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基礎設施過去、現在和未來案例集/PJM互聯

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PJM互聯是一個區域輸電組織 (RTO),負責監督美國中大西洋和中西部地區的電力網和批發電力市場的運營。雖然它最初服務於賓夕法尼亞州-新澤西州-馬里蘭州地區,也因此得名PJM,但如今它為13個州提供能源。它屬於聯邦能源監管委員會 (FERC) 的管轄範圍,FERC是能源部下屬的一個獨立監管機構。PJM是北美最大、最複雜的電網運營商之一。

以下是PJM的概述: 

起源和發展:PJM可以追溯到20世紀20年代,當時它被稱為賓夕法尼亞州-新澤西州互聯 (PNI),成立目的是協調這些州的公用事業公司之間的電力傳輸。隨著時間的推移,它的範圍擴充套件到包括來自其他州的公用事業公司,最終在20世紀80年代發展成為PJM互聯。

獨立系統運營商 (ISO): PJM於1997年成為美國第一個ISO,從而將電網運營和管理與發電權所有權分離。這種方法促進了批發電力市場內的競爭和效率。 

批發電力市場: PJM管理著世界上最大的批發電力市場,促進發電機、輸電權所有者和各種市場參與者之間的電力交易。這些市場確保以可靠且經濟的方式向消費者提供電力。

電網管理: PJM負責管理高壓輸電網,確保電力可靠、高效地傳輸到其管轄範圍內的數百萬消費者。它協調傳輸規劃、維護和運營,以維護電網的可靠性和穩定性。

可再生能源的整合: PJM在將風能和太陽能等可再生能源納入其電網方面發揮了先鋒作用。它實施了市場法規和運營協議,以適應可再生髮電的間歇性,同時保障電網的可靠性。

挑戰和努力: PJM面臨著各種挑戰,包括不斷變化的能源政策、技術進步和不斷變化的市場動態。它致力於透過市場改革、電網現代化努力和彈性規劃等舉措來應對這些挑戰。

從本質上講,PJM在確保一個廣闊而多元的地區電力網的可靠和高效運營方面發揮著至關重要的作用。它促進了競爭性電力市場,同時積極推動清潔和可再生能源資源的整合。

時間線

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1927年:聯邦電力委員會 (FPC) 授權成立賓夕法尼亞州-新澤西州互聯 (PNI),後來成為PJM互聯。

1947年:PNI正式成立,成為賓夕法尼亞州和新澤西州公用事業公司的自願協會,以協調規劃和運營。

1960年代-1970年代:PNI擴充套件了其成員資格,包括來自其他州的公用事業公司,成為賓夕法尼亞州-新澤西州-馬里蘭州互聯 (PJMI)。

1980年代:PJMI繼續發展,涵蓋特拉華州和哥倫比亞特區的公用事業公司,並更名為PJM互聯。

1997年:PJM成為美國第一個獨立系統運營商 (ISO),將電網運營和管理與發電權所有權分離。

2000年代: PJM實施了各種市場改革,並引入了競爭性批發電力市場,以促進效率和可靠性。

2001年: FERC將PJM指定為RTO。 

2002年:PJM成為美國第一個完全運作的RTO。

2005年:PJM推出了世界上最大的批發電力市場,涵蓋美國東部的大部分地區。

2010年代:PJM繼續擴大其業務範圍並增強其電網管理能力,整合可再生能源資源,提高電網彈性。

2018年:PJM啟動了一個利益相關者流程,以解決與州補貼資源及其對競爭市場的影響相關的挑戰。

2020年代:PJM在不斷變化的能源政策、技術進步和不斷變化的市場動態方面面臨著持續的挑戰,同時努力維持電網的可靠性和可負擔性。

2024年:PJM實施了新的市場規則和運營程式,以應對新出現的挑戰,確保電網的有效運營。

資金和融資

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要了解PJM互聯(美國最大的電網運營商之一),就需要了解其獨特的組織結構、收入來源和財務體系。PJM維護著一個批發電力市場,服務於13個州和哥倫比亞特區的部分地區,管理著該地區批發電力的運輸。

會員費:PJM是一個會員制組織,其主要收入來源是其成員公用事業公司。這些公用事業公司根據其峰值負荷和市場參與度支付會員費。這些會費用於支援運營支出,例如系統維護、市場運營和管理費用。

市場收入:PJM運營著各種批發電力市場,包括能源、容量和相關服務。它透過向發電機和供應商等市場參與者收取市場費用、交易費用和罰款來獲得收入。這些收入透過為運營和電網基礎設施投資提供資金,極大地促進了PJM的財務可持續性。

輸電財務:PJM從其輸電服務中獲得資金。它向其輸電系統(包括髮電機、公用事業公司和其他市場參與者)的客戶收取輸電價格。聯邦能源監管委員會 (FERC) 監管這些關稅,這些關稅取決於輸電能力利用率等因素。

贈款和聯邦資金:PJM可能會獲得針對特定舉措的贈款和聯邦資金,這些舉措旨在提高電網的可靠性、彈性和現代化。例如,能源部 (DOE) 和國土安全部 (DHS) 等聯邦實體可能會為網路安全專案或電網增強提供資金。但是,這種資金通常只佔PJM總收入中的一小部分,而會員費和市場收入佔的比例更大。

債務融資:與許多大型基礎設施公司一樣,PJM可能會使用債務融資為電網擴張、維護和技術改進方面的資本投資提供資金。這可能包括髮行債券或從金融機構獲得貸款。債務融資使PJM能夠將大型支出的費用在一段時間內分攤,同時使用其穩定的收入來源來履行債務義務。

投資收益:PJM可能會透過將財務儲備投資於債券、貨幣市場基金或其他低風險資產等生息工具來產生收入。這種投資收益增加了財務自由度,並且可以增加來自其他來源的收入。

制度安排 - 監督和維護

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制度安排

區域輸電組織 (RTO):PJM是一個RTO,它是一個獨立的實體,負責協調其管轄範圍內的輸電網和批發電力市場的運作。作為RTO,PJM受一套規則、協議和治理結構的約束,這些結構確保了公平、高效的市場運營。

利益相關者治理:PJM的決策過程包括來自多元化利益相關者群體的意見,包括公用事業公司、發電機、消費者和州監管機構。這種利益相關者治理模式確保在制定規則、法規和市場設計時考慮多種觀點。

監管監督:PJM受到多個監管機構的監督,包括聯邦能源監管委員會 (FERC) 和州公共事業委員會。這些監管機構評估和批准PJM的關稅、市場規則以及運營的其他關鍵方面,以確保監管合規性和市場效率。

監督

監管監督:FERC和州PUC監測PJM的運營,以維護監管合規性,維護消費者和市場參與者的利益。FERC監督批發電力市場,而州PUC負責零售電力市場和消費者保護。

市場監測:PJM具有市場監測功能,可以檢測和減輕市場操縱、反競爭行為和其他效率低下問題。市場監測確保了PJM足跡內批發電力市場的完整性和競爭力。

獨立市場監督機構 (IMM):PJM 聘請了一位獨立市場監督機構 (IMM),作為市場運作和參與者行為的公正監督機構。IMM 將其調查結果和建議提交給 PJM 的利益相關方、聯邦能源監管委員會 (FERC) 和州監管機構。


維護

系統運營:PJM 負責輸電系統的日常運營,包括電網可靠性監測、電網擁堵管理和電網維修協調。PJM 的電網運營商確保電力系統可靠安全地執行,應對供需的即時變化。

基礎設施投資:PJM 負責監督旨在維護和提高輸電系統可靠性和彈性的電網基礎設施投資。這些支出包括對輸電線路、變電站和其他電網基礎設施的改造,以應對電力需求和發電模式的變化。

市場設計和規則:PJM 不斷審查和修改其市場設計和規則,以反映不斷變化的市場狀況、技術改進和監管需求。這種持續的維護確保 PJM 批發電力市場高效、競爭且能夠抵禦中斷。

總之,PJM 互聯的制度安排、監督機制和維護實踐旨在確保電力網和批發電力市場的持續執行,促進市場效率,並保護消費者和市場參與者的利益。

案例敘述

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PJM 互聯案例是一個多方面的案例,重點關注其建立、運營流程和監管監督。PJM 起源於 20 世紀初的賓夕法尼亞-新澤西互聯 (PNI),現已發展成為一個重要的區域輸電組織 (RTO),管理著美國中大西洋和中西部地區 13 個州的電網和批發電力市場。

PJM 的核心運營是作為一家獨立的公司,與發電機所有權分離,以確保輸電網的可靠性並促進具有競爭力的批發能源市場。其建設需要參與公用事業的共同努力,最初來自賓夕法尼亞州和新澤西州,透過政府撥款和貸款、納稅人付款和企業投資。

PJM 的制度體系包括利益相關方治理、監管監督和市場監測措施。利益相關方,例如公用事業、發電機、消費者和州監管機構,積極參與決策過程,確保在制定規則和運營市場時考慮各種觀點。聯邦能源監管委員會 (FERC) 和州公用事業委員會 (PUC) 監管 PJM 的運營,以保護市場完整性和消費者利益。

PJM 的監督包括日常電網運營、基礎設施投資和市場設計。PJM 的電網運營商維護電網穩定性,控制擁堵,並協調維修工作以保護電力系統的安全性。基礎設施投資用於改進輸電資產,並適應不斷變化的電力需求和發電趨勢。市場設計和規則不斷審查和修改,以反映不斷變化的市場情況、技術改進和監管約束。

PJM 的市場監測作用以及獨立市場監督機構 (IMM) 的存在對其運營效率至關重要。IMM 充當監督機構,發現和減少市場操縱和反競爭行為,同時促進市場競爭和透明度。


總的來說,PJM 互聯案例證明了合作治理、有效的監管監督和積極維護在確保電網可靠性和促進大型多元化地區的競爭性批發電力市場方面的價值。

關鍵問題

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一些關鍵問題影響著 PJM 互聯,從運營挑戰到監管和市場相關問題。以下是一些關鍵問題

容量市場改革:PJM 的容量市場,其確保有足夠的發電能力滿足未來的能源需求,遇到了相當大的障礙。供應過剩、補貼資源扭曲市場價格以及 FERC 關於容量市場規則的裁決,都促使 PJM 提出容量市場設計改進建議,以在解決市場扭曲的同時保持可靠性。

州政策和補貼資源:州政策,例如可再生能源配額和清潔能源補貼,導致補貼資源湧入 PJM 市場。這種湧入可能會影響市場價格並降低已建立的發電機的競爭力,引發對市場效率和可靠性的擔憂。

電網彈性和可靠性:PJM 在應對災難性天氣事件、網路威脅和老化基礎設施方面,在確保電網彈性和可靠性方面存在問題。確保電網能夠承受干擾並迅速恢復,從而為消費者提供穩定的電力供應至關重要。

輸電規劃和擴充套件:隨著能源格局隨著可再生能源資源的納入而發生變化,PJM 必須進行大量的輸電規劃和擴充套件工作,以適應不斷變化的發電組合。識別和投資關鍵的輸電基礎設施對於確保 PJM 範圍內電力可靠高效分配至關重要。

市場監測和執法:PJM 的市場監測和執法流程對於維護市場完整性和競爭力至關重要。儘管如此,關於市場操縱、反競爭行為和執法效率的擔憂仍然存在。改進市場監測和執法程式對於確保公平透明的批發電力市場至關重要。

電網現代化和技術整合:PJM 必須解決電網現代化和技術整合帶來的問題和機遇。採用先進技術,例如複雜的電網分析、儲能和分散式能源資源,可以提高電網的靈活性、效率和彈性。但是,將這些技術納入 PJM 的運營需要克服監管、技術和市場挑戰。

環境和氣候問題:PJM 面臨越來越大的壓力,要求其將環境和氣候問題納入其運營和市場設計。向更清潔的能源來源過渡,減少溫室氣體排放,並促進能源效率對於減緩氣候變化和實現可持續發展目標至關重要。在環境目標與電網可靠性、可負擔性和市場競爭力之間取得平衡,是 PJM 面臨的一個重大問題。

討論問題

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  1. PJM 互聯如何為確保其 13 個州範圍內電網的可靠性和彈性做出貢獻?
  2. 將可再生能源資源整合到 PJM 電網中面臨哪些關鍵挑戰和機遇?
  3. 州政策和清潔能源資源補貼如何影響 PJM 的批發電力市場和電網運營?
  4. PJM 在促進市場競爭和確保所有參與者公平的市場結果方面發揮了什麼作用?
  5. PJM 如何解決與容量市場改革相關的擔憂以及對可靠性和市場效率的潛在影響?
  6. PJM 可以採用哪些策略來加強電網現代化工作,並整合先進技術以提高電網的靈活性和效率?
  7. PJM 如何與利益相關方(包括公用事業、監管機構和消費者)合作,解決關鍵問題並塑造電網的未來?
  8. 不斷變化的能源政策、技術進步和氣候因素對 PJM 的運營和市場設計有何影響?
  9. PJM 如何在減少溫室氣體排放等環境目標與維護電網可靠性和可負擔性之間取得平衡?
  10. 其他區域輸電組織和電網運營商可以從 PJM 的經驗和最佳實踐中吸取哪些經驗教訓?

參考文獻

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https://www.pjm.com/about-pjm/who-we-are

https://www.pjm.com/about-pjm

https://pjm.com/about-pjm/who-we-are/territory-served

https://www.ferc.gov/industries-data/electric/electric-power-markets/pjm

https://www.utilitydive.com/news/pjm-private-equity-power-pants-gas-ieefa/697129/

https://www.pjm.com/-/media/committees-groups/committees/fc/2023/20231214/20231214-item-03b---3q2023-pjm-unaudited-financial-statements.ashx

聯邦能源監管委員會 (FERC),“批發電力市場參與協議”,https://www.ferc.gov/wholesale-electricity-markets/participation-agreement

美國能源部 (DOE),“電網現代化計劃”,https://www.energy.gov/oe/grid-modernization-initiative

美國國土安全部 (DHS),“關鍵基礎設施安全和彈性”,https://www.dhs.gov/topic/critical-infrastructure-security-and-resilience

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