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平台型电网发展潜力无限
Dan Cross-Call,落基山研究所电力部门总监
平台经济模式已经重新定义了当今经济发展的商业模式。无论是以苹果为代表的个人计算机行业,还是像亚马逊一样的电子商务行业的领导企业,甚至连自动取款机和信用卡等普遍的金融服务,都在从过去单向输送系统转向多边平台系统,在这一新型平台上,信息与服务能够在参与者之间任意传达。
这一多边平台系统概念也应用在了电力部门,也就是我们通常提到的“配电网运营商”(Distribution System Operator, DSO)。在应对当今电网面临的各种挑战时,如一些主要来自分布式能源资源(Distributed Energy Resources, DERs)及相关商业挑战,平台市场概念有着巨大的发展潜力。除此之外,平台市场还能提供创新模式以及能够重新构想生产者与消费者之间的关系,但这些被引进到电网的速度则相对缓慢。
这一情况的产生是有原因的:电力系统是一个非常复杂的庞大体系。在实现完整DSO或平台设计之前,需要考虑系统中各个参与者的角色、规章制度以及实体系统等。然而,就此断定DSO平台设计在电力系统内不可行或难以实现是错误的。事实上,在一些意想不到的地方,DSO创新已经发生。而且也许DSO也并不如我们所想,但这并不影响其在电力部门的应用。
去年年底,落基山研究所举办了eLab峰会。该峰会是落基山研究所电力创新实验室研讨会的一部分。而前文探讨的问题以及许多其他结论与建议都是在那次峰会讨论中得出的。在得克萨斯州奥斯汀举办的为期两天的峰会上,研讨会成员深度研究了“DSO模式:各参与方角色、收入与激励措施”这一话题。虽然,与会者并没有“解决”DSO的问题,但会议上的讨论及结论还是为产业发展方向提供了有价值的建议。
众多DSO建议不断涌现
关于DSO系统应当以什么样的形式出现,产生了众多意见与建议。至少在美国,最引人注目的是纽约REV模式。在该模式下,监管部门决定加强“配电系统平台”(Distributed System Platform, DSP)供应商的实用性。这一DSO概念的变化突出了通过整合分布式能源资源来实现系统目标。其中包括网络效率、新型用户服务增长以及温室气体减排等。正如纽约公共服务委员会主席Audrey Zibelman近期所说:
“如果是一家配电公司,你的职责将不仅仅是为消费者提供电缆,你需要成为一种平台,将消费者与供应商连接起来,降低交易成本,将数据转化为信息,帮助消费者更高效地获取所需商品。你必须成为分布式能源资源的整合者以及此类市场的推动者。”
在美国的另一边——加利福尼亚州,电力公司被要求提交“分布式能源资源规划(Distribution Resource Plans, DRPs)”。为了更好地整合新的分布式能源资源技术以及能力,他们将采用其自己的方式来实现电力公司和配电系统的现代化。与此同时,在伊利诺伊州,公用事业公司ComEd率先开始推广这一理念——将电力公司转化为平台商业模式。该公司CEO以及高级管理层已经公开表达了将运营模式发展为智能能源平台的愿景。
不仅仅是监管部门和电力公司秉承这一愿景。为了实现更大的发展潜力,许多太阳能企业和其他第三方服务供应商也看好多交易平台在销售拓展和与用户连接等方面提供的机遇。其中蕴含的想法赋予了电力公司更广泛的角色。正如智能电力联盟近期发表的文章所示,电力公司能够利用平台角色为智能城市创意项目提供基础设施支持。
众多问题亟待解答
随着众多讨论和建议的出现,以及对特定种类DSO系统的需求被更广泛认可,建立一套DSO系统的复杂性也逐渐浮出水面。许多互联网企业和其他平台市场并没有采用资本密集型商业模式(如爱彼迎和优步),而且无需依靠历史遗留的投资和监管系统。但事实证明,将配电网络改造成多边平台是非常困难的。同样地,一些数字业务市场上出现的同类价值机遇也可以被电网系统所利用,在这里它们能够在重新分配的资本支出和经济效率提高中,实现可观的成本节约。
由于市场的垄断性质和极大的准入障碍(一些是真正的障碍,另一些则是由于根深蒂固的市场机制导致的),电力产业的监管比大多数产业都更加严格。因此,需要通过公开和机构性质论坛来处理具有针对性的专业问题,如公共事业公司委员会诉讼或政策辩论。
下文列出了DSO开发时所面对的主要问题中的一部分:
•谁来承担DSO的主要职责?对于现有电力公司是否是DSO最自然、最合适的主导者,各方观点不一:是否应当像此前成立独立系统运营商市场一样,成立新型的独立机构?还是DSO应该是营利还是非营利性的实体?
•DSO的收益模式是怎样?平台市场有着多样的营收方法,包括交易费模式、广告推广和增值服务等。此外,我们还应在以供应商为主导和以消费者为主导的营收方式之间做出选择,这关系到市场双方的支付意愿和所能提供的相对价值等重要问题。
•在DSO市场中应当提供什么样的产品或服务进行交易?是否用消费者熟悉的能源和容量产品来作为市场基础?是否应该开发配电相关的特定产品如当地阻塞缓解或无功功率?对此我们有一系列观点看法。有人认为DSO市场应更注重服务而不是大宗商品交易,比如提供用户导向服务,如账单波动性风险管理,或能够减轻用户对其能源决策产生直接责任的项目等。
•如何协调配电市场与批发系统运行之间的关系?这里的问题包括如何在协调时间安排和调度机制的同时,确保不会出现二次收费或其他财务纠纷问题。
正如这些问题所展示,监管部门、电力公司和产业专家发现,虽然DSO概念在一开始显得相对简单且极具吸引力,但随着研究的深入,会发现这个系统远比想象中复杂。
DSO创新正在发生
然而,我们并不会因为这些问题而退缩。事实上,要想在一开始就搞清楚所有DSO设计问题是不现实的,也是一个错误的方向。虽然,以上设计决策十分重要并会影响后续发展,但与开展工作前的抽象讨论相比,实践和示范项目才能让我们从中学到更多经验。在去年12月的eLab峰会上,我们就研究了一些值得关注的案例,均对DSO设计的发展有很重要的指导意义。
纽约州则是孕育这一想法的试验地之一。当地的电力公司在REV模式推动下已开始落实DSP概念。例如,ConEdison公司在纽约市的300个家庭中设立了“虚拟电厂”(Virtual Power Plant, VPP),并正在测试新方法来整合包括太阳能与能源存储在内的分布式能源资源网络,以此替代对传统设备投资的需求。虚拟电厂在试验中显示了巨大的技术潜力,但要规模化推广这类项目还面临诸多挑战,包括如何使虚拟电厂与现存电费设计机制并存,以及如何将整合资源纳入纽约独立系统运营商市场。
另一个令人兴奋的项目来自于地球另一端。澳大利亚可再生能源局(The Australian Renewable Energy Agency, ARENA)赞助了分散式能源转换(Decentralized Energy Exchange, deX)项目中的一个结合技术与竞争性市场结构的计划:deX项目的核心在于用软件服务的方式提供DSO功能,根据不同服务供应商的资源储备与报价,响应并满足独立家庭的需求及相关服务要求。这套由GreenSync提供的软件以最低成本为基础选择报价,然后向配电网络运营商(也就是电力公司)提供所需的能源或需求削减。虽然,项目规模较小,但它为DSO的争论提供了一个有趣的发展方向:与其考虑电力公司还是第三方供应商,某些DSO功能是否可以通过简单的编程被直接纳入服务网络?
对DSO未来的设想也可能出现于传统电力部门之外。例如,革命性的机遇可能出现在区块链系统。这里不仅能够改变数据收集与分享的方式,还能够影响付款和其他合同的执行方法。包括Linux基金会的Hyperledger项目和落基山研究所的能源网络基金会(Energy Web Foundation)在内的许多组织和机构都正在积极探索这一领域,希望从中发现能够定义新型应用的技术与商业结构。
下一步工作
这些工作的意义是什么?显然,要实现DSO愿景,我们还有许多工作要做。并且关于DSO身份、营收结构以及更多重要问题尚待解决。电力部门必须面对的一个现实就是,不管从实体还是制度上来看,电力部门都拥有庞大的遗留系统,而且这对经济和国家安全都至关重要。
但随着讨论地继续,我们不断的试验和经验积累将至关重要。领先的各州和电力公司,尤其是市场新晋企业和创新企业,正在逐步揭开平台型电力系统的神秘面纱。这些工作应该被进一步加速和规模化。到那时,文中探讨的这些问题就将被逐一破解。
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