PJM互联公司预计,数据中心将成为未来新增电力需求的主要驱动力,但其五年战略引发了一个核心问题:作为区域电网运营商,PJM究竟应在多大程度上承担将不确定负荷预测转化为发电、输电和可靠性承诺的责任?

PJM董事会于7月批准了该战略,并于8月19日正式发布。该计划呼吁采用更具动态性的电网运营方式,加快规划和并网流程,加强与各州的协调配合,并提升决策效率。

然而,该文件并未解决目前正在联邦能源监管委员会(FERC)审查中的治理和容量市场改革问题,这些决定将通过单独的程序和申报来推进。

该战略出台之际,FERC正在敦促PJM重新审视其应对快速增长的大型负荷的方式。6月18日,FERC对PJM启动了第206条款程序,要求该电网运营商及输电业主为现行大型负荷服务关税提供合理依据,或提出改革方案,并给予PJM 60天的回应期限。

Meguire Whitney公司董事总经理伊丽莎白·K·惠特尼表示,该战略在很大程度上反映的是FERC今年加强审查之前就已启动的工作。

"这实际上是一份常规的长期规划文件,只是在一定程度上体现了近期的新进展,而非针对组织所面临的最尖锐压力所作出的全新回应,"惠特尼说。

"我不认为这份文件能特别说明PJM在治理变革和容量市场改革方面的实际走向,我们还需要等待那些详细的申报文件,才能了解事态将如何演变。"

四大优先方向

PJM围绕四大优先方向构建了这一战略:运营动态电网、确保持久的市场激励机制与各州协调一致、调整规划流程,以及提升决策效率。

该计划呼吁推进电网运营现代化,在控制室引入生成式 AI与自动化技术,推动市场改革,改善发电和输电并网条件,并简化PJM的利益相关方流程。

PJM表示,其利益相关方流程"是为另一个时代而建立的",并呼吁加快决策速度,推进有针对性的治理改革,同时维护PJM的独立性。

惠特尼认为,这些目标更像是一份工作清单,而非详细的路线图。

"压缩并网队列、提高需求预测精度、改革容量市场——这些是待办事项,不是战略,"她说。"如果这一切都需要五年才能完成,那我们真的麻烦大了。"

PJM角色扩展

PJM表示,长达十余年的平稳负荷增长时代已经结束,数据中心将代表2035年前的大部分增量需求。

该战略指出,即便在生成式 AI相关负荷增长放缓的下行情景下,由于已在建设中的大型负荷和数据中心项目储备充足,系统压力在2031年前仍可能持续上升,而2030年后的不确定性将显著增加。

PJM表示,由于许可审批、输电、并网、设备和基础设施等方面的制约,发电项目上线速度难以跟上需求增长的步伐。

"随着大型负荷和数据中心持续增长推动需求加速扩张,当前的并网状况已难以为继,"PJM表示。

该战略称,PJM将作为资源充裕性的"协调者"发挥更积极主动的作用,同时强调这一责任由各州和其他利益相关方共同承担。

Persistence Analytics Group创始人尼尔·奥斯纳托认为,这是一个有实质意义的转变。

"PJM正在从预测资源充裕性,转向主动管理实现资源充裕所需的条件,"奥斯纳托说。

惠特尼则对此有不同解读。

"这看起来与其说是PJM在管理资源充裕性,不如说是PJM在提醒各州:容量市场并非为解决所有问题而设计的,"她说。

惠特尼认为,PJM的战略可能会给各州带来更大压力,要求其填补资源充裕性缺口。

"我预计PJM会更明确地说明自己做不到什么,并更强硬地告知各州哪里存在需要填补的缺口,"她说。

奥斯纳托表示,随着PJM围绕预测需求作出重大决策,责任划分问题引发了一个更深层的疑问:"预测的大型负荷需要达到什么样的证据门槛,才能转化为资源充裕性义务?"

如果PJM基于预测需求采购发电资源、加速输电建设或创设长期义务,那么预测质量将与所采购供应的质量同等重要。

"如果PJM要因为预测显示将有数吉瓦的增量负荷到来,就去采购发电资源、加速输电建设或创设长期义务,那么负荷假设的质量就与发电采购的质量同等重要,"奥斯纳托说。

大型负荷带来新风险

PJM还将大型负荷的行为特征列为日益突出的可靠性隐患。

"大型负荷的大量涌现正在带来新的可靠性和运营风险,尤其是数据中心具有独特的运行特性,可能出现显著的负荷波动,"PJM表示。

7月22日,北弗吉尼亚州发生一起输电故障,导致近4000兆瓦的数据中心负荷从PJM电网转移。PJM表示,此次事件造成了较大的发电-负荷失衡以及电压和频率波动,但未对整体可靠性产生影响。PJM和多米尼恩能源公司正在评估是否应调整大型负荷的穿越要求或相关规程。

奥斯纳托表示,这一事件说明,数据中心不能简单地被建模为大型静态负荷。

"大型负荷是有行为特征的,"他说。

保护系统、穿越特性、备用发电、转移逻辑、爬坡速率和重新并网行为,都会影响大型数据中心与电网的交互方式。

"大型负荷注册表是有用的,但一个只告诉PJM兆瓦在哪里的注册表是不够的,"奥斯纳托说。"PJM越来越需要了解这些兆瓦在系统压力下会有什么表现。"

加快建设迫在眉睫

PJM希望大幅改进新服务流程,并将"一年完成发电并网"列为其目标速度的示例。

一年期目标并不意味着每台发电机都能在一年内并网。

奥斯纳托表示,应将加速研究或签署并网协议与建设实际输电基础设施所需的时间区分开来。

"研究可以加速,但钢铁不一定能,"他说。

变压器、开关设备、输电线路建设、许可审批、天然气基础设施、融资和设备交付,在PJM完成并网工作后仍可能处于关键路径上。

该战略呼吁加强输电规划与并网之间的协调,包括更精细的大型负荷预测与建模,以及对建设风险给予更多关注。

成本风险悬而未决

该战略未能解决服务新增大型负荷的成本应如何在数据中心、公用事业公司、发电商和其他用电方之间分摊的问题。

数据中心可能为其直接并网设施提供资金,同时也会带动上游输电、额外容量或其他可靠性投资的需求。如果预测需求迟迟未能实现、增长速度慢于预期或根本未能落地,其他用户可能将承担围绕该预测所建基础设施的成本。

PJM近期的资源充裕性举措旨在防止新增大型负荷将容量成本转嫁给现有用户,但各州在零售成本分摊方面仍拥有重要权力。

奥斯纳托表示,政策讨论需要超越"项目实际并网时谁来付费"这一层面。

"大型负荷政策的下一阶段,必须超越'如果负荷到来,谁来买单'这个问题,"奥斯纳托说。"更难回答的是:如果负荷未能到来,或未能如预期般持续,风险由谁承担?"

各州掌握关键杠杆

PJM战略中反复强调与各州在资源充裕性方面的合作。

惠特尼表示,这一强调反映了PJM权力的边界。

"它归根结底是FERC的产物,而FERC是法规的产物,"她说。"因此,一切最终都回归到其结构、运营和结果是否公正合理。"

FERC 6月启动的程序是更广泛努力的一部分,旨在判断现行大型负荷关税是否仍然公正合理,以及在保障可靠性和保护现有用户的前提下,整合新增需求需要哪些改革。

惠特尼表示,这并不意味着PJM应当在资源充裕性方面获得更多权力。

"PJM显然在表明,仅仅因为它维护着一个市场,并不意味着它能对资源充裕性负全责,"她说。"各州必须介入。"

她还指出,PJM将自身角色定位为服务"公共利益",并表示内部市场监察机构认为,这一责任应成为法定授权,而非停留于修辞层面。

该战略呼吁推进有针对性的治理改革,在持续听取利益相关方意见的同时,支持PJM在应对关键问题时保持独立性。

PJM的计划清楚表明,该电网运营商认为其旧有规划模式已无法适应当前需求增长的速度和规模。

更严峻的考验在于:新模式能否区分持久需求与乐观预测,并在预测落空时厘清谁来承担成本。

Q&A

Q1:PJM五年战略的四大优先方向是什么?

A:PJM围绕四大优先方向构建战略:一是运营动态电网,推进控制室生成式 AI与自动化应用;二是确保持久的市场激励机制并与各州协调一致;三是调整规划流程,改善发电和输电并网条件;四是提升决策效率,简化利益相关方流程。这四个方向共同构成PJM应对数据中心驱动的需求增长的整体框架。

Q2:北弗吉尼亚州输电故障事件说明了什么问题?

A:2024年7月22日,北弗吉尼亚州发生输电故障,导致近4000兆瓦数据中心负荷从PJM电网转移,造成发电-负荷失衡及电压频率波动。这一事件表明,数据中心不能被简单建模为静态负荷,其保护系统、穿越特性、备用发电、转移逻辑等行为特征都会影响电网稳定性。PJM因此认识到,仅登记大型负荷的兆瓦数量远远不够,还需了解这些负荷在系统压力下的实际行为。

Q3:数据中心用电需求激增带来的成本风险由谁承担?

A:目前这一问题尚未解决。数据中心可能为直接并网设施出资,但同时会带动上游输电和容量投资需求。若预测需求未能如期实现,其他用户可能被迫承担相关基础设施成本。PJM近期举措旨在防止新增大型负荷将容量成本转嫁给现有用户,但各州在零售成本分摊上仍有重要权力。分析人士指出,政策讨论需要进一步明确:若负荷未能到来或未能持续,风险究竟由谁承担。

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