Балансировка сети

Энергия ветра, солнечного света или других возобновляемых источников энергии преобразуется в потенциальную энергию для хранения в таких устройствах, как электрические батареи или резервуары с водой на возвышенности. Сохраненная потенциальная энергия позже преобразуется в электричество, которое добавляется в электросеть, даже если исходный источник энергии недоступен.

Балансировка сети соответствует производству электроэнергии в электрической сети . гарантирует, что потребление электроэнергии в любой момент Электроэнергию по своей природе трудно хранить, и она должна быть доступна по требованию, поэтому предложение должно очень точно соответствовать спросу в любое время, несмотря на постоянные изменения обоих. В дерегулированной сети оператор системы передачи за балансировку отвечает (в электросистеме США за это отвечают более мелкие организации, так называемые органы по балансировке , которые контролируются координаторами по надежности). ). В синхронной сети большой площади кратковременная балансировка сочетается с регулированием частоты : пока сохраняется баланс, частота остается постоянной. (с запланированной частотой ), всякий раз, когда возникает небольшое несоответствие между совокупным спросом и совокупным предложением, оно восстанавливается, поскольку и предложение, и спрос чувствительны к частоте: более низкая частота увеличивает предложение, а более высокая частота увеличивает спрос.

По состоянию на начало 2020-х годов фактические услуги балансировки оказывались в основном традиционными электростанциями : зачастую единственным запасом прочности по быстрому реагированию является инерционная реакция, обеспечиваемая кинетической энергией физически вращающихся механизмов ( синхронных генераторов и турбин). Если существует несоответствие между спросом и предложением, генераторы поглощают дополнительную энергию, ускоряясь, или производят больше энергии, замедляясь, вызывая частоты сети (50 или 60 Гц увеличение или уменьшение ). Однако частота не может слишком сильно отклоняться от заданной: многие единицы электрооборудования могут быть разрушены из-за выходной частоты и, таким образом, автоматически отключатся от сети, чтобы защитить себя, что потенциально может вызвать отключение электроэнергии .

С 20-го века балансировка сети стала менее предсказуемой, поскольку больше переменных возобновляемых источников энергии в сеть стало включаться . Это привело к ветряных электростанций отключению в ночное время, когда ветер сильный, а спрос на электроэнергию низкий. В Шотландии это привело к выплатам, совсем недавно энергосистема заплатила более 6 миллионов фунтов стерлингов за 33 дня ветряным электростанциям за то, чтобы они не производили электроэнергию.

Ограничительные платежи производятся другим поставщикам электроэнергии, а также ветроэнергетике. В 2011/2012 году выплаты National Grid в Великобритании составили 324 миллиона фунтов стерлингов, из которых 31 миллион фунтов стерлингов пошел на ветер. В 2012/2013 году, благодаря улучшению пропускной способности, они составили 130 миллионов фунтов стерлингов, из которых только 7 миллионов фунтов стерлингов пришлось на ветроэнергетику.

Этот временный избыток электроэнергии можно альтернативно использовать при электролизе воды для производства водородного топлива высокой чистоты, используемого в топливных элементах . В районах с небольшим количеством гидроэлектроэнергии насосные системы хранения , такие как электростанция Динорвиг, могут позволить использовать энергию для оперативного резерва или в периоды пиковой нагрузки, а не запускать пиковую электростанцию, работающую на природном газе .

См. также

• Прерывистый источник энергии

Источники

• Альквист, Виктор; Хольмберг, Пяр; Танжерос, Томас (март 2022 г.). «Обзор, сравнивающий централизованные и децентрализованные рынки электроэнергии» . Обзоры энергетической стратегии . 40 : 100812. doi : 10.1016/j.esr.2022.100812 . ISSN   2211-467X . S2CID   246215293 .
• Ставская, Анна; Ромеро, Наталья; де Вердт, Матейс; Верзийлберг, Ремко (январь 2021 г.). «Реакция спроса: для управления перегрузками или для балансировки сети?» . Энергетическая политика . 148 :111920.дои 10.1016 : /j.enpol.2020.111920 . ISSN   0301-4215 . S2CID   225128593 .
• НКРЭ (11 мая 2021 г.). Балансировка и регулирование частоты (PDF) . Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения .