加州电网怪才：扁平化“鸭曲线”

这种独特的六部分组成的系列需要一个深入探讨在加州过渡到50％以上的可再生电力。在特朗普总统显然漠视全球变暖面前，国家已成为希望的气候活动家的灯塔。整个系列将出现这里。读第一部分在这里，第二部分在这里和第三部分这里。

怎样才能可靠地运行一个非常大和非常绿色的电网？我开始回答这些问题，在萨克拉门托的中心的能源效率和可再生能源技术（CEERT）十一月撤退。

由于撤退清盘，我仍对可再生能源如何居然会保持灯24/7几个悬而未决的问题。绿色投资组合如何能够实际提供的能量的大部分份额都还有所必需保持电网正常运行的所谓可靠的服务？似乎有很多挂在靠不住的细节标记由CEERT。

所以，进修之后，我开车沿海岸线，以提高我的顾虑与戴维·奥尔森，谁刚刚连任第二任期三年上CAISO”州长的董事会。我们在文图拉，老化海滩社区洛杉矶以北60英里，也许今天最知名的总部巴塔哥尼亚，面向生态的户外服装公司由传奇登山伊冯·乔伊纳德创办的一家小餐馆里举行了早餐。

奥尔森，加州大学伯克利分校毕业，花费了20世纪80年代和90年代初带来了新的加州风能和地热项目推向市场。在1996年，而工作之间，他被招募的巴塔哥尼亚，成为其新的总统（“伊冯拉着我攀岩我面试”），仍然住在附近。根据奥尔森的任期内，巴塔哥尼亚成为美国第一个商业合同对当地风力发电;它也开始跟踪并减少碳排放。

在1999年离开后巴塔哥尼亚，奥尔森扩大了他的努力推进国家的可再生能源部门，协助策划各种新的输电设施，连接内陆风能和太阳能农场沿海市场。他继续他的工作CEERT（他在1991年首次加入董事会），以及一个十年还担任的董事总经理西方格集团，前能源官员寻求一个联盟，使其更容易对周边电网分享权力-在许多方面，先进的多态ISO。

“我们正处在未知的领域，现在，”他告诉我。“我不能在我的有生之年想象我们会去的地方，我们将使用50个％可再生能源对我们的电力，这是我们现在看到在加州有些日子了点。”（A CAISO新闻发布会上我我们的会议学分追下来的会议尽可能在5月时电网的能源需求的56％，可再生能源，平均每月为接近30％。）

这一切，都取得了ISO“的关键角色-也始料未及，”他说，然后停顿了一下，‘这当然并非总是如此。’

我问他他是什么意思。“拐点可能已经来临的2011年，”他说。“有一个信息西班牙之行的一些州能源官员和政策的人，包括迈克Peevey”，然后头加州公共事业委员会（PUC）的。

“作为研究组的人告诉我，”奥尔森说，“该组在红恋父[西班牙的网格经理。控制室就在他们站在那里，有人向他们展示了该系统的功率的50％是可再生能源，可能主要是风。那么，Peevey感到很惊讶，有人告诉我。据报道，他说，“我们被曼苏尔[Yakout曼苏尔，那么CAISO的CEO]认为20％是最好的，我们能做的告诉。”但当时这个网格上运行的50％。

“我认为可能已经开始动摇的东西，因为组锯，你可以管理整个更多。”

一年之内，曼苏尔退役。环保主义者曾长声称，他是没有道理的路障扔了可再生能源。奥尔森告诉我，最后由ISO董事会确认，以及州长办公室，这是致力于可再生能源较高的效用任务。（2011年，加州在2020年提出了必须由零售电力供应商进行采购可再生能源的水平从20％在2013年33％）

曼苏尔由史蒂夫·Berberich，一个直率的密苏里州本地人，有着谁以前在CAISO担任过多个高级职位，并为一家大型公用事业合作金融背景成功。Berberich支付了他的会费在能源行业，但显然有向可再生能源不同的态度。他想使事情发生。随着国家的高级“格主”，他很快就开始吹嘘加州作为可再生能源展示世界各地。对于Berberich，提供与ISO“一个很酷的机会来展示它如何工作。”

这就是加州现在爱 - 你不能只用光伏发电和太阳能光伏运行系统。

“史蒂夫真的向周围的事物，”奥尔森说。"It’s a tough job... You have to understand, we don’t have much control over the mix of resources we get at the ISO, the people who are generating power around the state. That’s largely the PUC’s job. Rooftop solar, home owners-有多少是被发送到电网也超出了我们的控制。”

奥尔森没有快人快语：“我们有责任保持灯上，但事实是，我们没有得到我们所需要的资源，你就不能运行，只有光伏发电和太阳能光伏发电系统。-和这就是加州现在爱“。

我赞同从CEERT听到警告，奥尔森说，对于ISO，这个问题已经到了临界水平。2010年以来，国家先后加入约50万家太阳能屋顶（超过4000兆瓦光伏）和公用事业规模的装置又增加了8000兆瓦的产能，大约相当于30个新的燃气发电厂或十几核的。

That means on sunny days, by mid-morning, within a couple of hours the ISO must find room for an additional 8,000 to 10,000 MW of largely PV-based generation — enough to supply roughly one-third of the ISO’s total demand from several million homes and businesses.

要做到这一点，就必须引导众多燃气发生器（加上一些水电和地热发电厂）来备份停产;否则，一些光伏能源将超载的网格。这种不必要的能量被称为“超代”，必须被拒绝，或者在电网说话，“削减”。有财务后果，因为发电机没有得到支付。也损害了国家的温室气体减排目标。

同样，随着太阳在傍晚时，ISO可能需要询问11000〜12000毫瓦非PV发电机的斜坡上升。This is crucial to closing the deficit when solar PV energy abruptly falls off and the overall demand for power rises sharply (well above the morning’s peak demand) as millions of Californians come home, turn on the lights, cook dinner and power up their favorite electronic devices.

对于斜坡上一代这些大的能量波动和相关的需求都强调电网。许多发电机（风能，小水电设施及热电联产电厂）不能物理上升和在短期内下降。此外，至少有一半的更灵活的燃气电厂，位于加利福尼亚的海岸选址，将退休不久，由于对使用海水进行冷却严格的环保法规。

这一切都不是加州能源书呆子消息。至少2012当奥尔森首次加入董事会，因为CAISO检举的问题。社交问题，ISO的公共事务组，然后由Karen埃德森的带领下，想出了一个现在著名的信息图表。在24小时的时间内，波动的净能量的线图从电网要求（即总需求减去光伏发电）看起来惊人地像一个漂浮的鸭子的剪影。

在早晨，作为太阳能充斥网格，线向下弯曲（跟踪鸭的凹肚）;然后，在下午晚些时候，作为太阳能脱落和净需求的增长，该行急剧上升（镜像鸭的脖子），只在晚上（跟踪头部和嘴）再次下降。瞧：在“鸭曲线”的诞生。

在随后的几年中，ISO，市局，国家能源委员会和私人利益（公用事业，效率倡导者，蓄电组和屋顶太阳能电池供应商）都在对这个问题的所有称重。顾问也有一个重要的日子，说明如何“把节食鸭”或“教鸭子飞”，以扁平化的净需求曲线。

该问题的严重性也受到了质疑。然而，在10月，一个独立专家的数据分析表明，由于公用事业规模太阳能发电厂的扩建迅速，鸭子竟是嘎嘎叫的更大声了超过预期。ISO的2016能源斜坡的大小是提前预测四年，2020年超过之前的预期。

那么该做什么呢？在奥尔森的视图，与CEERT，没有单一的修复 - 大量存储，例如，或多个风力和地热能平衡太阳能。关键是使电网更加“灵活”。这可以通过多种方式来完成。

消费者可以通过向非高峰时段更多的能源需求的转变帮助。现场存储可以帮助，例如，通过在白天沐浴多余的太阳能发电，并在傍晚使用它。该计划转向时的日定价为所有非住宅客户，这将在高峰时段劝阻更多的消费，也有可能帮助。但是，电网规模的投资可能是最重要的。

消费者可以通过向非高峰时段更多的能源需求的转变帮助。现场存储可以帮助，例如，通过在白天沐浴多余的太阳能发电，并在傍晚使用它。

这些中最主要的，建议奥尔森，必须协同努力，确保可再生能源发电在加利福尼亚州的下档不仅是“最低成本”，而是“最适合”，为未来电网，使得ISO可靠可在2030年与操作至少一半的可再生能源。“这是法律，现在，随着SB 350，”奥尔森说，‘但我们仍在等待结果。’

后来我的行程，我问一位高级官员在市局回应，我被告知，该州以满足绿色能源的目标，过去的成功给了该机构一些余地。

“我们的事业就是没有任何迫切需要购买更多的可再生能源，”尼古拉斯Chaset，参谋长委员会主席。"They’ve got a large reserve margin and have bought all the renewables they need to meet mandates beyond 2020 and, for San Diego Gas & Electric, maybe up to 2030… If the utilities aren’t buying, a new plan isn’t going to change things right away, so we have more time to work on the process and get the model right."

Chaset承认，但是，“可能有一些根本分歧”如何还需要多少“灵活的资源”的委员会和ISO之间。

“他们实际上与鸭曲线应对得很好，”他说。“我们从许多有他们自己更喜欢谁的资源组听取，对抽水蓄能电站，地热能或热太阳能......但这些都是必须符合消费者的利益，也总体规划只是工具。”

然而，Chaset明确了市局的新的目标：“我们正在设定积极的碳减排目标，”他说。然后，我们将“可能让负载服务实体，公用事业，确定如何满足他们从哪里得到可靠的服务。”

Chaset也承认，使用CO 2削减作为全面的电路板导轨表示为PUC一个大的转变。“我们已经习惯了处理所有这些不同的日程，与需求响应，效率，可再生能源的采购，存储，分布式资源等等。”所以，一个主要挑战是确定如何在碳减排方面的价值不同的政策和采购选择，使得“苹果对苹果”的比较。在市局“需要达成一致的方法来做到这一点，” Chaset说。

我们是“脱困一个非常大的船？试图对准很多不同的工作人员提起诉讼，不同的主持者和不同的主持委员的......这是艰难的。”