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美国电网与电力市场

作者:中国储能网新闻中心 来源:绿色电力消费合作组织平台 发布时间:2020-11-17 浏览:
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中国储能网讯:美国的可再生电力市场被认为是国际上最成功的的电力市场之一。美国环境保护署(United States Environmental Protection Agency,EPA)于2001年发起“绿色能源伙伴(Green Power Partnership,GPP)”项目,对美国自愿可再生电力市场的发展有积极推动作用。以下关键信息及图片均译自EPA官网-GPP项目页面,对美国可再生电力市场的建立和发展进行了介绍。

一、美国电网的组成

美国的可再生电力市场是整个电力市场的一部分。首先介绍一下美国电网与电力市场的整体情况。

美国电网由7300多个电厂,近160,000英里的高压电力线以及数百万英里的低压电力线和配电变压器组成,连接着美国约1.45亿个客户。电网中的电力由多种资源产生,大部分来自常见的能源和技术(例如天然气、石油、煤炭和核能)。但近年来,由风能、光伏等提供的可再生能源电力在快速增加。在下图中,绿色区域代表由可再生能源提供的电量,其比重在过去数十年间不断提高。

图1:可再生能源电力比重逐年升高(图片来源:EPA网站)

美国电网由三大电网(Larger electricity networks)组成,分别是Western Interconnect、Eastern Interconnect,和Texas Interconnect,覆盖48个州。基于商业性和稳定性的考虑,三大电网彼此独立运行,很少进行电能交换。其分布如下图所示:

图2:美国三大电网分布示意图(图片来源:EPA网站)

二、美国电力市场的分类

1. 批发电力市场与零售市场

美国的电力市场由批发(wholesale)和零售(retail)两个市场组成。在批发市场中,电力交易需要通过公共事业公司(electric utilities,可理解为“电网公司”或“电力公司”)和电力交易商进行,由他们出售给最终消费者;而在零售市场中,电力交易可在电力生产商与最终消费者之间直接完成。

三大电网中的电力来自各种来源和类型的提供商,所以消费者购买电力的来源各不相同。一些公共事业公司仅出售自己名下发电厂所生产的电力。另一些公共事业公司直接从其他电力公司、电力销售商(power marketer)和独立电力生产商处购买电力,或从区域输电可靠性组织(regional transmission reliability organization)管理的批发市场购买电力。

电力零售组织结构则因地区而异。出售电力的公司可能是非营利的市政公共事业公司(municipal electric utility);由其成员所有的电力合作社(electric cooperative);私人公共事业公司(investor-owned utility,IOU);或在某些州可通过电力销售商购买电力。一些联邦政府电力主管部门也可以发电、购买、出售和分配电力。本地公共事业公司仅负责运营配电系统,将消费者与电网连接起来。。

区域平衡机构(regional balancing authorities)负责管理电网运行,以确保电力供应始终与电力需求保持平衡,从而保持电网系统服务的可靠性。受各州政策影响,批发和零售市场均可能属于传统管制市场(traditionally regulated market)或竞争性市场(competitive market)。

2. 传统管制市场和竞争性市场

美国电力市场的某些部分是传统管制市场(如佛罗里达州和科罗拉多州),垂直一体化的公共事业公司负责向消费者提供全部电力,其拥有用于服务电力消费者的发电、输电和配电系统(注:这与中国的电力市场非常相似)。

另一些区域(如东北,中西部,德克萨斯州和加利福尼亚州)则被称为竞争性市场,由独立的系统运营商(independent system operators,ISO)运营。ISO使用竞争性市场机制,允许独立的电力生产者和非公共事业生产者参与电力交易。公共事业公司通常负责为客户提供零售电力服务,而非负责发电和输电。

需要注意的是,传统管制市场和竞争性市场之间的划分并不严格。例如在加利福尼亚州,仅允许部分消费者对零售方式进行选择(即部分传统管制市场,部分竞争性市场)。

3. 市场性质对消费者选择的影响

在传统管制市场(东南、西北和西部大部分地区,加利福尼亚除外)中,大多数可再生能源项目由公共事业公司所有,消费者必须从他们那里获取电力。因此,消费者很难自行开发大型绿色电力项目并获得其可再生能源属性。

图3:受管制的零售市场与竞争性零售市场(图片来源:EPA网站)

在受管制的零售市场(图3灰色区域)中,消费者必须从该地区的公共事业公司购买电力,且无法选择电力的具体来源。而在竞争性零售电力市场(图3蓝色区域)中,电力消费者可以在竞争性零售供应商之间自由选择。这些电力市场对来自24个州(例如加利福尼亚州、德克萨斯州和东北部大多数州)的独立电力生产商开放。其中18个州和华盛顿特区还引入了零售方式的选择,即允许居民/企业用户自行选择其电力供应商和发电方式(包括可再生能源),因此在零售供应合同的拟定、选定的可再生能源位置和规模方面都具有相当的灵活性。

关键字:电力市场

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