stringtranslate.com

Вспомогательные услуги (электроэнергия)

Вспомогательные услуги – это услуги, необходимые для поддержки передачи электроэнергии от производителей к потребителям с учетом обязательств зон управления и передающих предприятий в пределах этих зон управления по поддержанию надежной работы взаимосвязанной системы передачи .

«Вспомогательные услуги — это все услуги, необходимые оператору системы передачи или распределения, чтобы они могли поддерживать целостность и стабильность системы передачи или распределения, а также качество электроэнергии». [1]

Вспомогательные услуги — это специальные услуги и функции, предоставляемые участниками электросети , которые облегчают и поддерживают непрерывный поток электроэнергии, так что спрос на электроэнергию удовлетворяется в режиме реального времени. Термин «вспомогательные услуги» используется для обозначения различных операций, помимо генерации и передачи , которые необходимы для поддержания стабильности и безопасности сети. Эти услуги обычно включают в себя управление активной мощностью или регулирование частоты, а также управление реактивной мощностью или регулирование напряжения в различных временных масштабах. Традиционно вспомогательные услуги предоставлялись крупными производственными предприятиями, такими как генераторы. Благодаря интеграции более прерывистой генерации и развитию технологий интеллектуальных сетей предоставление вспомогательных услуг распространяется на более мелкие единицы распределенной генерации и потребления. [2]

Виды вспомогательных услуг

Существует две широкие категории вспомогательных услуг:

К другим видам оказания вспомогательных услуг относятся:

Регулировка частоты

Под контролем частоты подразумевается необходимость обеспечения того, чтобы частота сети оставалась в определенном диапазоне номинальной частоты. Несоответствие между выработкой электроэнергии и спросом приводит к изменениям частоты, поэтому службам управления необходимо вернуть частоту к ее номинальному значению и гарантировать, что она не выходит за пределы диапазона. [3]

Если у нас есть график генератора, где частота находится на вертикальной оси, а мощность — на горизонтальной оси:

где P m – изменение мощности системы. Если у нас есть несколько генераторов, каждый может иметь свой собственный R. Бету можно найти:

Изменение частоты из-за изменения мощности можно найти с помощью:

Это простое уравнение можно перестроить, чтобы найти изменение мощности, соответствующее данному изменению частоты. [4]


Контроль реактивной мощности и напряжения

Потребительские нагрузки ожидают, что напряжение будет находиться в определенном диапазоне, а регуляторы требуют, чтобы оно находилось в пределах определенного процента от номинального напряжения (например, в США оно составляет 土5%).

Реактивную мощность можно использовать для компенсации падения напряжения, но она должна подаваться ближе к нагрузкам, чем требуется реальная мощность (это связано с тем, что реактивная мощность имеет тенденцию плохо проходить через сеть). Обратите внимание, что напряжение можно контролировать также с помощью отводов трансформатора и регуляторов напряжения . [5]

Планирование и отправка

Планирование и диспетчеризация необходимы, поскольку в большинстве электрических систем накопление энергии практически равно нулю, поэтому в любой момент мощность, поступающая в систему (производимая генератором), должна равняться мощности, выходящей из системы (спрос со стороны потребителей). Поскольку производство должно так точно соответствовать спросу, необходимы тщательное планирование и отправка.

Обычно выполняемые независимым системным оператором или оператором системы передачи, обе услуги направлены на обеспечение обязательств и координации генерирующих и передающих единиц в целях поддержания надежности энергосистемы.

Планирование подразумевает предварительные действия (например, планирование генератора для производства определенного количества энергии на следующую неделю), тогда как диспетчеризация относится к контролю доступных ресурсов в реальном времени.


Операционные резервы

Поскольку производство и спрос должны идеально совпадать (см. «Планирование и отправка»), операционные резервы помогают компенсировать разницу, когда производство слишком низкое.

Оперативный резерв — это генератор, который можно быстро запустить, чтобы обеспечить выработку достаточной энергии для удовлетворения нагрузки. Вращающиеся резервы — это генераторы, которые уже подключены к сети и могут быстро увеличивать свою выходную мощность для удовлетворения быстрых изменений спроса. Требуются вращающиеся резервы, поскольку спрос может меняться в короткие сроки и требуется быстрое реагирование. Другими оперативными резервами являются генераторы, которые могут быть отправлены оператором для удовлетворения спроса, но которые не могут реагировать так же быстро, как вращающиеся резервы, и сетевые аккумуляторные батареи, которые могут реагировать в течение десятков миллисекунд, что обычно быстрее, чем даже вращающийся резерв.

Возобновляемая генерация

Интеграция возобновляемой генерации в энергосистему одновременно требует дополнительных вспомогательных услуг и имеет потенциал для предоставления вспомогательных услуг в энергосистему. Инверторы, которые устанавливаются в системах распределенной генерации и солнечных системах на крыше, могут обеспечить многие вспомогательные услуги, которые традиционно предоставляются вращающимися генераторами и регуляторами напряжения. Эти услуги включают компенсацию реактивной мощности, регулирование напряжения, контроль мерцания, фильтрацию активной мощности и подавление гармоник. [6] Ветровые турбины с генераторами с регулируемой скоростью могут добавить синтетическую инерцию к сети и помочь в регулировании частоты. [7] [8] [9] В 2018 году CAISO протестировала синхронизатор ветряной электростанции Туле мощностью 131 МВт и обнаружила, что он может выполнять некоторые сетевые услуги аналогично или лучше, чем традиционные генераторы. [10] [11] Hydro-Québec начала требовать синтетическую инерцию в 2005 году как первый оператор сети, потребовав временного повышения мощности на 6% при противодействии падению частоты путем объединения силовой электроники с инерцией вращения ротора ветряной турбины . [12] Аналогичные требования вступили в силу в Европе в 2016 году. [13]

Электрические транспортные средства

Электромобили, подключаемые к сети, могут быть использованы для предоставления вспомогательных услуг сети, в частности регулирования нагрузки и резервов вращения. Электромобили, подключаемые к сети, могут вести себя как распределенные накопители энергии и могут отдавать энергию обратно в сеть посредством двунаправленного потока, называемого « транспортное средство-сеть» (V2G). Электромобили, подключаемые к сети, способны подавать электроэнергию с высокой скоростью, что позволяет использовать их в качестве вращающихся резервов и обеспечивать стабильность сети за счет более широкого использования прерывистой генерации, такой как ветер и солнечная энергия. Согласно исследованию, цитируемому в ссылке [14] , в котором сравнивалась рентабельность предложения вспомогательных услуг по оперативному резерву с продажей энергии V2G от парка транспортных средств, предоставление услуги по регулированию оперативного резерва более выгодно, чем продажа энергии V2G в одиночку. Однако технологии использования электромобилей для предоставления вспомогательных услуг еще не получили широкого распространения, но есть большие ожидания их потенциала. [15]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Тепловая рабочая группа.(2004). Вспомогательные услуги. Разделение электроэнергетической продукции – развивающийся рынок. полученная форма [1]
  2. ^ Рибо-Перес, Дэвид; Ларроса-Лопес, Луис; Пекондон-Трикас, Дэвид; Алькасар-Ортега, Мануэль (январь 2021 г.). «Критический обзор продуктов реагирования на спрос как ресурса для вспомогательных услуг: международный опыт и политические рекомендации». Энергии . 14 (4): 846. doi : 10.3390/en14040846 . hdl : 10251/176164 .
  3. ^ Ребурс, Янн Г. и др. «Обзор вспомогательных услуг по контролю частоты и напряжения. Часть I: Технические характеристики». Энергетические системы, транзакции IEEE 22.1 (2007): 350-357.
  4. ^ Гловер, Дж. Дункан и др. Анализ и проектирование энергосистем. 6-е изд., Cengage Learning, 2017.
  5. ^ Ахмадиманеш А. и М. Калантар. «Новая структура рынка реактивной мощности, снижающая затраты, для изменения обязательных регионов генерации производителей». Энергетическая политика 108 (2017): 702-711.
  6. ^ Сортомме, Эрик и Мохамед А. Эль-Шаркави. «Оптимальное планирование передачи энергии от автомобиля к сети и вспомогательных услуг». Smart Grid, Транзакции IEEE версии 3.1 (2012 г.): 351–359.
  7. ^ Лалор, Джиллиан, Алан Муллейн и Марк О'Мэлли. «Регулирование частоты и ветроэнергетические технологии». Power Systems, IEEE Transactions 20.4 (2005 г.): стр. 1905-1913.
  8. ^ «Использование синтетической инерции ветряных электростанций и ее влияние на существующие регуляторы скорости и производительность системы». ЭЛЬФОРСК. 2013. с. 6 (Резюме). Архивировано из оригинала 21 апреля 2017 года . Проверено 18 апреля 2017 г. . Установка ветряных турбин с синтетической инерцией является способом предотвращения этого ухудшения.
  9. ↑ Рано, Кэтрин (30 сентября 2020 г.). «Как единственная британская турбина может стать новым вариантом использования энергии ветра». www.greentechmedia.com . Архивировано из оригинала 3 октября 2020 года.
  10. ↑ Балараман, Кавья (13 марта 2020 г.). «Ветровые электростанции могут предоставлять сетевые услуги, аналогичные газовым и гидроэлектростанциям, облегчая интеграцию возобновляемых источников энергии: CAISO». Полезное погружение . Архивировано из оригинала 16 марта 2020 г.
  11. ^ Результаты испытаний ветряной электростанции Туэль CAISO , 2019 г.
  12. ↑ Фэрли, Питер (7 ноября 2016 г.). «Может ли синтетическая инерция ветровой энергии стабилизировать сети?». ИИЭЭ . Проверено 29 марта 2017 г.
  13. ^ «Сетевой кодекс по требованиям к подключению к сети, применимым ко всем генераторам (RfG)» . ЭНЦО-Э . Апрель 2016 года . Проверено 29 марта 2017 г.
  14. ^ Чандра Мули, Гаутам Рам; Кефаяти, Махди; Болдик, Росс; Бауэр, Павол (16 октября 2017 г.). «Интегрированная фотоэлектрическая зарядка парка электромобилей на основе цен на энергию, V2G и предложения резервов». Транзакции IEEE в Smart Grid . 10 (2): 1313–1325. дои : 10.1109/TSG.2017.2763683. ISSN  1949-3061. S2CID  3503020.
  15. ^ Йоос, Г. и др. «Потенциал распределенной генерации для предоставления вспомогательных услуг». Летнее собрание Общества энергетиков, 2000 г. IEEE. Том. 3. ИИЭР, 2000.