[DER-도매/소매시장] 분산 전원들을 어떻게 도매 시장에 물릴까? - 논문소개

소개

미국 지역 전반에 걸쳐 다양한 분산 에너지 자원(DER)의 배치는 최근 몇 년 동안 급격히 가속화되어 전력 시스템의 현재와 미래 운영을 개선하기 위해 확대되고 중요한 문제를 제기하고 있습니다. 2018년 플러그인 전기차 판매 수익은 75% 증가하고, 에너지 저장 시장은 18% 성장하며, 스마트 미터 투자는 10억 달러를 초과했습니다. 고객 직접 DER의 확산은 주로 주요 비용 감소를 이끈 기술과 제조 산업의 발전과 고객들이 운영 안정성을 개선하기 위한 솔루션을 요구하는 것에 의해 주도됐습니다. 게다가, 많은 주가 전력 시스템의 탄소 강도를 낮추고, 전반적인 시스템 내구성을 개선하고, 더 많은 에너지 선택을 요구하는 고객의 요구를 충족시키기 위해 DER를 장려하는 정책을 시행했습니다.

 

많은 DER은 현장 사용을 위해 배치되었지만, 원래 사용 사례 이상의 시장 신호에 빠르게 대응하고 도매 전력, 용량 및 부수 서비스 시장을 포함한 다양한 가치있는 그리드 서비스를 제공할 수 있는 기술적 잠재력을 가지고 있습니다. 도매 시장에 DER를 통합하면 전체 자산 이용률을 최적화하고, 경쟁력을 강화하며, 비용이 많이 드는 인프라 업그레이드를 제한하는 대안적인 솔루션을 제공하여 모든 소비자가 돈을 절약할 수 있습니다.

 

경쟁력 있는 도매 전기 시장은 혁신을 장려하고 공급 업체 간의 강력한 경쟁을 용이하게 하면서 가능한 최저 비용으로 전체 시스템 안정성을 유지하기 위해 개발되었습니다. 그러나 현재 도매 시장 규칙은 대부분 전통적인 대형 중앙 발전기 및 독점적인 부하 공급 업체의 기술 및 운영 특성을 중심으로 구축되어 있습니다. DER의 급속한 배치를 고려할 때, 연방 규제 기관과 지역 시장 운영자는 새로운 분산 기술의 특성과 능력을 고려하여 새로운 규칙과 운영 방식을 적극적으로 채택해야 합니다. 마찬가지로, 주 규제 기관 및 배전 공용기관은 배치되는 DER가 소매 및 도매 시장에서 다중 서비스를 제공할 수 있도록 완전히 활용될 수 있는 방법을 고려해야 합니다.

 

DER은 시스템 안정성을 크게 향상시키고 극단적인 기상 상황에서 탄력성을 개선하며 에너지 서비스 비용을 줄일 수 있지만, 도매 시장에서 공정하게 참여하고 경쟁할 수 있는 경우에만 가능합니다. 자산 소유자, 그리드 운영자 및 요금 지불자에게 혜택을 최적화하는 방식으로 DER가 배치되고 운영되도록 연방 및 주 규제 기관과 도매 시장 운영자 및 배전 공용기관 사이의 더 많은 조정이 필요합니다.

 

규제 기관과 시장 운영자의 역할

연방 에너지 규제 위원회 (FERC), 지역 시장 운영자, 그리고 주별 규제 기관은 DER(분산 에너지 자원)를 도매 및 소매 전기 시장에 적절하게 통합하기 위해 규칙과 관행이 어떻게 개정되어야 하는지 현재 검토 중입니다. FERC는 몇 년간 DER 참여가 도매 시장에서 가치가 있다는 것을 인식하고, 연방 전력법이 요구하는 대로 도매 요금이 공정하고 합리적임을 보장하기 위해 이러한 참여의 장벽을 제거하는 것이 필요하다는 것을 판결하였습니다. 위원회는 RTOs/ISOs(지역 전송 기구 및 독립 전원 공급자)가 DER 집계가 도매 서비스를 제공할 수 있는 자격을 갖출 수 있도록 시장 구조와 운영을 개선하도록 지시하는 방안을 적극적으로 검토하고 있습니다.

 

FERC와 주별 규제 기관은 DER의 비용 효율적이고 신뢰성 있는 배치를 보장하기 위한 중요한 역할을 갖고 있습니다. FERC는 DER가 제공할 수 있는 모든 도매 서비스를 제공할 수 있도록 보장하고, RTO/ISO 시장 규칙 및 운영 관행이 DER의 시장 진입 장벽을 세우지 않도록 해야 합니다. 또한, FERC는 RTO/ISO가 적절한 시장 참여 프레임워크, 명확한 통신 프로토콜 및 합리적인 측정 및 원격 감시 요구 사항을 설정하여 DER를 도매 시장에 효율적이고 신뢰성 있게 통합하는 기반을 마련할 수 있습니다. 주별 규제 기관은 주 정책 목표를 충족시키기 위해 DER 개발을 촉진하기 위한 소매 계획을 설계 및 승인하는 권한이 있으며, 지역 신뢰성 및 배전 시스템 탄력성을 개선하기 위한 연구 및 계획 수립, DER의 도매 참여로 발생하는 모든 비용이 적절하게 할당되고 회수되도록 보장하는 메커니즘을 설정하는 중요한 역할을 갖고 있습니다.

 

RTOs/ISOs 및 기타 도매 시장 운영자 및 배전 공사는 연결 요구 사항을 조정하여 연결 속도를 높이고 불필요한 연구의 중복을 피하는 등의 중요한 역할을 갖고 있으며, DER 집계자 및 운영자와의 통신을 원활하게 하여 DER 운영의 가시성을 향상시키고, DER가 중복 요금을 부담하지 않도록 보장해야 합니다.

 

모든 이에게 이익

적절하게 구성된 DER 참여 규칙은 전기 부문의 참여자들 모두에게 이익을 제공할 수 있습니다.

 

• 송전 그리드 및 도매 시장 운영자: DER은 신속한 대응과 유연한 자원을 포함하며 신뢰성과 그리드 복원력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 집합된 DER이 도매 시장에서 참여하면 RTO 및 기타 전송 운영자는 이러한 중요한 에너지 생산 및 소비 자산의 현재 및 미래 위치 및 행동에 대한 시각성을 획득합니다. 또한 DER을 시장 디스패치에 통합함으로써 그리드 운영자는 이러한 자산을 이용하여 보다 큰 그리드의 요구를 충족시킵니다. 이러한 시각성은 또한 전송 및 분배 인터페이스에서 조정 및 디스패치 지침을 개선할 수 있습니다. 또한 분산 발전 자산은 종종 불규칙한 서비스 또는 긴 다운 타임을 경험하는 지역에 배치되며, 이들을 도매 시장에 통합함으로써 혼잡과 회선 손실을 제한하고 시스템 복원력을 향상시킬 수 있습니다. 마지막으로, DER의 증가하는 수를 도매 시장에 완전하게 참여시키면 도매 경쟁력이 향상되고 공정하고 합리적인 요금이 보장됩니다.
• 배전 공공서비스사업자: DER이 도매 시장에 참여하면 전력유틸리티는 더 나은 실시간 부하 관리, 지역적 혼잡 완화 및 시간이 지남에 따라 비용이 많이 드는 인프라 투자를 연기할 수 있는 정보를 얻을 수 있습니다. 중요한 것은 DER이 시스템 다운 타임을 줄이고 비상 백업 전원 공급을 제공하여 폭풍과 화재로 인한 배전 시스템의 복원력을 향상시킬 수 있다는 것입니다.
• 주: DER은 분배 그리드 복원력을 향상시키는 주요 목표를 지원하며, 전기 공급을 관리할 수 있는 소비자의 선택권을 높입니다. 게다가, 재생 가능 에너지 및/또는 온실 가스 감축 목표를 가진 주에서는, DER로부터 집계된 용량이 도매 시장에 입찰할 수 있도록 허용하면, 분배-연계 청정 에너지 자원의 보급 증가와 가변 대규모 재생 가능 에너지 자원의 보급 증가를 가능하게 함으로써 주요목표의 실현을 가속화할 수 있습니다.
• DER 소비자 및 유틸리티 요금 지불자: 많은 가정과 기업이 신뢰성 혜택과 전기 및 난방 서비스의 잠재적 비용 절감을 위해 DER을 구매합니다. 자산 소유자/운영자를 위한 추가 수익 기반의 도매 시장 참여를 해제함으로써 고객은 DER을 구매하거나 설치할 때 더 큰 비용 절감을 볼 수 있습니다. 도매 시장 참여는 또한 자산 활용을 늘리고 최적화할 수 있으며, 이는 프로젝트 경제성을 향상시키고 모든 고객의 요금을 낮출 수 있습니다. 이는 다른 높은 비용 자원이나 인프라의 필요성을 제한함으로써 가능합니다.
• 개발자 및 집합업자: 도매 시장 참여는 DER 포트폴리오 경제성을 개선하고, 새로운 수익 기반을 추가하여 개발자가 비용 절감을 전달하고 보급을 가속화할 수 있도록 합니다. 또한 도매 시장 참여 능력은 배분 인프라의 한계로 인한 제한적 제한 가능성에서 자산 관리자가 직면하는 위험을 제한할 수 있습니다.

 

본 논문은 전국적인 도매 시장에서 다양한 DER 기술을 집약하여 참여하는 다섯 가지 기존 또는 잠재적인 사례를 제공합니다. 이러한 사용 사례는 DER의 집합을 도매 시장에 개방함으로써 모든 이해 관계자들에게 이익을 제공하고 그리드의 신뢰성과 복원력을 향상시키는 새로운 비즈니스 모델을 구현할 수 있다는 것을 보여줍니다.

 

DER WHOLESALE MARKET 참여 사례 연구

Case #1: 배터리 저장을 위한 수요에 따른 요금 관리 및 다른 시장 옵션 

배터리 에너지 저장 시스템은 전기 그리드에 다양한 서비스를 제공할 수 있는 유연한 자원입니다. 전력망에 연결된 저장 용량을 늘리는 것은 간접적으로 더 많은 간헐적 재생 가능 발전 배치를 가능하게 할 수도 있습니다. 배터리 저장 용량의 가속화된 배치는 중요한 에너지 정책 목표가 되었으며, 많은 주에서 다른 기법들과 함께 야심찬 구매 목표로 배터리 배치를 유인하고 있습니다. 배치는 대규모 송전 연결 시스템과 소규모 분배 연결 시스템 및 미터 뒤 시스템 모두를 포함합니다. 대규모 시스템은 주파수 규제 시장에서 성공적으로 참여하고, 기업은 인프라 업그레이드를 연기하는 데 도움이 되었습니다. 고객 위치에서 시스템을 사용하는 것은 최대 부하 요금 관리를 위해 인기 있는 투자 대상이 되고, 때로는 백업 발전 대체 수단으로 사용됩니다.

 

일부 시장에서는 고객 위치에서 배터리 시스템을 사용하여 수요 반응을 지원하여 이러한 자원이 도매 시장에 참여할 수 있는 길을 제공할 수 있습니다. 그러나 수요 반응 참여 모델에서 이러한 배터리 저장 시스템을 사용하는 것은 그들이 제공할 수 있는 전체 범위의 그리드 서비스를 제공할 수 없게 만듭니다. 또한 참여를 위한 좁은 길은 DER 위치 및 기능에 대한 그리드 운영자의 가시성을 제한하여 송전 시스템과 지역 분배 시스템 간의 상호작용에 대한 어려움을 제공합니다. 배터리 시스템의 배치가 가속됨에 따라 규제 당국은 시장 구조 및 조율 절차가 새로운 고객 위치의 저장 시스템에서 그리드 이점을 극대화할 수 있는지 고려해야 합니다. 그리드 운영자와 배터리 자산 소유자 모두가 배터리가 더 넓은 범위의 시장 참여 방법에 액세스 할 수 있으면 이점을 얻을 수 있습니다.

 

스마트 미터 저장 솔루션뿐만 아니라, Stem Inc.는 상업 및 산업 고객에게 저장 서비스 제품을 제공하여 수요 요금을 관리하고 최대 수요 시간에 그리드에서 소비를 제한하여 비용 절감을 제공합니다. Stem은 분산 에너지 저장 자산을 집계하고 ISO의 Proxy Demand Resource (PDR) 메커니즘을 통해 캘리포니아 ISO의 수요 반응 자원으로 참여하는 인공지능 플랫폼을 사용합니다.

 

캘리포니아에서 집계된 DER 포트폴리오는 분산 에너지 자원 제공자 (DERP)라는 경로를 통해 직접 도매 에너지 및 부대 서비스 시장에 참여할 수 있습니다. 그러나 이 선택지에도 불구하고, 캘리포니아 시장에서 Stem 및 다른 DER 집계자들은 PDR 메커니즘에 입찰하는 것이 더 유리하다고 판단했습니다. PDR은 부하 감축에 참여를 제한하지만, DERP 구조 내 장벽 때문에 더 유리한 참여 옵션입니다. 특히 참여자들은 DERP의 24/7 결제 요건 때문에 도매 시장 외의 기회를 활용하는 것이 불가능하다는 것을 지적했습니다. 이는 DER이 다중 수익 스트림에 의존하기 때문에 번거로운 일입니다. 또한 DERP에서는 에너지 저장 시스템이 시스템을 충전하기 위해 사용하는 에너지에 대해 소매 요금과 도매 요금으로 두 번 지불해야 합니다. 또한 DERP는 각 개별 DER에 상세하고 비용이 많이 드는 텔레메트리 설치를 필요로 하며, 수백 개 또는 수천 개의 소규모 자산을 포트폴리오로 집계하는 재정적 이유를 약화시킵니다.

 

이러한 제한은 PDR에는 적용되지 않으며, Stem은 그 참여 모델 아래에서 빠르게 대응하고 신뢰성있는 수요 반응을 제공해 왔습니다. CAISO는 대부분의 RTOs/ISOs보다 집계된 DER 참여를 도매 시장에서 용이하게 할 수 있는 노력을 진행하고 있지만, DERP 모델과 같은 결함을 해결하여 도매 시장에 대한 추가 액세스를 허용하는 것은 CAISO 그리드와 고객 모두에게 혜택을 줄 것입니다. 이렇게 하면 다음과 같은 여러 가지 이점이 있습니다.

• 송전 및 분배 그리드 운영자의 DER 가시성 증가;
• 분산 저장 자산의 사용 향상으로 전체 시스템 비용 절감;
• 지역 DER에 의존하여 인프라 위협 (예: 날씨)에 대한 강화된 내성;
• 주 정책 목표의 가속화;
• 새로운 수익 스트림을 해제하여 개발자 및 고객의 비용 절감;
• 개선된 경쟁력 및 낮은 도매 요금으로 모든 요금 지불자에게 이익을 제공합니다.

사례 #2: 기업의 지속가능성, 수요 요금 감소 및 도매 시장 부하 감소를 위한 상업용 태양광 및 스토리지

대규모 상업 및 산업 고객들은 종종 DERs(Distributed Energy Resources)를 활용하여 운영 개선, 비용 절감 및 탄소 저감 목표 달성 등 다양한 혜택을 추구합니다. 뉴욕시에서는 럭셔리 임대 아파트 건설업체 중 하나인 Glenwood Management이 2012년부터 Enel X와 함께 13개 건물에 독립형 저장소 및 태양광과 저장소를 포함한 다양한 DER 솔루션을 설치 및 운영하고 있습니다.

 

Glenwood 소유의 DERs는 그리드 에너지의 이상 (뉴욕시의 전압 불안정성으로 인한 브라운아웃 등)으로부터 주민들을 보호하고 수요 요금을 감소시키기 위해 사용됩니다. 이러한 직접적인 혜택 외에도, 이 자산들은 Consolidated Edison(ConEdison)이 제공하는 소매 프로그램 및 New York Independent System Operator(NYISO)가 제공하는 도매 프로그램에도 참여합니다. Enel X는 이러한 다양한 용도를 최적화 소프트웨어 플랫폼을 통해 공동 최적화합니다.

 

소매 수준에서 Glenwood의 저장소 자산 포트폴리오는 ConEdison의 소매 수요 반응 프로그램에 참여합니다. 이 자산들은 집적되어 있지만 ConEdison의 위치별 요구에 따라 개별적으로 배치될 수 있습니다. 집적된 DERs는 위치별 요구를 관리하고 ConEdison의 DR 프로그램 참여와 수요 요금 감소를 균형있게 조정하여 Glenwood의 전기 비용을 낮추도록 최적화됩니다.

 

또한, Glenwood의 자원 포트폴리오는 100kW 이상의 지역 발전소와 수요를 절감할 수 있는 최종 사용자 부하 대상으로 제공되는 NYISO의 Special Case Resource(SCR) 프로그램에 참여합니다. Enel X는 이러한 자원을 정기적인 경매 과정을 통해 NYISO 설치 용량 시장(ICAP)에 공급합니다.

 

소매 및 도매 프로그램에 참여하면서 온사이트 요구를 충족시키는 것 외에도, Glenwood Management의 DER 자산은 Glenwood 및 그리드와 다른 고객들에게 더 큰 전반적인 가치를 제공할 수 있습니다. 구체적으로, 소매 및 도매 시장에 참여함으로써 이러한 DER는 다음과 같은 다양한 이점을 제공합니다:

• 전송 및 분배 그리드 운영자들의 가시성 증가;
• 분산 저장소 자산의 이용도 향상으로 전체 시스템 비용 감소;
• 고객의 신뢰성과 내구성 개선, 고객 선택권 및 제어력 증대;
• 새로운 수익원 발굴로 개발자 및 고객의 비용 절감;
• 경쟁력 증대 및 도매 요금 감소로 모든 요금납부자에게 혜택을 제공합니다.

사례 #3: 주택용 태양광 발전 + 저장 - 선도 용량 시장 참여

몇 년 동안 미국 전역의 주들은 분산형 태양광 발전 시스템의 보급을 촉진하는 정책을 도입해왔습니다. 분산형 태양광 발전 기술의 보급이 급속도로 증가함에 따라, 주요 발전소들은 이러한 시스템을 보상하는 방법을 재검토하게 되었습니다. 최근 몇몇 주가 순전력계량(net energy metering)과 같은 정책을 넘어서 주택용 태양광 발전 소유자들이 배터리 저장장치를 설치하여 그들의 전력 수출을 최적화하는 방법을 장려하는 인센티브를 제공하기 시작했습니다. 선두적인 예로는 매사추세츠주가 있습니다. 매사추세츠주에서는 태양광 매사추세츠재생 목표(Solar Massachusetts Renewable Target, SMART) 프로그램을 통해 에너지 저장장치를 설치하는 고객에게 혜택을 제공합니다.

 

2019년, 뉴잉글랜드 ISO(ISO-NE)는 전력 시스템 자원을 위한 연례적인 용량 경매를 실시했으며, 분산형 태양광 발전 업체인 Sunrun은 분산형 태양광 발전과 저장 시스템에서 20MW의 용량을 제공하기 위한 입찰을 성공시켰습니다. 이는 분산형 태양광 발전과 저장 시스템에서 구성된 용량 입찰이 미국의 선도 용량 경매에서 성공적으로 청산된 첫 번째 사례입니다. ISO-NE에 따르면, 주요 경매는 kW-월 3.80 달러의 최저 청산 가격을 기록하여 6년 동안의 최저 가격을 달성했습니다.

 

이러한 입찰의 성공적 기원은 2016년 Sunrun과 National Grid 사이의 파트너십에서 비롯되었습니다. 이 파트너십은 Sunrun의 분산형 태양광 및 저장 자산으로 그리드 서비스를 식별 및 개발하기 위해 설정되었습니다. 샌프란시스코 기반의 설치업체는 이 제휴를 활용하여 입찰을 계획하고, 이 정전력 경매에 참여하기 위한 엄격한 요구 사항을 충족시키도록 보장했습니다.

 

Sunrun은 가능한 한 ISO 뉴잉글랜드의 최저 입찰 가격 규칙(MOPR) 요구 사항을 충족시켜야 하는 일부 주문서와 달리, 제한된 자원 수만이 RTR(Renewable Technology Resources) 지정을 받아 용량 경매에 참여할 수 있다는 RTR 지정으로 용량 공급 의무를 받았습니다. 이 MOPR은 주문서가 RTR 지정을 받지 못한 주류 정책 프로그램에서 장려되는 특정 자원들이 정의된 최저 가격에 입찰해야 한다는 것을 요구하여 그들의 용량이 경매에서 청산되지 않고 지역 용량 요구 사항에 반영되지 않을 위험을 만듭니다. 약 145MW의 자원이 RTR 지정을 받아 용량 계약을 수여받았으며, RTR 예외 제한 가운데 약 300MW의 용량이 내년 경매로 이전됩니다. RTR 처리용으로 제한된 용량은 Sunrun과 같은 집단 참여자들의 미래 용량 시장 참여에 장벽이 될 수 있습니다.

 

이 사례는 그리드 운영자와 분산형 에너지 자산 개발자 모두가 주요한 혜택을 찾을 수 있도록 분산형 태양광 발전 및 저장 시스템을 도매 시장 참여에 참여시키는 방법을 보여줍니다. 그러한 참여를 허용함으로써 이러한 자산을 최적으로 활용할 수 있으며, 다음과 같은 다양한 이점을 제공합니다.

• 전송 및 분배 그리드 운영자들의 가시성 증가;
• 분산 저장장치 자산의 활용 향상으로 전체 시스템 비용 절감(이 예제에서는 추가 불필요한 용량 구축 회피);
• 주요 주요 달성 가속화;
• 새로운 수익 스트림 개방으로 개발자 및 고객의 비용 절감;
• 경쟁력 향상 및 낮은 도매 요금, 모든 요금 지불자에게 이로움이 됩니다.

사례 #4: 수요 반응을 위한 전기 자동차 플릿

전기 자동차(EV)의 판매는 앞으로 수십 년간 급격히 증가할 것으로 예상됩니다. 이러한 성장은 배터리 비용의 감소와 차량과 충전소와 같은 EV 서비스 장비(EVSE)의 채택을 위한 연방 및 주정부의 인센티브에 의해 이뤄질 것입니다. EV의 높은 보급은 분배망 및 그리드 운영자에게 도전과 기회를 제공합니다. 미국에서는 EV 충전의 80%가 가정에서 이루어집니다. 하나의 EV를 충전하는 것은 가정의 전기 사용량을 50% 증가시키고, 비동기적 피크 사용량을 10배 증가시킬 수 있습니다. 정확한 계획과 조정 없이, EV의 높은 보급은 그리드의 불안정화 또는 다른 문제를 일으킬 수 있습니다.

 

반면, 좋은 조정이 이루어진다면, EV는 소매 및 도매 시장에서 에너지, 발전 및 분배 용량, 부가 서비스 및 전압 조절을 포함한 다양한 그리드 서비스를 제공할 수 있는 유연한 자원이 될 수 있습니다. EV 그리드 서비스는 차량-그리드 통합(VGI)의 두 가지 범주로 나뉩니다: 관리된 또는 스마트한 EV 충전 또는 V1G, 또는 양방향 EV 충전, 차량-건물 (V2B) 및 차량-그리드 (V2G)를 포함하는 V2G. 스마트 EV 충전은 전기의 일방적인 흐름을 포함하며, 경제, 환경 또는 작동 신호에 대한 응답으로 EV 충전의 시간 또는 비율을 수정하는 것을 의미합니다. 차량-건물 및 차량-그리드 연결은 전기의 양방향 흐름을 포함하여 차량 배터리를 에너지 소비자 또는 발전기로 작동시켜 뒷면 또는 앞면의 미터 그리드 서비스를 제공 할 수 있습니다.

 

현재, VGI 서비스는 유용한 시간에 충전이 이루어지도록 보장하는 유틸리티 프로그램을 위한 스마트 EV 충전을 통해 주로 제공됩니다. V1G 서비스는 매우 가치 있지만, EV가 제공할 수 있는 그리드 서비스의 광범위한 범위 중 하나일 뿐입니다. 따라서 정책 결정자들은 VGI 서비스 시장을 촉진하고, 이를 통해 V2G와 같은 기술 개발을 촉진하는 것에 초점을 맞추기 시작했습니다. 예를 들어, 캘리포니아에서 제안된 SB 676 (2019)는 캘리포니아 공공 유틸리티 위원회가 2030년까지 비용 효율적인 VGI의 최대한 활용을 위한 전략과 측정 가능한 지표를 수립하도록 요구할 것입니다. EV 시장 점유율이 증가함에 따라 규제 당국은 혼잡한 피더에서 그리드 이점을 극대화하고 EV의 필요성을 줄이는 시장 구조와 조정 절차를 고려해야 합니다.

 

유틸리티 프로그램 이상으로, Enel X e-Mobility(이전 eMotorWerks)은 현재 EV 및 EV 충전기에 포함된 "가상 배터리" 용량 35MW 이상을 관리하며, 이 중 일부는 캘리포니아 ISO(CAISO)의 Forward-Futures 및 실시간 에너지 시장에 제공됩니다. 이 네트워크의 EV 및 EV 충전기의 충전을 중지, 시작, 변조 및 지연시키면 Enel X e-Mobility은 수요 반응 자원을 위한 California의 Proxy Demand Resource(PDR) 모델을 통해 자동화 된 전력을 제공할 수 있습니다. PDR 모델을 통해 Enel X e-Mobility은 시장 청산 가격이 입찰 가격보다 높은 구간에서 시장 가격을 받고, 해당 구간 동안 측정 된 부하 감소에 대해 보상을 받습니다. 사례 연구 #1에서 논의된 대로, CAISO의 DERP 모델은 이론적으로 배터리, 특히 EV 내부의 배터리를 포함하여 더 큰 가치를 창출할 수 있습니다. 그러나 DERP 비발전원 자원(NGR)은 24시간 7일간 충전 및 방전에 대해 도매 가격으로 결산되어, PDR 모델에 내재된 것처럼 다른 서비스를 제공하는 것을 금지합니다. 미터뒤 자원은 DER 제공 업체와 사이트 호스트를 위한 도매가격 소비에 대한 소매 가격 중복 비용을 부담해야 합니다. 이러한 장벽으로 인해 DERP-NGR 경로는 EV 및 EV 충전 플릿을 포함한 뒷면-미터 DER 집합 업체에게 실행 불가능합니다. CAISO는 Energy Storage and Distributed Energy(ESDER) 이니셔티브를 통해 DER에 대한 시장 참여 모델을 계속해서 개선하고 있습니다. 그러나 Enel X e-Mobility이 CAISO 시장에 대한 수요 반응을 성공적으로 제공하고 있다는 것은 집합 된 EV 플릿이 의미 있는 그리드 서비스를 제공할 수 있다는 구체적인 증거입니다. 집합 된 EV 그리드 서비스의 일부 이점은 다음과 같습니다.

• 새로운 부하를 관리하기 위한 전송 및 분배 그리드 운영자의 유연성 증대
• EV 배치에 대한 주정부의 정책 목표 달성 가속화
• 새로운 수익 길이 창출, 개발자 및 고객의 비용 절감
• 경쟁력 강화 및 도매 가격 인하, 모든 요금 납부자에게 이익 제공

사례 #5: 지역 난방, 냉각 및 전기 수출을 위한 마이크로그리드

전력 그리드와 분리하여 운영할 수 있는 전기 생산, 저장 및 관리의 자체 시스템 인 마이크로그리드의 사용은 에너지 저장을 비롯한 다양한 DER의 비용 감소와 마이크로그리드 내의 다양한 DER 자산의 일정 및 조정을 개선하기 위한 소프트웨어 솔루션의 발전 등으로 인해 최근 몇 년간 가속화되고 있습니다. 연속적인 전기 공급이 필요한 기업과 전력 견고성에 대한 우려가 있는 지역사회들은 백업 디젤 발전기와 같은 기존 기술보다 경제적이며 환경적 이점이 더 큰 신뢰성 솔루션으로 마이크로그리드를 고려하고 있습니다.

 

그러나 일부 마이크로그리드 운영자들은 전력 그리드 운영자가 그리드 스트레스 시 마이크로그리드 자산을 전원 공급으로 이용하는 중요한 이점을 보더라도 대기 서비스와 상호 접속 인프라 업그레이드의 전체 비용을 지불해야 한다는 우려를 표명했습니다. 마이크로그리드 운영자들이 자원을 집합하고 도매 에너지 및 수요 반응 시장뿐만 아니라 소매 수준 프로그램에 참여할 수 있게 되면 취약한 그리드 상의 공동 소유 및 개인 소유 마이크로그리드의 배치를 가속화하고 프로젝트 경제성을 개선할 수 있습니다.

 

브롱스의 Co-op City는 거주자 약 50,000명을 대상으로 하는 세계에서 가장 큰 주택용 마이크로그리드 중 하나를 소유하고 운영하고 있습니다. 이 시스템은 총 40MW의 용량을 갖는 CHP(연소 발전) 시설을 중심으로 구축되었으며, 1960년대 중반에 지역 난방 및 냉각 시스템으로 설치되었지만 지금은 지역사회의 전기 수요의 90%에서 95%를 공급하고 있습니다. Co-op City는 유틸리티의 매입 요금제를 통해 과잉 전력을 Con Edison에 판매하고 도매 가격을 받아 독립 전력 생산자와 유사하게 보상을 받고 있습니다. 중요한 것은 CHP가 지역의 열량 부하를 공급할 수 있는 능력으로 인해, Co-op City는 극한 날씨 상황에서 전력을 수출하면서 ConEdison의 그리드 스트레스 시 귀중한 전원 공급 및 내구성 자원으로 작용하고 있습니다. Co-op City는 마이크로그리드 자산이 제공하는 서비스를 확장하고 최대 5MW의 지붕 태양광을 포함한 추가 DER을 통합하려는 노력을 하고 있지만 대기 요금에 변화가 없으면 유틸리티 운영에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 그리드 연결을 끊는것이 경제적이라는 주장이 있습니다.

 

시장 개혁 및 도매 시장 참여 기회는 이러한 맞지 않는 인센티브를 해결하고 마이크로그리드 프로젝트 경제성을 크게 개선하며 대규모 인프라 투자의 필요성을 제한하고 전체 시스템 신뢰성과 내구성을 개선할 수 있습니다. CHP 기반 지역 난방 및 냉각 DER의 참여 증대를 허용하면 다음과 같은 다양한 이점을 가져올 수 있습니다.

• 전력 및 분배 그리드 운영자에 대한 가시성 증가;
• 분산 배치 가능한 발전 자산의 이용 개선으로 전체 시스템 비용을 낮춤;
• 기후 내구성에 대한 주도적인 주정책 목표의 가속화;
• 새로운 수익 스트림의 해제로 개발자 및 고객의 비용을 낮춤;
• 고객의 신뢰성 및 내구성 향상 및 시스템 취약점에 마이크로그리드 배치로 인한 비용 부담 제한.

결론

집합된 DER 포트폴리오는 에너지 시스템에 많은 유용한 서비스를 제공할 수 있습니다. 배치된 DER 수가 증가함에 따라 규제기관과 전력망 운영자는 이러한 가치 있는 자원이 그리드 서비스를 제공하고 소비자 비용을 낮추는 데 완전히 활용될 수 있도록 보장해야 합니다.

 

특히, DER 배치의 증가와 보다 완전한 활용이 필요한 상황에서는 도매 시장에서 집합된 DER 포트폴리오의 필요성이 더욱 급속하게 증가합니다. 오늘날 이러한 시장에서 DER 참여는 최소화되어 있어 전체 자산 활용과 최적화가 제한됩니다. 이 보고서의 사례 연구는 집합된 DER가 도매 서비스를 신뢰성 있고 비용 효율적으로 제공하면서 소매 서비스를 제공하거나 호스트 고객의 요구를 충족시키는 예시를 보여줍니다. DER 집합체가 제공할 수 있는 모든 도매 서비스를 제공할 수 있는 성공적인 방법을 보장하는 것은 고객과 그리드 모두에 대한 신뢰성과 내구성을 높이며, 에너지 공급에 대한 고객의 선택권을 확대하고, 합리적인 요금을 보장하기 위한 더 큰 경쟁력을 제공하며, 더 비용이 많이 드는 투자를 피함으로써 전체 시스템 비용을 낮출 수 있습니다.

 

FERC, 지역 전력망 운영자 및 주 정부 규제기관은 모두 도매 시장에서 DER의 신뢰성 높은 비용 효율적인 통합을 보장하기 위한 중요한 역할을 해야 합니다. 이러한 주체들이 협력하여 DER가 소매 및 도매 서비스를 제공하면서 분배 시스템 영향을 효과적으로 해결할 수 있는 프레임워크를 수립할 수 있습니다. 이러한 조치를 취하면 DER 채택의 전체적인 약속과 가치를 실현할 수 있으며, 에너지 기술 및 에너지 서비스 제공에 대한 더 큰 혁신을 가능케 하며, 고객의 신뢰성을 높이고 비용을 낮출 수 있습니다.