摘要：美国电网通常被称为世界上最伟大的机器。这确实是一个工程奇迹：数十万英里的电力线网络将数千台发电机连接起来，为美国本土的家庭和企业供电。但是，在冬季风暴埃利奥特及其对许多美国人造成的轮流停电之后，我们需要问自己：这台机器是否能与这些频率和凶猛程度越来越高的极端天
美国电网通常被称为世界上最伟大的机器。这确实是一个工程奇迹：数十万英里的电力线网络将数千台发电机连接起来，为美国本土的家庭和企业供电。但是，在冬季风暴埃利奥特及其对许多美国人造成的轮流停电之后，我们需要问自己：这台机器是否能与这些频率和凶猛程度越来越高的极端天气事件相媲美？
事实上，美国电网高度分散，由三个不同的部分组成。这些被称为 Eastern、Western 和 ERCOT 互连 — 三个独立的电网，从电气上讲，它们几乎彼此完全隔离。更糟糕的是，构成每个电网主干的高压、长距离输电线路在很大程度上是在更大的局部隔离中规划的。
如今，有 12 个不同的输电规划区域，除德克萨斯州电力可靠性委员会 （ERCOT） 外，所有区域均由联邦能源管理委员会 （FERC） 管辖。然而，其中只有 6 个是完整的区域输电组织 （RTO），有时被称为独立系统运营商，这是一个微妙的区别，也是另一个首字母缩略词，我们不让读者参考——具有为他们所在地区进行输电规划的任务和权限。西部和东南部的其余五个规划区域是由数十家垂直整合的公用事业公司组成的松散协会，这些公用事业公司往往只考虑自己的本地领土（或平衡当局）来规划输电。
美国电网内主要规划边界图
正如 NextEra Energy Transmission， LLC 执行董事 Aaron Bloom 在最近的 FERC 研讨会上所说的那样，“美国是世界上唯一一个没有任何类型的计划的宏观电网。事实上，欧盟和中国都有大陆/国家规模的电网发展计划。美国没有。
碎片化规划的问题这种分散的规划框架存在很大问题，因为与气候变化相关的极端天气给电网带来了越来越大的压力。冬季风暴埃利奥特（去年年底席卷全国大部分地区的极端寒流）或 2021 年冬季风暴乌里（导致 210 多人死亡，导致近 70% 的德克萨斯人断电，50% 的人失水，损失至少 800 亿美元）等高压力事件变得越来越频繁。相关的天气模式比我们目前分散的电网和电网规划区域要大得多，因此，它们难以做出必要的协调响应，以确保我们的重要电力供应系统面向未来。
冬季风暴乌里（2021 年 2 月 12 日至 19 日）期间低于冰点的小时数
资料来源：Greg Carbin / 国家气象局 / 国家海洋和大气管理局，公共领域，通过 Wikimedia Commons 共享资源
去年，FERC 发布了一份拟议规则制定通知 （NOPR），如果获得通过，将大大有助于解决困扰 FERC 11 个输电规划区域内规划者的许多障碍。然而，欧盟委员会尚未采取类似的有力行动来解决这些地区之间的规划问题。作为第一步，FERC 于 2022 年 12 月 5 日至 6 日召集了众多专家，讨论它如何帮助改进这种类型的区域间规划。
在那次研讨会上，研究人员、行业领导者、监管机构、倡导者和其他专家讨论了与 FERC 如何最好地刺激额外的有益“区域间传输能力”相关的关键监管和技术问题，即在区域之间转移权力的能力。重要的是，不同的专家群体几乎一致认为，提高当今有限的区域间电力传输能力将为美国电网及其客户带来多重巨大好处。从在正常日子里更高效地运行发电厂，到确保在最具挑战性的时期也能保持照明，区域间传输能力意味着邻居可以有效地共享资源并在紧要关头互相帮助。然而，仍然存在几个关键问题，其中三个总结如下。
首先，FERC 询问它是否应该强制要求地区之间的最低电力传输能力，或者是否应该要求邻近地区进行规划，以便根据自己的方式确定它们之间的正确传输能力。Grid Strategies 的创始人兼总裁 Rob Gramlich 倡导混合方法。这将包括 FERC 设定的最低下限，并提供一个强大的区域间规划过程，通过该过程，邻近区域将共同确定其他有益的区域间输电解决方案。其他人补充说，也迫切需要 FERC 制定的统一区域规划标准，以促进有意愿的地区在平等的基础上进行联合规划。
其次，小组成员讨论了 FERC 是否应该根据一个简单的指标设定最低要求。例如，欧盟只是要求其成员国到 2030 年将至少 15% 的电力装机容量输送给邻国。然而，一些小组成员认为，需要复杂的建模（可能涉及超级计算机）来稳健地量化改进区域间连接的所有不同好处。其他人指出，长期以来，电力系统规划中一直采用对简化指标的依赖，例如用于资源充足性建模的通用 10 年中 1 天的负载损失预期标准。
最后，当然也是同样重要的是，还有关于“谁来支付”新电线的老问题。法院确认了一项既定的 FERC 原则，即费用的分配应至少与所获得的利益大致相称。然而，这种成本/收益计算究竟有多粗略，经常受到激烈的争论。此外，这里的成本分配问题与建模辩论密切相关：能够并且应该如何精确地计算新的区域间连接的预期收益，以实现公平且至少大致相称的成本分配？
在 FERC 研讨会期间，来自劳伦斯伯克利国家实验室的 Dev Millstein 博士强调了预测罕见但极端事件（如冬季风暴乌里）的难度和重要性。这是因为在遥远地区之间传输电力的能力不仅在正常情况下产生经济利益，而且在紧急情况下也具有潜在的巨大保险价值。根据 Grid Strategies 和 ACORE 的一份报告，ERCOT 和美国东南部之间增加一吉瓦（约一条大型输电线路）可以在冬季风暴乌里期间节省近 10 亿美元，同时为数十万德克萨斯人保持供暖。能源系统集成小组的另一份报告显示，区域间输电会产生多种不同的好处——从生产和资本成本以及减排，到资源充足性和弹性优势。
因此，FERC 应同时要求最低限度的地区间转移能力和强大的地区间规划流程。认识到额外的区域间转移能力可能挽救生命的保险价值，最低要求应基于一个稳健而简单且易于作的指标。保护消费者免受未来灾难的影响的需求日益迫切，这意味着需要迅速解决成本分配问题。这可能最好通过应用与任何其他公共产品相同的简单和广泛的成本社会化来实现。
然而，FERC 不应止步于此。它还应该授权一个强有力的区域间输电规划过程。这一过程应依赖于前瞻性、多价值和基于情景的建模，以确保区域规划者识别并抓住超出最低要求的区域间传输的多重额外好处，并公平地相应地分配相关成本。因为如果暴风雨来袭时灯一直亮着，每个人都是赢家。
来源：陈讲运清洁能源
