Диспетчерское поколение

Диспетчерская генерация относится к источникам электроэнергии, которые можно программировать по требованию по запросу операторов электросетей в соответствии с потребностями рынка. Диспетчерские генераторы могут регулировать свою выходную мощность в соответствии с заказом. ^[1] Недиспетчерируемые возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра и солнечная фотоэлектрическая (PV) энергия, не могут контролироваться операторами. ^[2] Другими видами возобновляемой энергии , которые можно распределять без отдельного хранения энергии, являются преобразование гидроэлектрической энергии , биомассы , геотермальной энергии и тепловой энергии океана . ^[3]

Время запуска

У диспетчерских установок разное время запуска, в зависимости от используемой технологии и времени, прошедшего после предыдущей операции. Например, «горячий пуск» можно выполнить через несколько часов после предыдущего отключения, а «холодный пуск» — через несколько дней бездействия.

Самыми быстрыми установками для отправки являются сетевые батареи , которые могут отправляться за миллисекунды. Гидроэлектростанции часто могут обеспечить отгрузку в течение десятков секунд или минут, а электростанции, работающие на природном газе, обычно могут обеспечить отгрузку за десятки минут.

Например, гидроаккумулирующая электростанция Динорвиг мощностью 1728 МВт может выйти на полную мощность за 16 секунд. ^[4]

Для запуска тепловых электростанций с газовыми турбинами ( цикл Брайтона ) требуется около 15-30 минут.Угольные тепловые электростанции на базе паровых турбин ( цикл Ренкина ) представляют собой управляемые источники, для запуска которых требуются часы.

состоят Электростанции комбинированного цикла из нескольких ступеней с разным временем запуска, при этом для выхода на полную мощность из холодного состояния требуется более 8 часов: ^[5]

газовая турбина может запуститься через 15-30 минут;
процесс нагрева паровой турбины (ПТ) занимает от 1 часа (при горячем пуске) до 6 часов (при холодном пуске);
Увеличение нагрузки ST занимает дополнительно от 20 минут (в «горячем» режиме) до 2 часов («в холодном»).

Атомные электростанции имеют самое длительное время запуска при холодном пуске — несколько дней (менее недели). Типичный реактор с кипящей водой проходит следующие стадии: ^[6]

установление цепной реакции (до 6 часов);
выход на номинальную температуру и давление в реакторе (12 часов);
прогрев парогенерации (12 часов);
увеличение нагрузки (2-3 дня).

Преимущества

К основным преимуществам диспетчерских электростанций относятся: ^[7]

обеспечение резерва вращения (регулирование частоты)
балансировка электроэнергетической системы ( отслеживание нагрузки )
оптимизация распределения экономической генерации ( порядок заслуг )
содействие устранению перегрузки сети ( переотправка ) ^{[ нужны разъяснения ]}

Эти возможности диспетчерских генераторов позволяют:

Согласование нагрузки — медленные изменения спроса на электроэнергию, например, между днем и ночью, также требуют изменений в поставке, поскольку система должна быть постоянно сбалансирована (см. также «Электричество» ).
Пиковое согласование – короткие периоды времени, в течение которых спрос превышает мощность установок согласования нагрузки; Генерация, способная удовлетворить эти пики спроса, реализуется за счет быстрого развертывания управляемых источников.
Время подготовки - периоды, в течение которых альтернативный источник используется для дополнения времени подготовки, необходимого крупным электростанциям, работающим на угле или природном газе, для достижения полной мощности; эти альтернативные источники энергии могут быть развернуты за считанные секунды или минуты, чтобы адаптироваться к быстрым изменениям спроса или предложения, которые не могут быть удовлетворены с помощью генераторов с согласованием пиковых значений.
Регулирование частоты или прерывистые источники питания – изменения в выработке электроэнергии, подаваемой в систему, могут изменить качество и стабильность самой системы передачи из-за изменения частоты передаваемой электроэнергии; возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, работают с перебоями и нуждаются в гибких источниках энергии, чтобы сглаживать изменения в производстве энергии.
Резервное копирование для генераторов базовой нагрузки. Например, атомные электростанции оснащены системами безопасности ядерных реакторов , которые могут остановить выработку электроэнергии менее чем за секунду в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Альтернативная классификация

Исследование 2018 года предложило новую классификацию источников производства энергии, которая учитывает быстрый рост проникновения переменных возобновляемых источников энергии , что приводит к высоким ценам на энергию в периоды низкой доступности: ^[8]

«Топливосберегающая» переменная возобновляемая энергия , которая имеет почти нулевые переменные затраты и нулевые затраты на топливо за счет использования энергии ветра, Солнца и русловой гидроэнергетики. Учитывая большую долю этих источников, «потребности в мощности обусловлены периодами низкой доступности ПВИЭ», и поэтому их предлагаемая роль заключается в замене других источников с высокими переменными затратами в периоды, когда они доступны.
«Быстрые всплески» — это источники энергии, которые могут быть мгновенно отправлены в периоды высокого спроса и высоких цен на энергию, но плохо работают при длительной непрерывной работе. К ним относятся накопители энергии ( батареи ), гибкий спрос и реагирование на спрос.
«Надежные» низкоуглеродные источники, которые обеспечивают стабильное энергоснабжение в течение всех сезонов и в течение периодов до недель или месяцев, включают атомную энергетику , гидроэлектростанции с большими резервуарами, ископаемое топливо с улавливанием углерода , геотермальное и биотопливо.

См. также

Ссылки

^ Купер, Дункан (22 марта 2012 г.). «Энергетический клуб Джонсона участвует в конкурсе по возобновляемым источникам энергии» . Высшая школа менеджмента Сэмюэля Кертиса Джонсона. Архивировано из оригинала 16 июня 2012 года . Проверено 29 августа 2012 г. Большинство традиционных источников энергии являются диспетчеризируемыми, то есть их можно включать и выключать в зависимости от спроса на электроэнергию. Количество производимой ими электроэнергии также можно увеличивать или уменьшать, чтобы подача электроэнергии соответствовала количеству, требуемому потребителями.
^ Электросеть: ключевые термины и определения
^ Глобальная энергетическая оценка: к устойчивому будущему
^ «Добро пожаловать в First Hydro» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 г. Проверено 8 января 2013 г.
^ Иванова, Саухац и Линкевичс 2016 , с. 2.
^ Ли 2021 , с. 23.
^ Как возобновляемые источники энергии могут обеспечивать возможность диспетчеризации электроэнергии по требованию?
^ Сепульведа, Нестор А.; Дженкинс, Джесси Д.; Де Систернес, Фернандо Дж.; Лестер, Ричард К. (21 ноября 2018 г.). «Роль устойчивых низкоуглеродных энергоресурсов в глубокой декарбонизации энергетики» . Джоуль . 2 (11): 2403–2420. дои : 10.1016/j.joule.2018.08.006 . ISSN 2542-4351 .

Источники

Иванова, Полина; Саухац, Антанс; Линкевич, Олег (2016). К оптимизации пусков и остановов парогазовых электростанций . IEEE. дои : 10.1109/RTUCON.2016.7763081 . ISBN 978-1-5090-3731-5 .
Ли, Ифэй (2021). Характеристика времени реакции различных электростанций (PDF) (магистерская диссертация). Техническая высшая школа Ингольштадта.

[1] Купер, Дункан (22 марта 2012 г.). «Энергетический клуб Джонсона участвует в конкурсе по возобновляемым источникам энергии» . Высшая школа менеджмента Сэмюэля Кертиса Джонсона. Архивировано из оригинала 16 июня 2012 года . Проверено 29 августа 2012 г. Большинство традиционных источников энергии являются диспетчеризируемыми, то есть их можно включать и выключать в зависимости от спроса на электроэнергию. Количество производимой ими электроэнергии также можно увеличивать или уменьшать, чтобы подача электроэнергии соответствовала количеству, требуемому потребителями.

[2] Электросеть: ключевые термины и определения

[3] Глобальная энергетическая оценка: к устойчивому будущему

[4] «Добро пожаловать в First Hydro» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 г. Проверено 8 января 2013 г.

[FOOTNOTEIvanovaSauhatsLinkevics20162-5] Иванова, Саухац и Линкевичс 2016 , с. 2.

[FOOTNOTELi202123-6] Ли 2021 , с. 23.

[7] Как возобновляемые источники энергии могут обеспечивать возможность диспетчеризации электроэнергии по требованию?

[8] Сепульведа, Нестор А.; Дженкинс, Джесси Д.; Де Систернес, Фернандо Дж.; Лестер, Ричард К. (21 ноября 2018 г.). «Роль устойчивых низкоуглеродных энергоресурсов в глубокой декарбонизации энергетики» . Джоуль . 2 (11): 2403–2420. дои : 10.1016/j.joule.2018.08.006 . ISSN 2542-4351 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]