California aims to absorb renewable generation with flexible demand appliances
California plans to shift 3 GW of load from dirtier, more expensive times of day to cleaner, less expensive times by setting flexible demand standards for many types of electric appliances. Global interest in California’s work is high, said a state agenc
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캘리포니아는 여러 유형의 전기 가전제품에 대한 유연한 수요 기준을 설정하여 하루 중 더러운 시간대 및 더 비싼 시간대에서 3GW의 부하를 깨끗하고 덜 비싼 시간대로 전환하고자 합니다. 주요 전기 분야 대표가 말하길, 캘리포니아의 작업에 대한 글로벌 관심이 높다고 합니다.
새로운 유연한 수요 가전제품 표준은 캘리포니아 에너지 위원회(CEC) 커미셔너 앤드류 맥알리스터가 CalFlexHub 심포지엄에서 밝힌 바에 따르면, 캘리포니아의 전력풀 컨트롤을 위한 표준을 마련한 지난 달 이후에도 워터 히터, 미터 뒤 배터리 및 전기 자동차 충전기에 대한 표준이 '곧 나올 것'으로 예상됩니다.
CalFlexHub은 CEC에서 자금을 지원하는 벌크리 랩에서 유연한 부하 기술을 평가하는 곳으로, 제조업체와 협력하여 12가지 유연한 수요 기술을 평가하고 있습니다.
전력풀 컨트롤에 대한 유연한 수요 가전 표준을 설정한 후, CEC는 매 달마다 새로운 가전 카테고리에 대한 대화를 시작할 것으로 예상되며, 맥알리스터 커미셔너는 전기 워터 히터에 대한 규제 제정이 2024년 말까지 '전면적으로 추진될 것'으로 기대하고 있습니다. 그는 또한 10개의 최대 히트 펌프 제조업체가 2030년까지 6백만 개의 히트 펌프 설치 목표 달성을 지원하기로 약속했다고 전했습니다.
캘리포니아의 표준은 전력풀 컨트롤에 대한 것으로, 맥알리스터가 미래 표준을 위한 템플릿을 만들었다고 말한 바와 같이, 새로운 장비는 기본적으로 유연한 수요로 설정되어 있지만 고객은 해당 설정을 무시할 수 있습니다. 기본적인 유연한 수요 설정을 유지하면 가전제품이 전기 요금을 줄이기 위해 더 자주 저렴한 재생 에너지로 작동하게 됩니다.
CalFlexHub를 이끄는 메리 앤 피에트는 낮은 운영 비용이 유연한 수요 가전제품의 채택을 촉진할 것인지에 대한 우려 중 하나라고 말했습니다. 그녀는 고객 보상이 포함된 비상 수요 대응 기능을 추가하는 것이 '가장 큰 가치를 제공할 것'이라고 제안했습니다.
피에트는 "유연한 수요는 많은 경우에 배터리를 설치하는 것보다 더 비용 효율적일 것으로 생각합니다."라고 말했습니다. 그녀는 또한 CalFlexHub이 히트펌프와 열 저장장치를 탐색하고 있다고 언급했습니다.
CEC가 유연한 요금에 응답할 수 있는 가전제품에 대한 표준을 설정함에 따라—재생 가능한 에너지 생산이 높은 경우 요금이 낮아지는 등—캘리포니아 공공서비스 위원회는 주별 유틸리티와 함께 유연한 요금을 개발하는 데 참여하고 있습니다. 맥알리스터 커미셔너가 제시한 슬라이드에 따르면, CPUC는 주식 회사 소유의 유틸리티가 2027년 1월까지 시간당 마진 비용 기반의 요금과 프로그램을 제공하도록 목표로 하고 있습니다.
맥알리스터는 캘리포니아가 7GW의 부하 유연성 목표를 달성하기 위해 가전제품에서의 3GW 가격 반응형 수요와 4GW 전통적인 수요 반응을 결합하려고 한다고 말했습니다. 일부 고객이 연간 100시간 동안 '부하를 떨어뜨리는' 전통적인 수요 반응을 의미합니다.
전 세계적인 관심
"전 세계적으로 사람들은 우리가 부하 유연성에서 무엇을 하고 있는지에 대해 너무 흥분하고 있습니다,"라고 맥알리스터는 말했습니다. "말이 퍼져, 전등이 켜진다." 그는 사람들이 결정한다고 말했습니다. "물론 우리는 그렇게 하고 있습니다; 그게 이치이고 우리는 캘리포니아가 하는 일에서 학습하고 싶습니다."
CEC는 유연한 수요를 넘어 '트랜잭티브 에너지'로 나아갈 것으로 전망하고 있습니다. 유연한 수요는 유틸리티에서 가전제품으로 요금의 일방향 통신을 포함하지만, 트랜잭티브 에너지는 가전제품이 양방향 통신 기능을 갖추어 전기 자동차가 배터리에 저장된 에너지를 그리드로 다시 전송할 수 있게 하는 것을 포함합니다.
캘리포니아 그리드가 2045년까지 탄소 제로가 될 예정임을 감안할 때, 맥알리스터는 "근시일 내에 부하 유연성이 탄소를 제로화하는 데 도움이 될 것"이라고 말했으며 장기적으로는 "부하 유연성이 100% 탄소 제로인 상황에서 그리드를 최적으로 운영하는 데 도움이 될 것"이라고 덧붙였습니다.
캘리포니아의 유연한 요금 작업은 CPUC 에너지 부서 직원의 백서 및 태평양 북서국립 연구소의 잠재적인 비용 절감에 관한 분석에 기초하고 있습니다.
CalFlexHub 심포지엄의 녹음과 슬라이드는 이 달 말에 공개될 예정이라고 벌크리 랩 대변인이 말했습니다.
California moves a step closer to opt-in dynamic pricing to help balance renewables
Opt-in dynamic pricing of electricity, which could help balance renewable generation while lowering electric bills for participants and non-participants alike, is now on deck for a California decision.
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캘리포니아 공공서비스 위원회 (CPUC)의 에너지 부서 직원은 전기의 선택적 동적 가격 채택에 대한 규칙 제정 절차를 시작하도록 위원회에 제안했습니다.
https://youtu.be/kvV_dn_3gFI?si=k5Mkdwz_hkioKG_1
자동으로 가격 신호에 응답할 수 있는 장비를 갖춘 고객을 대상으로 선택적 동적 가격은 일부 전기 소비를 전기 요금이 낮은 시기로 이동시킬 것이며, 예를 들어 재생 가능한 에너지가 높은 시기에 이루어질 것입니다. 동시에 그리드가 스트레스 상태에 있고 가격이 높은 시기에는 소비를 줄일 것입니다.
직원 제안서는 CPUC가 동적 가격에 대한 조치를 취함으로써 가격 신호에 응답할 수 있는 기술의 고객 채택을 촉진할 수 있다고 기대하고 있습니다.
캘리포니아 에너지 위원회가 자금을 지원한 성공적인 동적 가격 시험 이후에 CPUC는 최근 두 개의 동적 요금 시험을 승인했습니다. 시험에 참가할 수 있는 고객 장비에는 에어컨, 히트펌프, 전기 자동차 충전기, 배터리 저장, 농업 관개 펌프 및 산업 공정 장비가 포함되었습니다.
CPUC는 그리드 리소스 이용을 향상시키고 분산 에너지 자원의 '공정한' 그리드 통합을 선호하는데, 이는 CPUC의 DER 행동 계획을 인용한 직원 제안서가 말하고 있습니다. 직원 제안서는 "회피된 마진 비용과 관련된" 고객 소유 DER에 대한 '공정한' 보상을 달성할 것이라고 제안서는 말합니다.
선택적 동적 가격 프로그램에서 참가자와 비참가자 모두 전기 요금을 절감할 것이라고 CPUC 직원 제안서에서 설명한 태평양 북서국립 연구소의 모델링 연구에 따르면, 고객 요금은 10%에서 17% 감소하게 되며, 국가적으로 채택되면 연간 330억 달러에서 500억 달러의 절감이 예상됩니다.
DER 산업 지원
CPUC의 직원 제안서 초안을 지원하는 9개의 DER 공급업체 및 성명서 그룹은 CPUC 워크샵 이후 작년에 공동 비공식 의견을 제출했습니다. 공동 의견에 따르면 규칙 제정의 범위에는 "소매 가격에서 수출 에너지에 대한 크레딧 방법 및 CPUC 규정에서 고려 중인 순 에너지 계량 개혁과의 상호 작용"이 포함되어야 합니다. 아홉 당사자는 Enel X, California Energy Storage Alliance, California Solar & Storage Association, Sunrun, Vote Solar, Tesla, EDF Renewables, Nuvve, and Stem 이었습니다.
고객 보호
CPUC 직원 제안서에 따르면 선택적 동적 가격 하에서는 여러 가지 가격 구성요소가 포함될 것이며, 그 중 하나는 전기의 위치별 실시간 도매 가격입니다.
제안서는 2021년 2월 텍사스의 극한 추위로 인해 대규모 정전이 발생한 때 텍사스에서 극히 높은 도매 전기 가격에 대한 논의를 다루고 있습니다. 높은 도매 가격은 소매 전기 공급업체인 Griddy의 실시간 가격 고객에게 전가되었습니다. CPUC 직원 제안서에 따르면 캘리포니아의 그리드는 인접 지역과의 그리드 연결이 있으며 텍사스 그리드는 고립되어 있으며 캘리포니아에는 발전용 용량 충분을 보장하기 위한 자원 보장 프로그램 또는 용량 시장이 있으며 텍사스에는 그런 시스템이 없다는 이유로 캘리포니아 동적 가격 고객은 극단적인 가격에서 보호받을 것입니다.
직원 제안서는 CPUC 규칙 제정이 신뢰성 이벤트 중에 고객 보호를 보장하기 위한 방법을 탐구해야 한다고 권장합니다.
양방향 가격
위치별 실시간 도매 가격 외에도 다른 전기 가격 구성요소는 실시간 그리드 이용률에 기초한 동적 용량 요금과 세대, 전송 및 분배 서비스 및 기타 고정 비용을 회복하기 위한 가격 구성요소입니다.
최종적으로 제안서는 "양방향" 전기 가격을 구상하고 있으며 고객은 동적 복합 가격으로 에너지를 수입하거나 수출할 수 있게 될 것입니다.
캘리포니아 에너지 위원회는 MIDAS(고객 요금 데이터베이스)라고 하는 온라인으로 접근 가능한 유니버설한 고객 요금 데이터베이스를 만들었으며, CPUC 직원 제안서에 따르면 MIDAS를 동적 가격 프로그램에 사용하기 위한 규정 채택을 제안했습니다.
태양광이 캘리포니아의 전기의 25% 이상을 공급하고 풍력은 거의 8%를 공급하는 시점에서 캘리포니아는 동적 가격에 대비한 이 단계에 도달했습니다.
CPUC 직원 제안서는 수요 유연성의 필요성과 현재 접근 방식의 한계에 대한 필요성을 논의하는 화이트 페이퍼를 포함한 "수요 유연성 관리와 고객 DER 보상을 위한 고급 전략"이라는 제목입니다. 제안서에 대한 워크샵이 2022년 7월 21일에 예정되어 있습니다.
전력 소비자가 도매 전기 가격에 따라 전력 소비를 늘리거나 줄일 수 있다면 전력 수요는 더 유연해질 것입니다. 이것은 가변 가능한 재생 가능 발전을 균형있게 조절하고 연간 시스템 절감을 약 330-500억 달러로 나타냅니다. 이는 태평양 북서국립 연구소(Pacific Northwest National Laboratory)의 모델링 연구에서 나온 결과입니다.
https://www.youtube.com/watch?v=TJiTaTsuJ7Q
절감 대부분은 피크 부하를 충족시키기 위해 발전용량을 예비로 보유하는 데 드는 낮은 용량 지불로 인해 발생합니다. 예비 용량은 전력 수요가 급증하거나 많은 발전소가 오프라인으로 전환될 때 도매 에너지 가격이 급등하는 것을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 실시간 가격에서 나오는 수요 유연성은 피크 부하를 줄여 예비 용량과 지불 금액을 줄이게 될 것으로 연구는 발견했습니다.
https://www.pnnl.gov/sites/default/files/media/file/EED_1574_BROCH_DSOT-ExecSumm_v11.pdf
낮은 도매 에너지 가격과 재생 에너지 발전이 높은 시기에 에너지를 더 많이 소비하는 결과로 추가적인 절감이 이루어질 것입니다. 참가자의 경우 고객 전기 요금은 최대 17% 감소하며 비참가자의 경우 중간 재생 가능 에너지 케이스에서 10% 감소할 것입니다.
시범 연구
남부 캘리포니아에서 실시된 실시간 가격이 분배 회로에서 작동함을 보여주는 시범 연구 이후에 공공 서비스 회사 SCE는 잠재적인 극한 여름 날씨에 대비하기 위해 250만 달러의 추가 실시간 가격 시범을 시작했습니다. 이 실험은 가격 반응형 엔드유저를 가진 주거, 상업 및 산업 고객에게 열려 있으며 해당 소프트웨어가 장착된 전기 자동차 충전기, 미터 뒤 배터리 및 제어 가능한 부하와 같은 가격 반응형 엔드유저를 가진 고객에게 적용됩니다.
또한 캘리포니아에서 주정부는 농업 펌핑 부하에 대한 동적 시간당 가격 프로그램을 제공하기 위한 325만 달러의 시범 프로그램을 승인했습니다. 규제당국은 유틸리티 PG&E에게 해당 시범을 Valley Clean Energy라는 커뮤니티 초이스 어그리게이터와 조정하여 실행하도록 지시했습니다. VCE의 농업 펌핑 부하는 연간 전체 부하의 15%를 나타냅니다.
메인과 뉴햄프셔의 세 고립된 공동체의 주민을 대상으로 하는 실시간 가격 시범 프로젝트에 대해 미국 에너지부는 665만 달러를 지원했습니다. Post Road Foundation이 프로젝트를 이끌고 있으며, 미국 뉴햄프셔 전력 협동조합과 준정부 기관인 Efficiency Maine이 참여하고 있습니다.
캘리포니아 공공서비스 위원회에서는 두 캘리포니아 프로젝트를 승인하는 결정에서 "현재 여러 관할구역에서 실시간 가격 요율을 제공하고 있다"고 언급했습니다. 이에는 일리노이주의 ComEd와 Ameren(3만 명 고객), 조지아 파워(2천 명 고객), 그리고 스페인(1,000만 명 고객을 대상으로 하는 기본 요율)이 포함되어 있다고 위원회는 말했습니다.
장치에 가격 전송
태평양 북서국립 연구소의 연구원들은 연구에서 전체 미국을 대표적으로 고려할 수 있는 텍사스의 ERCOT 그리드 지역에서 실시간 가격 하에서 전기 소비를 모델링했습니다. 그들은 모델링 결과를 ERCOT의 실제 종단부하와 비교할 수 있게 했으며 이후 결과를 전체 미국으로 확장했습니다.
위에 표시된 것과 같이 모델링된 시스템은 자동으로 가격에 반응하는 장치 제어, 각 소비자가 설정한 가격 유연성 곡선, 이를 종합하는 서비스 제공업체 및 그리드 목표를 달성하는 데 사용되는 가격 결정 메커니즘이 필요합니다. 이 가격은 그런 다음 장치 제어로 전송되어 그리드 목표를 달성하게 됩니다. 연구소의 고문인 헤이든 리브(Hayden Reeve)는 웹 세미나에서 이를 설명했습니다. 모델링에는 선물과 실시간 도매 전기 가격이 모두 사용되었습니다.
연구자들이 모델링한 실시간 가격 체계에는 전기의 위치별 마진 가격, 혼잡 비용, 배전 비용 및 고정 미터 요금이라는 네 가지 가격 요소가 포함되었습니다. 혼잡 비용은 유틸리티에게 수입으로서 모델링되지 않았지만 고객에게 반환되었습니다.
모델링된 시나리오에는 두 가지 별도의 분산 에너지 자원 배치가 포함되어 있었습니다: 유연한 부하(HVAC 장치 및 주거용 온수기) 및 미터 뒤 배터리. 각 배치 유형은 일반적인 사업 운영 케이스, 중간 재생 가능 발전 시나리오 및 지붕 태양광 및 전기 자동차 배치를 포함한 미래 재생 가능 발전 시나리오에서 평가되었습니다.
텍사스는 용량 시장이 없지만 연구원들은 전체 미국을 대표하기 위해 용량 시장이 있는 시스템을 모델링했습니다.
리브는 텍사스의 얼음 동결 기간 동안 도매 가격이 급등한 후 텍사스가 도매 가격에 인덱싱된 소매 요금을 금지했다고 언급하며 "다자간 투자에 경제적 신호를 5분 동안 안내하는 데 정부가 사용하는 것"에 대한 의문을 제기했습니다. 그는 가격 신호를 제한함으로써 최종 사용자를 보호해야 하며 "그 이상으로는 다양한 경제적 신호가 이러한 다자간 투자 전략을 사람들에게 유익하게 만드는 데 필요한 영역이 열려 있다"고 제안했습니다.
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