“鸭子曲线”源自美国加州电力系统模型，本质上是指一天内发电出力所满足的电力负荷的变化图表（净负荷=实际负荷-可再生能源发电出力），曲线因形似一只鸭子而得名。2008年，美国国家可再生能源实验室（NREL）首次发现，随着光伏和其他可再生能源的增加，该曲线呈现出独特的形状。
在加州独立系统运营商（CAISO）看来，随着加州光伏装机容量的持续增长，“鸭子曲线”的低点会越来越低，这给电网运营商在经济上和电网运行方面带来双重挑战。美国能源信息署（EIA）也表示，“鸭子曲线”并非加州独有，在美国多地以及全球可再生能源占比高的地区，“鸭子曲线”都变得更加明显。
加州如何缓解“鸭子曲线”难题？高比例可再生能源并网有哪些挑战？监管机构能发挥哪些作用？围绕这些问题，在近期举行的第15届中美绿色能源论坛期间，eo采访了加州能源委员会（CEC）原主席罗伯特·维森米勒（Robert Weisenmiller）。
维森米勒在CEC任职超过九年，曾负责加州的电力需求预测，该预测是加州电力系统规划的基础。他致力于帮助加州出台开创性的能源政策，鼓励创新的清洁能源研发项目。在其任内，维森米勒推动修订了加州建筑和电器能效标准。退休后，他创立了咨询公司MRW & Associates，帮助企业、金融机构和监管机构进行战略规划和政策研究，并提供能源市场分析和监管、电力定价、边际成本分析等咨询服务。
据维森米勒介绍，以光伏为代表的可再生能源发展迅速，加州对灵活性的需求大幅增加。人们在担心高电价的同时也担心电力系统是否安全可靠。随着光伏发电规模的不断扩大，加州著名的“鸭子曲线”（净负荷曲线）进一步下沉，给电网的安全稳定运行带来挑战。他指出，为应对电网运行挑战，加州正通过部署储能、推动区域电网互联以及扩大容量充裕性等措施，促进可再生能源并网，保障电力系统安全稳定运行。
eo：加州宣布到2045年实现100%清洁能源发电，目前实施了哪些举措推广绿色电力？在负荷管理方面有什么计划？
维森米勒：加州计划在2045年实现100%清洁电力，目前已有约60%的电量来自可再生能源，理想状态下，2035年可再生能源发电量将达到90%。可再生能源的增长主要归功于屋顶光伏的迅猛发展。此外，加州还有包括公用事业规模的光伏、风电和储能、地热能、小型水电和生物质能等可再生能源，其中光伏和风电的发电量增长最快。
近几年，CEC不断更新建筑能效标准。从2020年1月1日开始，加州所有新建住宅包括三层楼以下独栋或公寓都要安装住宅光伏系统。从2023年1月1日开始，法规进一步要求加州所有新建筑配备光伏和储能。
为保障电力供应稳定，CEC把负荷管理也纳入《建筑能效规范》。负荷管理旨在鼓励用户改变用电习惯，错峰用电，从高峰时段用电改为在电价较低时用电。加州能源委员会要求电力公司和社区与负荷聚合商合作，聚合商要推出按小时不断变化的电价套餐，并在加州能源委员会的数据库中提交和更新每小时的电费信息。
总的来说，加州在努力将电力结构转向可再生能源和储能的同时，也在全面推进建筑、电器和交通领域的电气化。
eo：加州在实现高比例可再生能源并网上面临哪些挑战？又是如何应对的？
维森米勒：在加州，人们在担心高电价的同时也担心电力系统是否安全可靠。加州有很多高新产业，这些产业对供电可靠性要求极高。同时，随着加州越来越多的家庭、商用建筑转向全面电气化，电力稳定可靠供应也变得不可或缺。而随着光伏发电规模的不断扩大，加州著名的“鸭子曲线”（净负荷曲线）发生变化，影响到电力系统稳定运行。
长期来看，为保障资源充裕性，加州正加大容量采购力度。显然，当电网从以天然气发电为主向100%可再生能源电力过渡时，我们将主要采购可再生能源。
2021年，加州公用事业委员会（CPUC）批准了一项计划，要求公用事业公司开发或采购11500兆瓦的新型电力资源。这些电力资源将于2023—2026年上线，采购的所有电源都来自零碳能源，包括分布式能源（含需求响应）、可再生能源，以及1000兆瓦的长时储能。这是CPUC有史以来单笔最大的容量采购订单，新增容量将用于取代即将退役的Diablo Canyon核电站和一些火电厂。
除此之外，2020年CPUC曾颁布2021—2023年区域购电指令，要求采购3300兆瓦电力，保障系统可靠性。加州AB2514法案也明确要求2020年实现1325兆瓦的储能装机目标。2021年3月，为缓解极端天气事件带来的电力可靠性问题，CPUC追加电源采购，要求公用事业公司在2021年和2022年额外采购1500兆瓦的电力。
eo：加州光伏发电量不断增长，“鸭子曲线”变得越来越深，这对电网运营商意味着什么？
维森米勒：我们发现，在某种程度上，解决“鸭子曲线”问题比我们最初想象的要容易，但在有些方面比较棘手。
在“鸭子曲线”（净负荷曲线）中，发电量的变化主要取决于风电和光伏发电出力的变化程度。如果风电和光伏装机分散在一州的各地，某地的发电量下降，而另一地区的发电量有所增加，那么这时该州的发电量往往趋于平稳。
但现实情况是，光伏在午后出力水平高，那时发电量不断增加，曲线下沉。但傍晚太阳下山时，光伏电量骤然下降。在加州，很多人晚上6、7点下班回家后会打开炉具等家用电器。因此，不仅是光伏发电量下降，用电负荷增量也超出了预期。这意味着系统运营商需要其他电源填补缺失电量，比如天然气发电和储能等能够快速响应的电源。
现在加州的首要任务是安装储能，储能装机容量已经从2019年的250兆瓦，发展到如今的6600兆瓦。部署大量储能，一定程度上是为了解决“鸭子曲线”加深的问题。利用储能的充放电功能，在白天阳光充足时，吸收多余的光伏电量储存起来，而在傍晚，随着负荷增加和光伏电量的减少，在用户需要时释放电量。
eo：要应对这些挑战，监管机构应扮演怎样的角色？
维森米勒：制定合适的监管框架非常关键。举个例子，作为监管机构，CEC一直在试图加强加州市场与其他周边市场的联系，推动建立西部电力市场。加州电力系统运行机构（CAISO）在加州域内运行，兼顾加州市场管理和电力系统管理，也愿意运行整个西部联网项目。
但问题是，假如你是俄勒冈州（位于美国西北部）居民，你是否希望本州的电网由加州运行？你希望确保当加州电网出问题时，本州不会受到影响。因此，关键是要处理好不同电力系统运营商之间的关系。我在CEC工作期间就在解决这个问题，至今大家仍在努力缓和彼此的关系，推动这项工作。
eo：为加速可再生能源并网，加州的输配电系统也需要更新，目前加州的输配电网建设现状如何？
维森米勒：是的，我们亟需新增输电线路。问题是加州可再生能源增长非常快，输电线路的建设速度却跟不上。输电线路的规划、许可和施工建设至少要10年，建设周期很漫长。没人喜欢在自家后院修建输电线路，建造地下输电线的成本又很高，所以加州的输电网建设比较滞后。加州有些地区正在建设输电线路，那些地区比较幸运。
也有一些研究表明，在不新建线路的情况下可以扩大现有线路的容量，让现有输电线路能承载更多的电能。这样既能缩短建设周期，还能提升已有输电通道的利用效率。利用现有的基础设施并扩大输电容量，是最简单的解决方法。但问题是我们能改造扩容多少线路？是否有某种技术，能让过去承载1000兆瓦的线路扩容至2000兆瓦？此外，有些地区间没有输电线路连接，但出现了新的输电需求，那么，在这些地区新建线路是十分必要的。
eo：在您看来，监管机构应如何引导电网进行基础设施投资呢？
维森米勒：如果要实现净零排放目标，我们就必须更新输配电系统。我认为在立法机关和州层面上，加州的行政长官知道需要建更多的输电线路。但困难在于，一旦将输电线路修建到某户人家的后院时，就会涉及搬迁补偿，大家的关系会变得紧张，问题较为棘手。但如果想要真正解决气候问题，我们就必须更新输配电系统，而且这种方式对人们产生的影响最小。
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