小题大做：来自家庭的过渡性压力

由于配电网的容量是围绕预期的年峰值需求加上备用裕度设计的，进一步光伏电池投资增加的峰值馈入加剧了现有的承载能力限制，并可能导致反向功率流超过配电网的容量。由于系统和网络运营商目前没有能力控制落后的电表发电，因此必须采取风险缓解和管理策略，例如限制电网出口、进一步扩大网络、安装配电规模的储能器，或提供动态出口限制。5.1.2. 清晨出现的日间高峰需求是澳大利亚家庭的典型特征（澳大利亚能源管理局，2018年），基本的日间高峰需求最常出现在下午17:30至21:00之间（表4和图A.1d）。家用纯光伏和光伏电池系统会影响双峰需求的时间和大小。在纯光伏阶段（PVS和PVM），落日限制了光伏发电减少日间峰值需求的能力，下午晚些时候的峰值只能延迟并略微减少（图A.2d和图A.3d）。在光伏电池阶段，白天峰值需求的时间对日照和光伏电池装机容量的变化更加敏感。从PVS:Bs阶段开始，较低的发电和储存容量意味着在日照不理想的日子，自行产生和储存的能量只会将下午晚些时候的峰值推迟到20:00左右（图A.4d）。但在日照较高的日子里，有足够的自生和储存能量，使家庭能够在下午晚些时候达到高峰后一直到晚上，从而暂时消除了下午晚些时候白天的高峰需求。

然而，一旦电池储能耗尽，就需要隔夜和第二天早上进行电网进口。这些因素导致了第一次出现清晨日间峰值需求（表4）。随着光伏电池投资从PVM:BST阶段发展到PVM:BL阶段，电池存储容量的增长超过了光伏容量。因此，在一年中更多的日子里，家庭能够在夜间进一步自给自足，从而导致清晨日间高峰需求的发生率增加（图A.5d、图A.6d和图A.7d）。然而，在PVL:BLgrid运行阶段，更大的自发电和储存容量使家庭能够在夜间到第二天早上越来越多地自供，然后在一个日间周期内消除电网需求，并开始减少清晨日间峰值需求的发生（图a.8d）。5.1.3。与冬季相比，冬季剩余需求占主导地位，夏季日照水平越高，家庭自给自足的能力越强。直到PVM:BSP阶段，夏季的年峰值需求量（表4）。然而，随着家用光伏电池容量的增加，剩余需求曲线在冬季越来越占主导地位（如图6a）。从PVM:BM开始，夏季峰值充分减少，年最大值被冬季峰值取代（表4）。考虑到每月的电网消耗（图7），夏季（12月至2月）的高日照水平允许家庭减少其总电网进口的很大一部分。在秋季（3月至5月）和春季（9月至10月），较温和的天气条件会减少取暖和制冷需求，加上适度的日照水平，家庭能够在夏季之后减少电网进口。

低日照发布说明：显示在一列上。矢量图见“图7.eps”5.2。系统和市场前景浏览备注：显示在单列上。矢量图见“图8.eps”5.2.1.2。变化在里面时机和斜坡属于公用事业规模一代随着家用光伏电池投资在每个电网运行阶段的进展（图6），白天电网接入继续增加（第5.1.1节），下午晚些时候的昼间峰值需要电网，并逐渐被清晨的昼间峰值所取代（第5.1.2节）。图8显示了夏季电网总需求的剩余需求变化。在SWISnetwork（APVI，2019a）中，使用27%（100万户家庭）的屋顶光伏穿透率，剩余需求的变化显然能够影响总电网需求：（i）随着光伏电池家庭白天供电的增加，总体最低需求继续下降（家庭电池无法存储所有多余的光伏发电）；（ii）光伏电池家庭从下午晚些时候到清晨的日间峰值需求的减少和转移，能够影响整个系统，并导致总电网需求的日间曲线发生类似变化。尽管总的日间峰值需求正在减少，但中午的最低需求将持续下降，导致爬坡率增加（图8）。这表明，随着家用电池系统的普及，适当类型的公用事业发电可能会受到影响。随着年电网需求的减少（第5.2.1节）和日高峰需求的减少，对额外公用事业发电容量的需求减少。

然而，随着爬坡率的增加，柔性发电机比刚性基本负载发电机具有越来越大的优势。2012年12月1日，通过SCADA记录（AEMO，2019c）获得了每日SWIS网格配置文件，因为它与2012年7月1日至2013年6月30日期间收集的家庭数据配置文件（Ausgrid，2018）最为匹配。5.2.1.3。协作越来越多地必需的对于一家人光伏电池资产电网总需求的这些变化受到持续使用统一电价的影响。如果没有时间价值，家庭就无法根据电力系统的动态需求运行其电力系统。目前，家庭配电系统未受到集中监控或控制（澳大利亚能源管理局，2019a）；因此，系统和市场运营对家用光伏电池的采用和调度是被动的。解决公用事业方面的系统限制（例如额外的峰值发电、公用事业规模的储能、网络扩容）可能比直接管理家庭能源资源成本更高。通过开发电表背后的系统协调能力，不仅可以降低运营风险和缓解成本，还可以为客户提供更广泛的能源服务。此外，随着家用光伏电池容量的增加，未充分利用的发电和存储容量在电表后面变得可用，以供应和管理不断增长的总电力需求份额。这些变化可能涉及重大监管、隐私和市场改革（AEMC，2019年；AEMO和能源网络Saustralia，2018年），然后才能将这些表后服务整合到电力网络和市场中。5.2.2.

电力市场的挑战和机遇5。2.2.1.坠落零售商收入必须德集市整合由于光伏电池系统可以实现比纯光伏系统更大的电网进口削减，主要从容量使用费中获得收入的零售商面临着广泛使用家用光伏电池带来的巨大销售损失。从PVM阶段过渡到PVM阶段，只有38%的电网消耗可以自给自足，然而在PVL:BL阶段，超过90%的家庭电网消耗可以自给自足（表4）。仅光伏电池系统也会导致许多家庭放弃收入，并投资光伏容量超过5 kWPFiT资格限制的光伏电池系统（第4节）。由于零售商不再需要为家用电网出口支付费用，家用光伏电池系统的沉没成本也很高，因此这些DER资产（例如峰值拥有、频率响应、负载转移）可以提供的任何电网服务的边际成本几乎为零。这为零售商提供了一个重新定位的机会，从管理批发电价的风险转变为成为订单市场参与的代理人，并鼓励他们融入批发电力市场。然而，必须在电力市场规则中考虑，以允许家庭DER系统有效竞争电网服务，并允许其潜在的系统和运营节约在整个系统中实现（AEMC，2019）。5.2.2.2。增加的角色对于灵活的需要家用光伏电池系统（图8）剩余需求的变化导致电网需求的增加（第5.2.1.2节），同时降低了总电网消耗（第5.2.1.1节）。

灵活的发电技术，如调峰和负载平衡设施，能够对这些变化做出快速响应，应该比死板的基本负载发电机获得竞争优势。但由于其平准化的电力成本通常高于基本负荷发电机（彭博新能源金融公司，BNEF，2019a；格雷厄姆等人，2018），柔性发电机的增加使用可能会对批发电价造成上升压力。然而，作为灵活需求（边际成本接近零）的一种形式，将家庭DER系统整合到电力市场中，可能会提供一种替代公用事业规模调峰和负载平衡设施的竞争性方案。5.3. 限制和展望结果仍然取决于输入参数的选择和建模假设。在没有对批发能源市场和相关零售商及网络成本的潜在变化进行内生反馈的情况下，采用照常经营的观点来评估家庭光伏电池投资可能产生的影响范围。这导致在解释结果时要考虑一系列限制。潜在的电力需求和太阳辐射状况每年都在重复。通过保持这些参数不变，结果可以更清楚地显示零售条件对家用光伏电池采用的影响。然而，它也低估了未来能源需求、能源效率和气候条件的变化，并忽视了电动汽车进一步重塑潜在电力需求的潜力。由于需求和太阳辐射情况反映了该地区的特殊性，因此在将结果转移到具有不同需求和辐射情况的其他地区时，需要谨慎。固定使用费、充电和供电费率以及默认电池操作。

澳大利亚零售电价主要是时不变的，包括使用费和固定费用（不含需求费）。如果没有能量的时间价值，除了提高自身消耗（即默认的电池运行）之外，电池不会被激励运行，因为额外的操作复杂性层（例如，决定何时进行电网充电和电网放电）将产生额外的成本，而无需进一步的报酬。使用时变关税（这将鼓励不同的运营行为）仍然不在本文的范围内。电池运行的默认模式通过以下方式最大化光伏自耗：仅使用多余的光伏发电进行充电，直到充满，并且仅放电，以避免电网输入，直到空载（同时保持在5千瓦的逆变器电池限制范围内）。因此，未使用电网充电和电网放电操作。统一的家用光伏电池投资方法。结果是通过对每个家庭应用单一投资方法（基于账单储蓄的贴现现金流）得出的。决策过程反映了经济理性的房主，他们有足够的收入，可以通过延长现有住房贷款为光伏电池投资提供资金。由于采用了单一的投资方法，这些结果无法反映影响客户光伏电池采用的各种因素，也无法反映家庭在做出投资决策时可能使用的各种财务估值指标。然而，经验证据继续重申，账单节约（Agnew and Dargusch，2017；Bondio et al.，2018；Figgener et al.，2019）和房屋所有权（Sommerfeld et al.，2017）是影响表后能源系统安装的重要因素，贴现现金流在文献中仍然广泛使用（例如，Schram，2018；Schopfer；2018）。关注家庭。

由于家庭仍然是安装在电表光伏系统之后的最大客户部门（AEMO，2019d），本文主要关注影响其光伏电池投资的零售市场条件。由于所有权是一个重要的影响因素（Sommerfeld等人，2017年），商业和工业（C&I）客户（主要是租户）在安装DER资产时处于不利地位，因为需要首先确定房东和租户之间的风险和利益共享。然而，如果电价继续上涨，C&I部门可能会鼓励额外的DER增长，以减少未来电价上涨的风险，并推动另一套电力系统过渡模式。未来的电价和光伏电池系统成本。预测电价和电池系统成本使用外生情景参数表示，并以每年固定的速度变化。随着不断上涨（时间不变）的电价和不断下降的系统成本，这些成本预测只反映了澳大利亚历史上一切照旧的情况和行业价格预期。本文不考虑进一步的成本动态，如电力系统的持续变化、引入新的支持政策或进一步扩大全球PVCB供应链。

探索这些动态如何相互作用并影响后续的政策决策可能是未来研究的一个有希望的领域。获得高分辨率和分类的家庭消费和发电概况将使研究人员和能源分析师能够向决策者和系统管理者提供更广泛的分析，使他们能够更好地了解表后光伏电池系统的预期增长及其提供电网服务的潜力。需要进一步研究，以了解一系列零售电价结构对家用光伏电池投资行为的影响，以及它们对系统集成的影响。随着家庭采用光伏电池系统，需要进行额外的研究，以评估和量化各种公用事业规模发电技术的适用性。未来的研究还可以评估家用光伏电池投资的政策成本和碳减排潜力。6.结论和政策含义在电表光伏电池系统之后，家庭实际上在网络上拥有最高的调度优先级。通过改变电网消费和向电网自由输出能源，这些低消费家庭有能力重塑电网需求，回收电力并取代公用事业规模的发电。

由于家庭有能力通过投资额外的光伏和电池容量来应对零售电力成本，决策者必须更广泛地整合零边际成本发电，从而降低批发电价，或者实现配电网现代化，从而提高网络和运营成本。仔细考虑未来家庭应该如何与电网互动，以及它在电力系统中的作用。在零售关税不变的情况下，从纯光伏家庭向光伏电池家庭的转变导致电网进口大幅减少，电网出口大幅增加，直到住户七分之一成为净发电商。这些净发电户能够避免因应对电网利用率变化所需的额外运营和市场响应而产生的系统成本。这加剧了不平等，增加了所有其他客户的成本负担，并取代了低成本发电，导致市场效率低下。政府政策制定者或许能够避免在低渗透率下做出改变，但随着光伏电池家庭变得越来越普遍（以及在SWI上的潜力），它们对电力行业的影响不能再被忽视，这将需要政府政策制定者和电力系统监管机构采取行动。光伏电池家庭最终应被视为向电网供电的其他发电机，有责任在需要时提供稳固可靠的电力。可以使用禁止性或基于价格的政策。想要向电网供电的家庭应该接受一个通用的电网代码，该代码提供系统级的可视性，调整他们的合理动态，并允许远程接入管理。这将允许关键的系统运行或市场价格决定何时可以出口电力。