加州是美國第一個(gè)將可再生能源供電占比目標(biāo)寫進(jìn)法律的州。2011年，時(shí)任州長EdmundG.Brown簽署了SBX1-2，把到2020年加州可再生能源供電比例達(dá)到33%寫進(jìn)了法律。加州公用事業(yè)委員會(huì)（Public Utility Commission of California，CPUC）亦通過制定優(yōu)惠政策和開展項(xiàng)目大力推動(dòng)可再生能源發(fā)展。自2003年以來，在法規(guī)的支持下，加州已經(jīng)有8248MW的可再生能源達(dá)到商業(yè)級(jí)規(guī)模，2014年可再生能源裝機(jī)量新增3529MW，成為歷年之最。加州三大公用事業(yè)公司（PG&E、SDG&E和SCE）在其2013年所供應(yīng)的電力中，22.7%來自可再生能源。
然而大規(guī)模的可再生能源并網(wǎng)讓加州電力系統(tǒng)運(yùn)營商壓力陡增。根據(jù)CPUC政策要求，電網(wǎng)需要保證可再生能源接入，為此可再生能源入網(wǎng)競價(jià)可以勾選“自安排”（selfschedule）選項(xiàng)，系統(tǒng)默認(rèn)分配其最低報(bào)價(jià)-150美元/MW，以保證其優(yōu)先上網(wǎng)。而2014年可再生能源發(fā)展“再創(chuàng)新高”，市場數(shù)次出現(xiàn)供大于求的狀況，因此出現(xiàn)多個(gè)負(fù)結(jié)算價(jià)區(qū)間。這對(duì)其他傳統(tǒng)機(jī)組以及CAISO影響非常大，核電以及無水壩的水電無法停止運(yùn)行，火電需要提供輔助服務(wù)，CAISO為了平衡系統(tǒng)，可能不得不中斷部分新能源，然而這又與加州政府的要求背道而馳，如果持續(xù)地不允許新能源上網(wǎng)，就無法達(dá)到2020年33%的法律目標(biāo)。
加州常年陽光充裕，根據(jù)ISO的估算，總負(fù)荷約為20000MW，而每天由于可再生能源并網(wǎng)帶來的超負(fù)荷供應(yīng)會(huì)達(dá)到13000MW之多。
野心勃勃的可再生能源計(jì)劃給加州電力系統(tǒng)運(yùn)營帶來的是異常嚴(yán)峻的考驗(yàn)，如何應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的嚴(yán)重過量發(fā)電？如何保證傳統(tǒng)機(jī)組不蒙受損失的同時(shí)，推動(dòng)可再生能源的發(fā)展？CAISO市場總設(shè)計(jì)師劉樹成從運(yùn)行角度探討加州應(yīng)對(duì)可再生能源的10個(gè)方法。
發(fā)揮ISO的主導(dǎo)作用
加州的可再生能源發(fā)展步伐遠(yuǎn)超預(yù)期，根據(jù)CAISO的估算，到2024年，如果可再生能源供電比例達(dá)到40%，2014年已經(jīng)出現(xiàn)的供大于求的形勢(shì)會(huì)更加嚴(yán)峻。
在2013年下半年以前，加州尚未面臨嚴(yán)重的過量發(fā)電問題，加之社會(huì)對(duì)碳排放等環(huán)境因素并未十分敏感，包括靈活多樣性容量（Flexible Variety Capacity）等很多方式以前并沒有被CAISO應(yīng)用，對(duì)于儲(chǔ)能、分時(shí)電價(jià)，ISO也很少涉及。
隨著動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的完善，ISO對(duì)未來十年可再生能源增長對(duì)系統(tǒng)的影響有了更精確的估算結(jié)果，加之過量發(fā)電已經(jīng)給CAISO帶來了壓力，CAISO近期已經(jīng)清楚地認(rèn)識(shí)到，在可再生能源問題上，未來十年將要面臨的問題和過去十年曾面臨的容量不足問題是完全不同層面的。目前，CAISO已經(jīng)將很大一部分重心轉(zhuǎn)移到圍繞可再生能源入網(wǎng)的市場設(shè)計(jì)上。
新能源的發(fā)展要并入電網(wǎng)，對(duì)ISO的運(yùn)行有非常大的影響，在發(fā)電規(guī)劃中，ISO有必要起到主導(dǎo)作用。
此外，CPUC是根據(jù)法律要求提出了針對(duì)新能源并網(wǎng)的設(shè)想，而5年后當(dāng)可再生能源比例達(dá)到33%時(shí)，對(duì)于供需之間關(guān)系、負(fù)荷側(cè)狀態(tài)、可再生能源分布情況、其他資源充足性等問題，CPUC以及其他團(tuán)體很難有一個(gè)細(xì)節(jié)的、準(zhǔn)確的把握。因此，為了達(dá)到法律所設(shè)定的目標(biāo)，解決可再生能源并網(wǎng)問題，CAISO和PUC等相關(guān)機(jī)構(gòu)之間必須通力合作，保持一致。
先解決實(shí)時(shí)平衡
為了保證實(shí)時(shí)平衡，ISO對(duì)過量發(fā)電的部分只能叫停，減少上網(wǎng)電量。對(duì)于超出的部分，按機(jī)組報(bào)價(jià)，由低到高依次上網(wǎng)，報(bào)價(jià)最高的減少上網(wǎng)量，而對(duì)于報(bào)價(jià)相同的機(jī)組，只能采取均攤模式。
讓機(jī)組關(guān)停，對(duì)于部分燃?xì)鈾C(jī)組不僅僅是發(fā)電成本的問題。燃?xì)鈾C(jī)組靠管道供氣發(fā)電，依據(jù)長期合同和負(fù)荷預(yù)測(cè)，燃?xì)鈾C(jī)組通常都會(huì)有用氣規(guī)劃，并據(jù)此購買相應(yīng)的天然氣。然而一旦被叫停，燃?xì)鈾C(jī)組就必須想辦法處理源源不斷的管道氣，如果儲(chǔ)存起來就是燃料積壓，對(duì)于機(jī)組而言又是一筆成本，這就又涉及補(bǔ)償問題；如果長時(shí)間不允許其發(fā)電，儲(chǔ)存能力有限，對(duì)于燃?xì)怆姀S壓力就非常大。此外，發(fā)電過量時(shí)，為了保證實(shí)時(shí)平衡，就需要依賴調(diào)度，調(diào)度在系統(tǒng)不平衡的時(shí)候就需要啟用輔助服務(wù)，頻繁啟用輔助服務(wù)就會(huì)導(dǎo)致一些靈活的機(jī)組磨損較為嚴(yán)重，影響其效益，發(fā)電商對(duì)此亦有微詞。
對(duì)此之前FERC曾要求各個(gè)ISO/RTO設(shè)計(jì)一個(gè)輔助服務(wù)出力補(bǔ)償機(jī)制，除了前期支付輔助服務(wù)費(fèi)、容量費(fèi)，還要按出力再進(jìn)行彌補(bǔ)。
但這就涉及輔助服務(wù)的成本問題。輔助服務(wù)如果不夠，就會(huì)威脅可靠性，違背安全條例，所以市場需要一個(gè)強(qiáng)信號(hào)，因此輔助服務(wù)價(jià)格必須非常高。輔助服務(wù)價(jià)格高，而且還需要按出力進(jìn)行彌補(bǔ)，這些成本應(yīng)該由誰來承擔(dān)？CAISO的設(shè)想是根據(jù)各個(gè)電力公司用電的多少，按比例分配，即某地因?yàn)楫?dāng)?shù)厍闆r需要更多的輔助服務(wù)備用，它應(yīng)該承擔(dān)更多的成本，MISO的設(shè)想是均攤。
