グリッドに利益をもたらすEV負荷プロファイルの最適化

米国と欧州連合の電力需要はここ数年横ばいまたは減少しており、需要の増加に伴う収益の増加という従来のビジネスユーティリティモデルを脅かしています。ただし、EVの採用とEVが使用する電力の予測される増加は、電力企業が消費者に販売する可能性のある電力量の劇的な増加を表しており、不安定なファンダメンタルズを支えています。ただし、断続的な充電時間と地理的なクラスタリングは、ピーク需要の問題を悪化させ、変圧器を脅かす可能性があります。

進化するEV市場、充電インフラストラクチャ、および充電時間は、ユーティリティの負荷形状に大きな影響を与えると予測されています。公益事業者は投資戦略と需要の段階的変化を組み込む方法を決定するため、価格シグナルや車両とグリッドの統合など、さまざまな戦略を検討する必要があります。これらのツールは、電力企業や規制当局がEVの充電動作を微調整して、グリッドへの破壊的な影響を最小限に抑え、消費者のコストを削減し、炭素排出量を削減するのに役立ちます。

当レポートは、グリッドに利益をもたらすEV負荷プロファイルの最適化について調査しており、成熟するEVおよび充電市場、EVグリッドの影響から理論から実用への移行、デマンドレスポンス、エネルギー貯蔵、管理された充電などの潜在的なユーティリティのメリットなどの情報を提供しています。

目次

序文

背景

提言

プラグイン車の採用と充電能力の拡大

• 急ピッチで進むPEVの採用
• PEVの車載充電容量の急増
• 容量に応じて急増する充電
• スマート充電を可能にするデジタルプラットフォーム
• 双方向充電器の登場

理論から実用へと移行するPEVグリッドの影響

• システムレベルでは、PEVはピークとトラフを悪化させる可能性がある
• 一時的なものである現在のパターン
• T&D計画のペース維持の困難性
• 視認性の低さによるブラウンアウト発生の可能性
• フリートサービスのためのユーティリティの制約による輸送機関の電化遅延の可能性

将来のPEVの需要によるスマートグリッドの必要性

• 公益事業の内部および顧客とのグリッドの可視性を向上させる必要性
• 社会的グリッドの目的を満たすための料金オプションの採用
• TOU住宅配備のためのコストと要件の削減
• RTPでグリッド目標に向けた時間変動料金のメリットの改善
• 報酬プログラムを利用したPEVの負荷管理の迅速的な実施
• 需要率設計のPEV市場への影響
• プロシューマーのための配電網の準備
• テクノロジーの先取り

LIST OF CHARTS AND FIGURES

• PEV Load Profiles by Location

• California Independent System Operator Net Load for March 31

• How PEV Market Maturity Might Shift PEV Load

• Scenario Impacts of a Residentially-Owned Plug-In Hybrid EV on Load Distribution

• Charging Profile of PEV Fleet with 170 Vehicles Using a Timed Connection

• EV Charging with TOU Rates

Electricity demand in the US and European Union has been flat or down for several years, threatening the traditional business utility model of greater demand driving higher revenue. However, projected growth in EV adoption and the electricity that EVs use represent a dramatic increase in the amount of power that utilities will likely sell to consumers, buttressing shaky fundamentals. However, intermittent charge times and geographic clustering could exacerbate peak demand issues and threaten transformers.

The evolving EV market, charging infrastructure, and charge times are expected to have a big impact on utility load shapes. These trends are magnified by increases in solar generation, which leads to a greater discrepancy between low midday demand and peak demand when people return home from work. As utilities determine investment strategies and how to incorporate a step-change in demand, they will need consider a range of strategies including price signals and vehicle-to-grid integration. These tools can help utilities and regulators nudge EV charging behavior to minimize disruptive grid impacts, lower consumer costs, and reduce carbon emissions.

This Guidehouse Insights report explores the maturing EV and charging markets, the move from EV grid impacts from theoretical to practical, and potential utility benefits, including demand response, energy storage, and managed charging. The report also explores this question: how are EVs and renewables exacerbating load shape peaks and troughs? Recommendations for utilities and other stakeholders are provided along with instruments in utility and regulator toolbelts that could help shift EV load.

KEY QUESTIONS ADDRESSED:

• What are utility risks and opportunities associated with increased EV demand?

• Will increased demand from EVs cause rolling brownouts?

• How could price signals and vehicle-grid-integration affect EV impacts on utility load shapes?

• What are the interrelationships between EVs and solar generation on utility load shapes?

• What are the hourly grid impacts of different types of charging (e.g., workplace and single unit dwelling)?

WHO NEEDS THIS REPORT:

• Utility executives
• Public utilities commission regulators
• Electricity demand response program implementers
• Environmental non-profits
• Auto manufacturers
• Charging infrastructure OEMs
• Investor community

TABLE OF CONTENTS

Spark

Context

Recommendations

Plug-In Vehicle Adoption and Charging Capacity Are Growing

• PEV Adoption Is Racing Ahead
• Onboard PEV Charging Capacity Is Ramping
• Deployed Charger Capacity Is Ramping in Response
• Digital Platforms Are Enabling Smart Charging but Volumes Are Low
• Bidirectional Chargers Are on the Way

PEV Grid Impacts Are Moving from Theoretical to Practical

• At the System Level, PEVs Might Exacerbate Peaks and Troughs
• The Current Pattern Is Ephemeral
• T&D Planning Might Struggle to Keep Pace
• Low Visibility Might Create Brownouts
• Utility Constraints for Fleet Servicing Might Slow Transportation Electrification

Future PEV Demands Are Going to Require Smart Grids

• Utilities Need to Improve Visibility of the Grid Internally and with Customers
• Adopt Rate Options to Meet Societal Grid Objectives
• Lower Costs and Requirements for TOU Residential Deployment
• Increase Time-Variable Rate Benefits Toward Grid Objectives with RTP
• Use Reward Programs to Implement PEV Load Management Quickly
• Ensure Demand Rate Designs Are Not Negatively Affecting PEV Markets
• Prepare the Distribution Grid for Prosumers
• Get Ahead of the Technology