Калифорнийский энергорынок: победа над обстоятельствами

Калифорнийский рынок электроэнергии, ведомый California ISO (CAISO), один из самых передовых, использующий инновационные техологии организации обращения электроэнергии, стремящийся к созданию наиболее выгодных условий для его участников. CAISO является независимым системным оператором, отвечающим  за функционирование оптового рынка электроэнергии, мощности и системных услуг.

В работе энергорынка CAISO используются технологии эффективной организации работы (планирования) "на день вперёд", "в режиме реального времени" и осуществляется 5-минутная оптимизация планирования поставок энергии, как в Калифорнии, так и для пяти присоединённых штатов.

Рынок мощности, организованный CAISO является двусторонним краткосрочным рынком мощности с вертикально-интегрированными компаниями. Формально понятия рынка мощности в Калифорнии не существует. CAISO устанавливает требуемый коэффициент резервирования, и каждая сетевая компания должна обеспечить себе наличие прав на мощность в объеме, достаточном для создания установленного резерва, путём содержания собственной генерации, заключения договоров с генерирующими компаниями или сетями, покупкой мощности на основе краткосрочных договоров.

Зона деятельности CAISO включает все территории, обсуживаемыми частными энергокомпаниями, а также некоторые территории муниципальных энергокомпаний. Крупнейшими частными энергокомпаниями штата являются Pacific Gas and Electric (PG&E), Southern California Edison (SCE) и San Diego Gas and Electric (SDG&E).

Более подробно о работе CAISO можно ознакомиться на сайте организации. Целью же данного сообщения является попытка расскрыть основные особенности функционирования рынка электроэнергии Калифорнии в новых условиях развития распределённой энергитики и увеличения доли производства электроэнергии на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Основным фактором, определяющим работу рынка CAISO, в настоящее время, является увеличивающаяcя доля распределённой энергетики на основе ВИЭ. Наиболее характерно ситуацию с влиянием ВИЭ на функционирование энегосистемы описывает так называемый "утиный график" (источник).

На рисунке представлен типичный весенний день с учётом измения графика нагрузки от увеличения ВИЭ в 2012-2020 гоадх. В связи с тем, что нагрузка в часы наибольшей выработки электроэнергии на ВИЭ максимально снижается, а в часы вечернего пика увеличивается, растёт потребность в дополнительных мощностях. Тем самым увеличивается общая нагрузка на энергосистему и усложняется процесс балансирования между спросом и предложением.

Следствем значительного снижения спроса на электроэнергию в дневные часы (нагрузка 15 мая 2016 года сложилась более, чем в 2 раза ниже, чем за тот же период 2012 года) стало возникновение отрицательных ценовых индикторов. Если в предыдущие годы такая ситуация склыдывалась в часы с пониженным спросом, то теперь, все чаще, в дневные часы.

На рисунке представлена информация о количестве сложившихся отрицательных цен в марте, апреле, мае в 2012-2015 годах. Увеличение количества отрицательных цен создаёт риск поставки электроэнергии в середине дня в силу нестабильности выработки электроэнергии ВИЭ с одной стороны и удорожания содержания резервов.

CAISO намерен минимизировать негативный эффект от усугубления описанных диспропорций за счёт повышения эффективности использования энергии, увеличения ценозависимого спроса и объёмов хранения электроэнергии, перехода на экономическое диспетчирование ВИЭ, развития безуглеводородного транспорта, модернизации существующих электростанций, выравнивания время пользования системными услугами, диверсификации энергетического баланса и усиления координации с регионами.

Для решения описанных задач CAISO 01.11.2014 года запустил Energy Imbalans Market (EIM), работающий в режиме реального времени. Это позволило CAISO снизить затраты для розничных потребителей и участников рынка ISO за счёт снижения необходимости в дорогостоящих резервах, а также в более эффективном планировании и эффективном использовании региональных высоковольтных систем передачи электрической энергии; снизить выбросы углекислого газа и более эффективно использовать и интеграцию ВИЭ. Например, ISO замещает генерацию на более дорогом угле и газе за счет гидроэлектрических, солнечных, ветряных источников энергии; повысить надежность за счёт повышения доступности энергоснабжения, улучшения планирования и загрузки сетей и минимизации межсистемных ограничений. По оценке CAISO выгода от участия в EIM с октября 2014 года составила 64 млн. дооларов. На рисунке представлена территориальная экспансия CAISO.

В ближайшее время к CAISO присоединяться территории Puget Sound Energy, Arizona Public Service, Portland General Elecric и Idaho Power. Вопросу расширения территории рынка CAISO  уделяется особое внимание, так как это повышает возможности CAISO по решению описанных выше задач.

В частности территория регулирования Los Angeles Department of Water and Power (LADWP) не присоеденена к CAISO и отличается тем, что на ней имеются 18 крупных электростанций, мощность 9,8 ГВт, управляемых Aliso Storage. См. рисунок.

С целью смягчения последствий от присоединения LADWP к CAISO определены следующие меры. Проведен анализ объёмов мощности объединённых CAISO и LADWP, определен минимальный объём генерации, необходимой для поддержания надежности в объединной энергосистеме, определны районы, подверженные риску ограничения передачи электроэнергии, определены генерация и возможности по передаче, доступные за пределами LADWP и т.д.

В завершение отмечу, что особенно импонирует мне в деятельности CAISO то, что оператор рынка электроэнергии, позиционируемый, как независимый системный оператор, функционирует на некоммерческих основах. Осуществляет свою деятельность таким образом, чтобы максимально оперативно реагировать на изменяющиеся условия функционирования энергосистемы и на негативные результаты деятельности энергорынка. Всегда находится в поиске лучшего решения организации энергорынка и нацелен на продуктивный диалог с участниками рынка. И конечно, степень влияния государства в лице Минэнерго сведено к 0.