能力鉴定:简介
我们关于能力认证和ELCC的多部分博客系列的第一部分
作者:Eric Pinsker-Smith，高级分析师;首席分析师Erin Smith;John Keene，高级总监;以及主任Raghu Palavadi Naga
出版日期:2022年4月6日
预计阅读时间:7分钟
随着美国东北部各州的目标是在未来几十年实现电网脱碳，电网运营商面临着有效地将可变可再生资源整合到电力结构中的挑战。其中一个挑战就是如何在产能市场中评估资源价值。容量认证是衡量和评估特定资源对保持资源充足性的贡献的实践，是整合可再生资源、同时确保系统可靠性和最大限度地减少对纳税人的影响所需的市场设计的关键部分。随着电网逐步纳入可再生资源，它们采用的容量认证方法也必须不断发展。
虽然来自可再生资源的能源对清洁能源转型至关重要，但电网运营商一直面临着考虑其可靠性贡献并在容量市场中适当反映它们的挑战。188beat365体育如果不这样做，将导致容量市场价格与系统可靠性需求之间的不一致，因此，(a)电网可靠性可能会被破坏，(b)能源转型的消费者成本可能会增加。一般来说，目前的能力鉴定技术基于各种可能不再合理的简化。例如，目前NYISO认证可再生能源的方法依赖于资源在特定高峰期间的历史表现，而不考虑各种资源产出之间的任何相关性。随着可再生能源渗透率的增加，不考虑资源产出与其他运营资源产出之间的相关性，可能会导致高估可再生资源和常规资源的容量值。单个可再生资源的可靠性值随着该类型资源渗透率的增加而趋于下降。同样，在冬季高峰系统中，仅燃气发电机的可靠性值，特别是当这些燃气发电机的一个子集依赖于同一管道时，可能会低于它们目前认可的水平。由于这些原因，全国各地的一些rto和iso正在探索各种能力认证方法。
虽然有几种能力鉴定方法，其中一种被称为有效承载能力(ELCC)的方法最近受到越来越多的关注。ELCC通常表示为资源铭牌容量的百分比，用于衡量资源在减负荷风险增加期间对电网可靠性的贡献。尽管ELCC最近很流行，但它并不是一个新概念——它已经存在了几十年，并且在整合资源规划的背景下一直被用于衡量资源充分性。ELCC，因为它属于容量认证，将决定资源可以在容量市场上出售的容量数量。例如，如果一台50兆瓦的风力发电机的ELCC为25%，则认为它能够为电网的容量需求贡献12.5兆瓦，并可以在容量市场上销售12.5兆瓦。
资源的ELCC由以下时间决定:i)资源何时可以发电，ii)电网何时最有可能需要额外的发电能力。因此，许多可再生能源发电机的可变和受天气影响的性质导致这些发电机在不同地区和不同季节具有不同的ELCC值。此外，由于电网电力短缺的时间取决于它所依赖的发电机类型，给定资源类型的数量会影响该资源自身的ELCC。例如，一个拥有丰富太阳能资源的电网对夜间和夜间容量的需求可能超过对白天容量的需求。因此，向电网添加额外的太阳能资源实际上可以降低所有太阳能发电机的ELCC，同时可能会增加夜间发电资源(如风能或储能资源)的ELCC。
估算资源的ELCC的过程可能是计算密集型的:在高层次上，它包括(a)估计系统的初始负荷损失期望(LOLE)， (b)向电网添加某种资源类型的增量容量单位，然后(c)移除“完美容量”(可调度的容量，在可靠性事件所需的任何时间内始终可用)，直到系统的LOLE下降到(a)中观察到的水平。(c)中移除的完美容量的数量是(b)中增量添加的基于elcc的资源容量值。
大多数竞争激烈的电力市场为每种资源类型分配某种形式的容量信用;这是必要的，以允许电网运营商适当地查看哪些资源可用来平衡电网，并使资源能够因其可靠性贡献而得到补偿。然而，目前普遍采用的能力认证方法通常不衡量非企业资源之间的相互作用。因此，ELCC值反映了发电机类型之间的共生关系(以及缺乏共生关系)，这一事实使ELCC成为可再生能源渗透率高的系统中容量认证的重要工具。
在这种情况下，有两种常用的方法来计算资源的ELCC。平均利反映某一类型的所有资源对系统可靠性的贡献。在平均方法下，资源的容量值是用该资源类型的每个单元的总ELCC除以该资源类型的安装铭牌容量的总MW来计算的。边际利,反映给定资源类型下一个MW装机容量的可靠性增量值。在边际方法下，资源的容量值是通过将单个单元的ELCC除以该单元安装铭牌容量的MW来计算的。
随着渗透率和资源组合的发展，边际ELCC方法可能会根据资源的增量可靠性价值来补偿资源。虽然这是市场设计的理想特征，但这种方法也可能导致在项目生命周期内产能收入波动加剧(相对于平均方法)，从而增加投资者的财务风险。平均ELCC方法的一个关键限制是它必须努力解决如何开发资源类和分配容量信用的问题。例如，太阳能和电池存储可以提高对方的ELCC，因为太阳能可以将晚上的高峰需求缩短到更短的时间(这使得它更容易满足有限时间的存储)，而能源存储可以将太阳能的交付延长到太阳不发光的几个小时。因此，当电网上存在存储时，整个太阳能组合的ELCC更高，反之亦然。将这些有益的交互效应产生的额外容量值分配给不同的资源类型必然涉及可能导致结果偏差的主观决策。
理解这些驱动因素和区别是至关重要的，因为最终的方法可能会对给定资源的容量价值产生相当大的影响，从而对容量市场实现的收入产生影响。SEA将在即将发布的博客中探讨不同ELCC方法的潜在收益。
地区电网运营商已经在努力改革他们的能力认证方法。例如，NYISO最近向FERC提交了其能力认证文件，其中建议使用边际ELCC值。它还在考虑一种替代度量——边际可靠性改进(MRI)方法(与ELCC相对)——来评估不同资源类别的能力。NYISO表示，与ELCC相比，磁共振成像的计算复杂度和耗时较低。与此同时，ISO-NE正在与利益相关者就包括ELCC在内的合适能力认证方法进行合作。ISO-NE目前将每兆瓦合格的容量视为完全可替代的，但承认，在现实中，一种资源对资源充分性的边际贡献可能与另一种资源不同。ISO-NE计划在2022年底向其利益相关者提交一份容量认证提案，并预计在2023年底前向FERC提交文件，以便在2028-2029年容量承诺期(CCP)的远期容量拍卖#19 (FCA 19)中实施。
能力认证不会很快消失，关于不同能力认证技术优点的讨论现在比以往任何时候都更有意义。请继续关注即将发布的博客，我们将讨论东北电网运营商正在部署的各种ELCC策略，FERC的更新(如果有的话)，以及ELCC对投资信号和消费者成本的影响。