马里兰州新一轮分时电价(TOU)试点表明,动态费率在削峰和降低用户账单方面成效显著,同时也揭示了费率设计演进过程中的早期阶段。

根据Brattle Group于2020年9月发布的一项评估,马里兰州三家投资者所有公用事业公司(IOU)实施的新型分时电价试点显著降低了高峰需求和用户账单。研究指出,这一成功得益于电力系统向可变及分布式可再生能源的转型,以及用户对智能技术的更多接触和对价格信号响应能力的提升。

“不同费率设计向用户传递的价格信号准确性差异很大,从固定费率到实时电价不等,”加州太阳能与储能协会监管事务高级顾问、费率设计权威Scott Murtishaw表示,“价格信号越精确,用户就越能通过灵活负荷和储能帮助应对可变能源,从而加速脱碳进程。”

马里兰州在“先进计量和将用户节约机会与惠及所有费率支付者的节约联系起来的技术”方面领先于其他辖区。

Jason M. Stanek
马里兰州公共服务委员会主席

Brattle负责人Sanem Sergici领导了这项试点研究,她指出,马里兰州之所以为新费率做好准备,是因为其已部署智能电表,用户熟悉替代费率,且分布式能源资源(DER)正在增长。这些新费率的成功推动马里兰州沿着夏威夷、加州和南卡罗来纳州等州近期开辟的能源转型路径前进。

这些州的经验表明,分时电价试点的成功可使公用事业公司开始整合更多可变和分布式发电,并催生更精细的动态费率。而这些更精细的费率又允许更高比例的可变和分布式发电接入,进一步推进能源转型。

马里兰州的分时电价试点

分时电价在高峰时段设定较高价格,引导用户将用电转移至低价的非高峰时段,从而降低单个用户的账单。同时,减少公用事业为满足高峰需求而进行的投资,也可降低所有用户的账单。

在马里兰州及许多其他州,分时电价和其他新型费率设计的实施得益于先进计量基础设施(AMI)的部署。爱迪生基金会2019年12月报告指出,AMI在公用事业和用户之间建立的“数字连接”支持了家庭能源管理、用电提醒和“动态费率”等“扩展服务”。

马里兰州公共服务委员会(PSC)主席Jason M. Stanek通过电子邮件表示,马里兰州在“先进计量和将用户节约机会与惠及所有费率支付者的节约联系起来的技术”方面领先于其他辖区。此外,通过该州于2008年实施的峰值时段回扣(PTR)计划,用户学会了“通过减少用电来省钱”。

PTR计划在预通知用户即将到来的需求高峰时,奖励自愿减少用电的用户,Brattle的Sergici称其为“美国最成功的此类计划”。她表示,“自2014年以来,约有150万马里兰州用户参与了该计划”,显著削减了这些间歇性关键高峰时段的用电。

Sergici指出,PTR计划的高用户满意度“可能使委员会愿意提供更多创新计划”。她补充说,2017年PSC的一项命令表明,委员们看到了为下一个挑战做准备的机会。

随着用户侧分布式能源的出现,马里兰州可以开始评估动态费率价格信号在赋予“用户、公用事业和所有其他利益相关者”能力方面的潜力,启动PC44电网现代化案卷的命令如此表示。

作为回应,马里兰州的公用事业公司——巴尔的摩天然气电力公司(Baltimore Gas and Electric)、Pepco和Delmarva Power and Light——实施了仍在进行中的分时电价试点,其夏季高峰费率是非高峰费率的四至六倍,Brattle对2019年6月至2020年5月影响的研究显示。

利益相关者一致认为,选择参与的用户在低收入和中等收入(LMI)及非LMI群体中均占有显著比例。Brattle发现,在所有公用事业计划和用户类型中,夏季高峰需求降低了10.2%至14.8%,非夏季高峰需求下降了5.1%至6.1%,账单减少了5%至10%。

费率支付者倡导者通常反对分时电价,因为可能对用电灵活性较低且获取智能技术机会较少的LMI用户不利,Brattle报告称。但这些结果提供了“确凿证据表明LMI用户对分时电价的响应程度与非LMI用户相当或几乎相当”。

前缅因州公用事业专员、现Bernstein Shur能源与环境律师David Littell表示,Brattle的发现是初步但重要的,表明费率设计遵循AMI等技术的可用性和用户对费率选项的熟悉度。Littell共同主持了PC44费率设计工作组。

马里兰州人民顾问办公室的律师William Fields补充说,初步发现表明分时电价可影响部分系统成本,但仍需更多试点和研究。Fields是试点中费率支付者的首席倡导者。

Sergici表示,约三分之二选择参与的用户即使不改变行为也能获得账单减少,但“他们找到了获得更多节约的方法”。“这很重要,因为用户通常只有在预期受益时才会选择参与,而这些受益并不增加实际系统价值。”

她补充说,PSC最初的命令明确要求选择参与型试点,“这似乎表明PSC不会立即转向默认分时电价”。“但试点的成功,尤其是对LMI用户而言,可能导致下一步行动。”

北卡罗来纳清洁能源技术中心(NCCETC)高级政策项目总监Autumn Proudlove表示,许多可变和分布式可再生能源渗透率上升的州正在试点具有“更复杂和更精细元素”的费率设计。

Littell和Proudlove的观察表明,费率设计会随着能源资源结构的变化、智能技术的普及和用户准备度的提高而演进。近期创新的费率设计实施也印证了这一点。

推进分时电价

其他州也在展示费率设计的演进。

南卡罗来纳州2019年的第62号法案(Act 62)限制了分布式能源增长而未调整费率设计,利益相关者认为这不是应对其日益增长的分布式能源渗透的可持续方法。杜克能源公司和分布式能源倡导者提出的基于动态费率的潜在更持久费率设计解决方案,目前正待南卡罗来纳州监管机构审议。

该提案结合了分时电价和马里兰州PTR费率中更动态的峰值定价版本,并为参与杜克的需求响应和能效计划提供激励。Proudlove表示,如果获批,它可能成为一种先进的费率设计,既能促进分布式能源增长,减少公用事业高峰需求挑战,又不会将成本转嫁给其他用户,同时支持政策目标。

夏威夷多年来一直难以设计出能实现这些目标的分时电价,Utility Dive曾报道。近期数据表明,它可能已找到答案。

“如果智能和赋能技术及服务的障碍被克服,更多用户可能会发现订阅费率‘设置后无需管理’的简便性更具吸引力,公用事业或许能像使用其他费率设计一样有效地使用它们。”

Autumn Proudlove
北卡罗来纳清洁能源技术中心高级政策项目总监

2015年10月,夏威夷公共服务委员会将补偿太阳能用户的固定零售费率改为分时电价设计,旨在推动新太阳能用户加装电池储能。但当时电池价格昂贵,到2016年5月,太阳能安装许可较上年同期下降了27.3%。

2017年10月的分时电价设计重组更为成功。2020年前九个月,檀香山大都会地区75.2%的光伏系统配备了电池储能,《太平洋商业新闻》2020年10月报道。

分时电价奏效了,但“夏威夷在实施具有智能价格信号的太阳能费率设计上等待太久”,杜克能源费率设计与战略解决方案副总裁Lon Huber当时表示。“各州需要通过前瞻性的费率设计走在太阳能渗透的前面。”

加州自2003年起试点分时电价,并已为太阳能用户实施成功的分时电价以推动电池增长,可能已准备好“领先”于费率设计演进的下一步。

迈向实时电价

利益相关者表示,加州向更动态的动态费率迈进的下一步可能进一步展示费率设计、资源结构、赋能技术和用户准备度之间的联系。

Brattle负责人Ahmad Faruqui是费率设计历史的研究者,他回忆说,该州几十年来一直致力于解决需求高峰和高费率问题。用户对降低账单的需求促使加州进行零售重组,但当时没有能降低费率的赋能技术或新能源资源。1999至2001年能源危机后,州政策制定者恢复了监管,“推动了更动态的定价和智能电表”。

Faruqui表示,经过多年类似马里兰州目前的试点,以及随着供应和需求日益动态的快速增长,加州可能已准备好实施实时电价(RTP)。但他补充说,实施将取决于赋能技术的可用性。

“那些让公用事业对其负荷拥有更多控制权的用户,应因提供更多系统效益而获得更多经济回报,因为关键高峰事件日非常像‘不要问电网能为你做什么,要问你能为电网做什么’的事件。”

Lon Huber
杜克能源费率设计与战略解决方案副总裁

Brattle的Sergici表示,加州能源委员会(CEC)和加州公用事业委员会(CPUC)的监管机构在多个程序中,为准备支持其零排放目标的电力结构,希望推进实时电价试点。CEC在1月10日的行动中承认实时电价是应对负荷和供应波动及成本上升的潜在解决方案,该行动启动了负荷管理利益相关者研究。作为回应,加州公用事业公司在3月16日提交给CEC的文件中呼吁“全面试点研究,以充分评估实时费率的成本和效益”。

加州太阳能与储能协会的Murtishaw表示,实时电价在应对加州可变供应和灵活负荷带来的价格波动方面将特别有效。Murtishaw在回应7月17日CPUC裁决时指出,超过10万俄克拉荷马天然气与电力公司住宅用户和超过4万伊利诺伊州住宅用户已选择实时电价,该裁决否决了圣地亚哥天然气与电力公司2019年全地区实时电价提案。Murtishaw在8月31日的证词中提议缩小规模的实时电价试点,并补充说,近110万加州用户自愿参与需求响应计划,表明他们能响应价格信号。

Murtishaw表示,试点将展示实时电价对负荷、公用事业成本和用户账单的有利影响,并促进对所需自动化赋能技术和聚合服务的投资。但如果没有这些技术和服务,加州用户有限的实时电价经验将导致监管机构的疑虑和公用事业的抵制。他补充说,实时电价“并非必需”,但能经济有效地应对加州陡峭的需求高峰、可变和分布式可再生能源带来的高价格波动以及不可预测的紧急情况。随着赋能技术和服务的进一步部署,实时电价“将更具可行性”。

在实时电价之外,费率设计演进还有一步,可能利用这些服务和技术来逆转价格信号。

订阅费率

一种更新的费率设计最终可能涵盖从马里兰州基本分时电价到加州实时电价的全部选项,或允许公用事业专家实施更精细的定价。

NCCETC的Proudlove承认,费率设计正朝着动态费率演进。但“如果智能和赋能技术及服务的障碍被克服,更多用户可能会发现订阅费率‘设置后无需管理’的简便性更具吸引力,公用事业或许能像使用其他费率设计一样有效地使用它们”。

杜克的Huber表示,具有峰值定价功能的先进分时电价“可能不适合所有人”,他提出了美国公用事业首批现代订阅费率之一。“但为什么公用事业只向消费者发送价格信号?公用事业也应该有机会接收价格信号并从用户的选择中学习,”他说。

他补充说,订阅费率认识到,如果公用事业提供可预设的智能技术,一些用户将允许公用事业对其用电进行有限控制。“订阅费率的基础将是公用事业管理的非常精细的费率设计。”公用事业专家可以优化供需以响应批发市场价格,并利用所有可用资源更经济高效地满足用户需求,胜过大多数住宅用户。

Huber表示,能源转型将需要“我们拥有的所有需求和供应侧解决方案,而费率设计驱动的负荷灵活性将是关键工具”。“那些让公用事业对其负荷拥有更多控制权的用户,应因提供更多系统效益而获得更多经济回报,因为关键高峰事件日非常像‘不要问电网能为你做什么,要问你能为电网做什么’的事件。”