Structures tarifaires et spirale de la mort: Technologies décentralisées et stabilité des revenus dans la distribution d’électricité résidentielle

Timothé Beaufils and Pierre-Olivier Pineau

CIRANO Working Papers from CIRANO

Abstract: Due to the growing importance of Decentralized Energy Resources, regular rate design used by Distribution System Operators (DSOs) are becoming outdated. Scaled to a residential consumer, this study introduces a simple model to qualify the relevance of different rate structures to face the adoption of photovoltaic rooftop technologies (PV) and the daily charge of an electric vehicle (EV). Simulations show that both technologies are to have a major impact on household’s typical load profile, increasing the decorrelation between volumetric energy consumption and peak demand. In addition, EV’s recharge is powerful enough to create huge power peak, even when it occurs in a usually low consumption period. In terms of DSOs’ revenue, the impact of those new types of consumption highly depends on tariff’s structure. The introduction of temporally variable rates (ToU) may inhibit the death spiral phenomenon caused by PV’s penetration, but may be counterproductive when applied to easily postponed uses, such as EV reload. Considering that distribution costs mostly rely on peak power demand, it seems that the introduction of capacity related charges in future distribution rates is the only way to ensure a fair and efficient recovery of DSOs required revenue. Le récent développement des technologies décentralisées (DER) remet en question la pertinence des structures tarifaires des opérateurs de distribution. Cette étude présente un modèle simple permettant, à l’échelle d’un consommateur, de qualifier la pertinence de différentes structures tarifaires relativement à l’installation d’un équipement photovoltaïque (PV) ou à l’adoption de pratiques de recharge de véhicule électrique (EV). Les résultats obtenus sur un profil de consommation résidentiel typique indiquent que ces deux technologies ont le potentiel de profondément changer les caractéristiques de consommation, en induisant la décorrélation entre volume d’énergie consommé et amplitude des pics de consommation. De plus, la recharge EV domestique est caractérisée par un appel en puissance très important. Même reportées dans des heures de faible consommation, les recharges EV sont ainsi susceptibles de créer des pics de consommation massifs. Ces modifications des profils de charge se retrouvent de façon inégale dans l’évolution du revenu des opérateurs de distribution, en fonction du type de structure tarifaire retenu. Si l’introduction d’une composante horaire peut permettre aux opérateurs de distribution de limiter le phénomène de spirale de la mort causé par l’autoproduction PV, ce type de tarification peut au contraire avoir un effet contre-productif lorsque conjuguée à des usages faciles à reporter comme la recharge EV. En considérant que les coûts de distribution reposent principalement sur l’amplitude des pics de puissance, la prise en compte de la puissance maximale appelée semble être nécessaire à la construction de structures tarifaires de distribution justes et performantes.

Date: 2018-08-17
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