马天瑞: 多能互联体制和电力市场响应机制助力加州电力供需平衡中国或可借鉴

2017年12月6日，中国光伏CTO俱乐部论坛逆变器技术峰会——数字化时代的技术变革在京重磅开幕！世界资源研究所的资深研究员马天瑞教授作了特别报告​

以下为发言实录：

电网一体化政策路径白皮书是我与CPUC两年前一起起草的，主要是关于如何实现超越33%的目标，如何建立灵活的系统适应未来需求、评估到底需要怎样的灵活性需求、如何实现灵活性？同时还包括如何能够快速地反应应对变化、如何从供应侧把天然气得到灵活性，让他们快速响应。需求侧有没有解决办法？那就是智能逆变器能够起作用的地方，逆变器不仅仅是进行交流直流的变化，它能够加强电网的稳定性，有助于管理电网，也是未来智能逆变器能够施展拳角的地方。

特斯拉、Enernoc、Solar City太阳能与电网结合起来，形成需求响应。所有的公司都需要智能逆变器，如果能够向电网推销灵活的方案，智能逆变器可以把产能先暂存，之后用到电网。如果关闭输电能够获得补偿，如果关电一段时间会有补偿，三小时之后再开电也会有补偿与好处，太阳能一定有市场，这些公司也在探索相关商业模式。太阴能发电有很多类似之处，大家都很熟悉消费端、发电端、配电和输电，它们的产能不一样，美国很多发电设施有的是发电公司拥有，有的是属于消费者，还有一些属于项目工程，全世界都是如此，市场主要部分在配电，太阳能可以在配电领域进行平衡，因为智能逆变器可以允许电力公司把光伏放在配电系统中，可以避免进行变电和电线的投资成本。太阳能也有延地的价值，帮助我们避免升级电网需要的硬件投资成本，这也是智能逆变器可以帮助到的地方。我们可以在配电系统中做升级，包括线缆和相应的系统与技术。同时，还需要在供电和用电之间做平衡，也是我们针对智能逆变器的一些应用场景。

不同产业模型与太阳能光伏相关。加州电价的扣减系统，我们购买供电可以是一样的价格进行，电网公司可以获利，太阳能本身可以盈利，不需要准备太阳能的储备电池，可以直接利用电网。因为价格成本一样，欧洲有上网电价补贴，购买价和卖出价不一样，导致欧洲光伏的利差更大。美国有过讨论，是不是电价的扣减机制需要改进调整，是否需要固定的收费？家庭屋顶式的光伏系统，购买和产出比例相差很多，是否可以有不同的定价系统。本身是购电和卖电的商业模式，这种商业模式之前一直长期在美国很多地区存在，现在电网3.0系统，未来会有进一步升级。

加州有很多互联体制，针对发电规模在电网所处的位置和阶段。DER代表分布能源资源(太阳能)，如果在电网电表后，那是在消费者阶段，意味着在电网电表之后可以归为电价扣减系统。我们还有整体批发价格，在输电网的这条线。如果超出五兆瓦，那应该在变压站附近和输电的线缆位置，系统中处于不同的地位。每一个连接点本身遵循的规则和面临的监管要求，以及收费的费率不一样。电价扣减系统，主要是家庭装置的太阳能体系(通常小于两兆瓦)，我们叫做电表之后的系统。系统在监管里有21条例，条例有100多页，包含很多方面。但互联系统和要求随着智能逆变器的出现有所调整，智能逆变器会处于哪一个位置，它所要遵循的规律是什么？智能逆变器的算法可能会不一样。

储能。需求响应在加州是新概念，美国东海岸成熟发展。加州和得克萨斯州都有需求响应机制，能够应对更加灵活的需求，是能源管理系统中非常重要环节，我们希望通过需求响应管理动态需求。这与太阳能并网有所关联，包括发电站和负载。这一区域都是一个能源管理系统，会有总体控制单元管理这栋楼或者是某一个消费者使用的需求，保证峰值不会过高。可以及时响应电网的动态负载，负载过高过低可以动态调整需求响应。需求响应系统包含很多方面，有针对实时的、日前的、中央统一调控的、针对每月的调配计划。最精细可以到小于15分钟之内的调度计划，美国对需求响应做很多测试与实践，新但不是特别成熟，对需求响应和太阳能发电之间的联系，以及智能逆变器和负载均衡的控制都是非常新的系统。未来会发展到更多的地区，我相信在这一领域会有更多的合作与探讨，不只是太阳能光伏，还有一些微电网或其它的储能单元，都可以是合作愿景之中的一部分。

针对分布式能源的系统架构，供热与供冷系统是从电力部门的角度考虑。加州的供热和供冷不是特别重要，供热的系统用不上，但空调规模非常大，夏天下午非常热，空调用电量会大幅度增加，也会使得爬坡的斜度变的越来越陡。空调可以在中午使用而不是下午，通过储能来为下午供电。我们希望有更多负载在中午时间段发生，而不是下午。如何能够把下午需求调节到中午？引入需求响应概念，我们希望能够将时间进行平移，通过热能储备为空调进行供电。实现中午储能，下午用能的机制，使得用电需求进行平移。

如何控制定价成本和费率，保证一定的激励措施。通过价格的控制，保证用电需求调配。地区性的微网(并网)的小系统，动态需求调节器，热能与冷能的储备。我们通过储能进行下一部分的供应需求，这是微网的控制中心，包括对太阳能发电和风电的供应，是一体化的系统。最终供应给需求端，比如交通、楼宇、工业等。在这种情况下需求的灵活控制变的非常重要，对用热能或冷能的需求。我们针对系统的想法和构思不断演进，不仅仅针对个人或楼宇，也会针对行业做改进。我们可以根据灵活的需求控制热能的储备，包括对太阳能和风能的需求。所有系统都是互联的，与最终的电网联系在一起。中国有微电网的存在。产业园中某一个企业或某几个公司可以去管理产业园，甚至是某一个城市的市政府可能会在当地市区内打造微电网系统。

加州做很多针对微电网的研究，包括选址，我们希望能够定最优的位置，保证覆盖更多用户。要思考微网最适合哪种类型的选址、哪种类型的用户，考虑背后的政策与建议，消费者的需求等。很多做智能逆变器的公司对微网、微电网的系统更感兴趣，这一领域中国是领先的。