורים למערכות סטנדרטיות יכולים להאיץ את הפריסה תוך שמירה על בטיחות רשת.

המונחים: mechanism

כיצד לקוחות לפצות על הדור עודף ועל שירותי רשת היא סוגיה מדיניות שנויה במחלוקת. Nettering, שבו כוח מייצא הוא אשראי על שיעור הקמעונאי המלא, היה יעיל מאוד באימוץ אבל משך ביקורת על שירותים, אשר טוען כי זה משמר עלויות רשת קבועות ללקוחות שאינם שותפים.

מכסים ערכיים (VOST) ומבנים של שיעור היצוא מציעים אלטרנטיבה.גישות אלה לחשב את הערך האמיתי של DG לרשת, חשבונאות עבור אנרגיה להימנע, קיבולת, מניעת יכולת שידור והפסדים הפצה, הטבות סביבתיות וגורמים אחרים. בפועל, שיעורי VOST הם לעתים קרובות נמוך יותר מאשר שיעורי קמעונאים, אשר יכול להאט אימוץ אבל ליצור הקצאה בת קיימא יותר.

לאחסון, שאלת הפיצויים היא אפילו מורכבת יותר.אחסון יכול לייבא מהיצוא והיצוא לרשת, ולכן הסדרים מדמונים חייבים להתמודד עם זרימה דו-כי-צדדית במדויק. שיעורי מנוחה בזמן, כגון זמני שימוש (TOU) תמחור או תמחור בזמן אמת, מאפשרים אחסון כדי ללכוד ערך על ידי טעינה כאשר המחירים נמוכים וניתוק כאשר המחירים הם מדיניות גבוהה הדורשים שירותים כדי להציע ללקוחות את כל הערך הזה יכול לפתוח.

עיצוב מרכזי

בעוד עלויות הנפילה הפחיתו את הצורך בתמריצים ישירים בשווקים רבים, תוכניות ממוקדות יכולות להאיץ את אימוץ שבו נותרו מחסומים.האשראי של מס ההשקעה (ITC) ברמה הפדרלית בארה"ב היה נהג חזק, המאפשר ללקוחות לניכוי 30% מהעלויות של המערכת מהמסים הפדרליים שלהם.חקיקה האחרונה הרחיבה את ITC עבור השמש והאחסון, עם לוח זמנים שלב המספק ודאות בשוק.

תמריצים ברמה המדינה כוללים ריבאטים, תמריצים מבוססי ביצועים, פטורי מס רכוש.תוכנית ה-Incentive Incentive Incentive (SGIP) בקליפורניה מספקת ריבאונדים משמעותיים עבור מערכות אחסון, עם הוראות הון שמחייבות מימון ישיר לקהילות בעלות נמוכה וחסרות חיים.תכנית תכנון משנה: ריבאונדים מתקדמים להפחית את החסמים הראשוניים, בעוד תמריצים המבוססים על ביצועים מעודדים אופטימיזציה של מערכות והתנהגויות רשתיות.

השתתפות בשוק ו-Aggregation

אולי פיתוח המדיניות הטרנספורמציה ביותר הוא לאפשר להפצת משאבי אנרגיה (DERs) להשתתף ישירות בשוקי האנרגיה הסיטונאית.הנציבות הפדרלית לאנרגיה רגטוריית סעיף 2222 בארה"ב דורש מפעילי רשת להסיר מחסומים להפחתה של DER, המאפשר משאבים קטנים לשלב ולתחרות לצד גנרטורים גדולים.

יישום משתנה על ידי מפעיל השוק.PJM, CAISO, NYISO, ISO-NE, ובריכת הכוח של דרום-מערב הם פיתוח כללים לרישום ggregator, דרישות טלמטריות, ומדידה ביצועים. סוגיות מפתח כוללות דרישות מינימום, אשר יכול לכלול מערכות מגורים קטנות, והגנה על פרטיות נתונים עבור מידע לקוחות. Aggregators חייב לאזן את הצורך עבור חשיפה גרפית עם עלות של ציוד מ"מ ותקשורת.

שילוב Grid Modernization וטכני

הדור המנוצל והאחסון משנים את הפרדיגמה המבצעית של כלי הפצה.באופן מסורתי, מערכות ההפצה הניחו זרימת כוח חד-כיפה מ substations ללקוחות.חדירה גבוהה של DG יוצרת זרימה דו-כי-כי-אישית, אשר עלולה לגרום לתנודות מתח, עומס יתר של ציוד, ואתגרי תיאום עם מערכות הגנה.

מערכות ניהול הפצה מתקדמות (ADMS) ומערכות ניהול משאבי אנרגיה מבוזרות (DERMS) לספק את פלטפורמת התוכנה לפקח ולבקר DERs בזמן אמת.מערכות אלה משתמשות באופטימיזציה של המדינה, אופטימיזציה של תנודתיות, ואלגוריתמים למיקום תקלות כדי לשמור על אמינות. Utilities להשקיע ב ADMS ו DERMS יכולים לשלב יותר DG ואחסון במחיר נמוך יותר מאשר באמצעות חיזוק רשת מסורתית לבד.

פרוטוקולי תקשורת הם חלק קריטי של הפאזל הטכני. IEEE 2030.5, DNP3, ו-Spec Modbus הם בין הסטנדרטים המשמשים לתקשורת מועילה-DER. מדיניות המחייבת בין-יכולת לדרישות אבטחת סייבר מסייעות להבטיח שדה משחק ברמה עבור ספקים ולמנוע מנע מנעול הספק ב- OpenADR עבור מחיר ואמינות מאפשר להגשת יישומים תגובה כי זוג טוב עם אחסון.

תהליכי תכנון מערכת הפצה חייבים גם להתפתח.תכנון מסורתי משתמש בתחזיות צמיחה של עומס כדי לקבוע היכן להוסיף יכולת תכנון הפצה משולבת מודרני (IDP) כולל תרחישים של אימוץ, חלופות לא-wires, והערכות ערך מיקום. Utilities בניו יורק, קליפורניה, הוואי הובילה את הדרך עם מסגרות IDP אשר מחשיבות במפורש DG ואחסון כמו משאבים ברשת.

שיקולים של הון ואנרגיה

כמו DG ואבטחת מדיניות הבשלה, הון צמח כדאגה מרכזית.מצמי מוקדם של השמש והאחסון בעלי הכנסות גבוהות יותר עם גגות מתאימים וגישה לבירה.ללא תכנון מדיניות מכוון, היתרונות של DERs לזרום למי שזקוק להם לפחות, בעוד משקי בית בעלי הכנסה נמוכה עשויים לעמוד בפני שיעורים גבוהים יותר כמו עלויות קבועות ללקוחות רשת.

שמש קהילתית בשילוב עם אחסון מציעה דרך אחת לגישה שוויונית.מנויים יכולים לקבל זיכויים ללא התקנת ציוד על הנכס שלהם.כמה מדינות אימצו דרישות מנוי בעלות הכנסה נמוכה עבור תוכניות סולאריות קהילתיות, להבטיח כי חלק מההטבות מגיע למשקי בית או מתחת ל 200% מהרמה של עוני פדרלי.

רב משפחתי דיור סביר מציג הזדמנויות ייחודיות אתגרים ואתגרים.שמש ומחסן יכולים להפחית את הוצאות התפעול עבור ספקי דיור סבירים, שחרור הון לצרכים אחרים.עם זאת, מבנים ממונעים פנים מחסומים רגולטוריים סביב זכאות מטרד וחיבור בין-ידיים.משרד האנרגיה של ארה"ב של EnergyFLT:1 מממן פרויקטים של הפגנה שמטפלים בחסמים אלה, עם מדיניות העולה ממתקנים אמיתיים בבוסטון, שיקגו ודנברארנוור.

מימד הון נוסף הוא פיתוח כוח העבודה.תעשיית DG ואחסון דורש עבודה מיומן עבור התקנה, תחזוקה ותפעול. מדיניות כי קושר תוכניות תמריצים לתקני שכר ודרישות חניכה יכול ליצור משרות באיכות גבוהה בקהילות מוחלשות.הוראות שכר מוקדם והוראות חניכות רשומה בחוק ניכוי האינפלציה מייצגים את ההיערכות הפדרלית החזקה ביותר של פריסת אנרגיה נקייה עם תקני עבודה.

תיאום בין הצדדים

מדיניות DG ואבטחת האחסון משתרעת על רמות מרובות של ממשלה, יצירת אתגרים תיאום ברמה הפדרלית, הוועדה הפדרלית לאנרגיה רגולטורית מפקחת על שוקי סיטונאית וחיבורי שידור. עמלות שירות ציבורי המדינה להסדיר את השימושים בחלוקת, את הריבית הקמעונאית ואת מינוף רשת של ממשלות מקומיות, תקנות בנייה, zoning, ואישור.

ללא היערכות, סכסוכים מדיניות יכולים לעכב את הפריסה.לדוגמה, תמריץ ברמה ממשלתית לאחסון עשוי להיות חסום ביעילות על ידי תהליך המאפשר המקומי איטי ויקר.Permitting הרפורמה, כולל פורטלים מקוונים ופרוטוקולים בדיקה מנווטים, יכול להפחית עלויות רכות.שמש +, פלטפורמת ההיתר האוטומטית שפותחה על ידי המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת, הוכיחה פעמים מופחתות משבוע עד ימים.

מחלקת האנרגיה הגדולה של אחסון האנרגיה ומשרד טכנולוגיות האנרגיה הסולאריים במשרד האנרגיה של ארה"ב מספקים סיוע טכני וכלי נתונים התומכים בחוקי המדינה וקבלת ההחלטות המקומיות.מודל ומדריכי ניהול הטוב ביותר מסייעים לסמכות השיפוט ללא צוות רגולטורי מיוחד לאמץ מסגרות מוכחות.מועצת האנרגיה הבין-מדינתית מתחדשת (IREC) מפרסם באופן קבוע נהלי קישור מודלים מעודכנים אשר מתייחסים באופן נרחב על ידי הרגולטורים המדינה.

מדיניות מתפתחת

כמה תחומי מדיניות צוברים תשומת לב כמו DG ופריסות אחסון מאיצים.רכב חשמלי (EV) טעינה, כאשר מנוהל בצורה חכמה, יכול לשמש עומס גמיש סופג עודף של דור השמש ומספק תמיכה ברשת באמצעות טכנולוגיית רכב ל-grid (V2G) מדיניות הדורשת מטען EV לציית לסטנדרטים תקשורת ומאפשרת יכולת דו-כיבית היא עדיפות גוברת.

גבול נוסף הוא שילוב של DG ואחסון עם תוכניות תגובה קיימות לביקוש. אותה סוללה שמגבה בית יכולה גם להשתתף בשווקים קיבולת, אירועי הפחתה של עומס חירום, או תקנות תדרים.

דרישות סייבר ואבטחה גופנית מתרחבות.כפי שמספר ה-DERs המחובר לרשת גדל, כך גם משטח ההתקפה עבור איומים ברשת.המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) פיתח הנחיות לאבטחת DER, וכמה מדינות שוקלות בדיקות חובה והסמכת ממשקי תקשורת DER.

ביצועים של מדיניות אמת-עולמית

בחינת תוצאות במדינות מובילות מספקת שיעורים לעיצוב מדיניות. California, עם חדירה הגבוהה ביותר של השמש והאחסון הגג, יש פריסה אגרסיבית מאוזנת עם אמינות רשת.התעריפים נטו של אנרגיה ממנתח (NEM 3.0) הועברו למבנה חיוב נטו המקטין את תשלומי היצוא, אך זוגות עם תמריצים משמעותיים סוללות.

יוזמת חזון האנרגיה של ניו יורק (REV) חלוציה את מודל מערכת ההפצה (DSP) שבו החוזה של שירותים מספקי DER ולא בבעלות כל נכסי הרשת.בעוד יישום היה איטי יותר מאשר בתחילה, המסגרת שנוצרה שווקים עבור חלופות שאינן חוטים אשר ניתחו מאות מיליוני דולרים בתת-תחמוש מסורתיים ומזינים.

הוואי, שהגיעה ל-100% חדירה סולארית למגורים על מעגלים מסוימים, הפגינה את הצורך בתכנון רשת פרואקטיבית.המדינה מיושמת דרישות מופרכות חכמות וייצוא של מזון לפני שירותים יבשתיים רבים אפילו החל ללמוד את הבעיה.הניסיון של הוואי מראה כי פתרונות טכניים קיימים כדי לנהל תרחישים גבוהים של DG, אבל הם דורשים זמן והשקעה מובילים.

דרכים קדימה

הצומת של מערכות מבוזרות ומדיניות אחסון אנרגיה אינו סטטי.עלויות הטכנולוגיה ממשיכות לרדת, מודלים עסקיים חדשים עולים, וצרכים ברשת מתפתחים. מסגרות מדיניות חייבות להתאים כ- DG ו- אחסון עוברים מצמיחה לטכנולוגיות ⁇ .

הרפורמה בעיצוב מדרגה נותרה מעלית כבדה בתחומי שיפוט רבים.טענות קבועות, תביעות ביקוש וחשבונות מינימליים יכולים להשפיע על הכלכלה של DG ואחסון. בעוד שאף מבנה קצב אחד לא עובד עבור כל ההקשרים, עקרונות של גרימת עלויות ושקיפות צריכים להנחות עיצוב.

מדיניות גישה לנתונים היא תחום אחר הדורש תשומת לב.לקוחות וספקי צד שלישי זקוקים לגישה לצריכה ולייצור נתונים כדי להתאים את המערכת לאסטרטגיות שליטה, והשתתפות בשוק.תקני בוטו ירוקים לשיתוף נתונים אוטומטיים אומץ על ידי שירותים רבים, אך האכיפה והזמינות האוניברסלית נותרו ללא שלמות.

מסקנה

הצומת של הדור המופץ ואחסון אנרגיה הוא אזור קריטי למדיניות האנרגיה המודרנית.מסגרות מעוצבות היטב יכול לפתוח את מלוא הפוטנציאל של משאבים מתחדשים, לשפר את יציבות הרשת, ולקדם נוף אנרגיה נקי יותר בר קיימא לדורות הבאים.הראיות ממדינות מובילות ומדינות מוכיחות כי תכנון מדיניות מכוונת ומתואמת משנה כמה טכנולוגיות חדשניות בקביעת תוצאות.