Калифорнийское солнце и рынок СAISO

По данным EIA общая установленная мощность солнечных установок в Калифорнии (в том числе в распределенных и коммунальных систем) возросла с менее чем 1 ГВт в 2007 году до почти 14 ГВт к концу 2016 года.

11 марта 2017 года на предприятия солнечной энергетики производящие, электрическую энергию на территории Калифорнийского независимого системного оператора (CAISO) пришлось порядка 40% выработанной электроэнергии в период с 11-00 до 14-00.

Увеличение доли генерации на основе солнца в период между окончанием зимы и началом весны ведет к формированию на рынке CAISO низких, а иногда и отрицатльных цен. См. рисунок.

Тем не менее, потребители в Калифорнии по прежнему опллачивают одни из самых высоких тарифов на электрическую энергию в США, которые по сравнению с прошлым годом даже выросли. Если в  январе 2016 года средняя конечная цена составила 14,74 цента за кВтч., то в январе 2017 года 15,12 цента за кВтч., что выше на 2,5%. См. рисунок.

Как видно из первого рисунка, формирование низких и даже отрицательных цен с 11-00 до 14-00 в дальнейшем сменяется высокими ценами до 60 долларов за МВтч. Это объясняется, в первую очередь, увеличением в часы слабого слнца доли тепловой генерации (почти в 3 раза) и перетока из других энергосистем (почти в 4 раза).

Такие скачки цен перед и после часов максимума предполагают дополнительную диспетчеризацию других источников электроэнергии, чтобы помочь покрыть стремительное наращение нагрузки. Наглядно различия ценового профиля в 2016-2017 годах представлены на следующем рисунке.

Из приведенных сравнительных графиках видно, что чем ниже формировалась цена по причине роста объёмов выработки на солнце в 2017 году, тем выше были цены в часы слабого солнца.

В CAISO ожидают, что чем выше будет доля выработки на солнце и ветре в общем балансе производства электроэнергии, тем больше потребуется маневренных источников электроэнергии, способных обеспечить необходимую надежность энергосистемы.

С целью смягчения последствий от изменения графика нагрузки энергосистемы и решения задачи по обеспечению надежности энергосистемы ввиду ожидающегося роста распределённой генерации на основе солнца и ветра California's legislature, public utilities commission и CAISO было реализован ряд инициатив.

Усиление внимания на гибких источниках электроэнергии. California Public Utilities Commission (CPUC) приняла специальную стратегию, требующую, чтобы CPUC-подведомственные объекты обслуживания загрузки (LSEs) обеспечили определенный уровень маневренности при удовлетворении потребностей в электроэнергии. Кроме того, CAISO реализовывало ряд мер по мотивации к загрузке более маневренных производителей электроэнергии.

Право на хранение электроэнергии. CPUC выдало разрешение трём наиболее крупным инвесторам штата на 1,325 ГВт аккумулирования энергии на различных уровнях системы (передаче, распределении, потреблении) к 2020 году.

Совершенствование внутричасового планирования на рынке электроэнергии. 1 мая 2014 года CAISO реализовывал 15-минутный рынок для генераторов, импорта-экспорта и потребителей с управляемой нагрузкой в рамках Порядка №764 Федеральной энергетической комиссии, который с помощью внутричасового планирования призван помочь интеграции возобновляемых источников энергии в энергосистему.

Создание энергетического рынка дисбаланса. 1 ноября 2014 года CAISO и PacifiCorp официально запустили энергетический рынок дисбаланса (EIM) с целью более широкого приминения разнообразных источников электроэнергии и формирования баланса между неусточивым спросом и предложением.

Оценка времени использования нагрузки. Калифорния ввела в действие законодательство, позволяющее CPUC разрешать энергетическим компаниям принимать от бытовых потребителей информацию о профиле нагрузки в соответствии с расписанием. Данный механизм будет запущен в 2018 году. Использованние данного механизма позволит в далнейшем распределить нагрузку меду часами суток. Это позволит сделать режим работы энергосистемы более предсказуемым и снизит расходы, связанные с содержание маневренного генерирующего оборудования.

Управление нагрузкой. Калифорния в сентябре 2014 года ввела в действие законодательство, позволяющее учитывать управление нагрузкой при определении спроса на электроэнергию. И установила ряд правил и тарифную политику, поощеряющую использование управления нагрузкой.

Таким образом, на примере функционирования CAISO во взаимодействии с CPUC, наглядно можно ознакомиться с тем, какое вляиние использование распределенной энергетики на основе солнца и ветра влияет на развитие энергосистемы и формирование новых механизмов функционирования рынка электроэнергии.