Управляемые установки имеют разное время запуска в зависимости от используемой технологии и времени, прошедшего после предыдущей операции. Например, «горячий запуск» может быть выполнен через несколько часов после предыдущего отключения, в то время как «холодный запуск» выполняется через несколько дней простоя.
Самые быстрые установки для отправки — это сетевые батареи , которые могут отправлять в течение миллисекунд. Гидроэлектростанции часто могут отправлять в течение десятков секунд или минут, а газовые электростанции обычно могут отправлять в течение десятков минут.
Газотурбинные ( цикл Брайтона ) тепловые электростанции требуют около 15-30 минут для запуска. Угольные тепловые электростанции на основе паровых турбин ( цикл Ренкина ) являются управляемыми источниками, которым требуются часы для запуска.
Электростанции комбинированного цикла состоят из нескольких ступеней с различным временем запуска, при этом для выхода на полную мощность из холодного состояния требуется более 8 часов: [5]
газовая турбина может быть запущена через 15–30 минут;
процесс разогрева паровой турбины (ПТ) занимает от 1 часа (при горячем пуске) до 6 часов (при холодном пуске);
Увеличение нагрузки ST занимает дополнительно от 20 минут (если «горячая») до 2 часов («холодная»).
Атомные электростанции имеют самые длительные сроки запуска в течение нескольких дней для холодного запуска (менее недели). Типичный кипящий реактор проходит следующие этапы: [6]
установление цепной реакции (до 6 часов);
выход на номинальные температуру и давление в реакторе (12 часов);
разогрев парогенератора (12 часов);
увеличение нагрузки (2-3 дня).
Преимущества
Основные преимущества управляемых электростанций включают в себя: [7]
Эти возможности диспетчерских генераторов позволяют:
Согласование нагрузки — медленные изменения в потреблении электроэнергии, например, между ночью и днем, требуют также изменений в подаче, поскольку система должна быть сбалансирована в любое время (см. также Электричество ).
Пиковое соответствие — короткие периоды времени, в течение которых спрос превышает выработку установок, согласующих нагрузку; генерация, способная удовлетворить эти пики спроса, реализуется за счет быстрого развертывания диспетчерских источников.
Периоды ввода в эксплуатацию — периоды, в течение которых альтернативный источник используется для восполнения времени ввода в эксплуатацию, необходимого крупным электростанциям, работающим на угле или природном газе, для выхода на полную мощность; эти альтернативные источники энергии могут быть развернуты в течение нескольких секунд или минут для адаптации к резким скачкам спроса или предложения, которые не могут быть удовлетворены пиковыми генераторами.
Регулирование частоты или прерывистые источники питания — изменения в выходной мощности электроэнергии, подаваемой в систему, могут изменить качество и стабильность самой системы передачи из-за изменения частоты передаваемой электроэнергии; возобновляемые источники, такие как ветер и солнце, являются прерывистыми и нуждаются в гибких источниках питания для сглаживания изменений в производстве энергии.
Резервное питание для генераторов базовой нагрузки. Например, атомные электростанции оснащены системами безопасности ядерных реакторов , которые могут остановить выработку электроэнергии менее чем за секунду в случае чрезвычайной ситуации.
Альтернативная классификация
Исследование 2018 года предложило новую классификацию источников генерации энергии, которая учитывает быстрый рост проникновения переменных возобновляемых источников энергии, что приводит к высоким ценам на энергию в периоды ее низкой доступности: [8]
"Экономия топлива" - переменная возобновляемая энергия , которая имеет почти нулевые переменные затраты и нулевые затраты на топливо, используя энергию ветра, солнца и гидроэлектроэнергию русловых рек. При большой доле этих источников "потребности в мощности обусловлены периодами с низкой доступностью VRE", и поэтому их предлагаемая роль заключается в замене других источников с высокой переменной стоимостью в периоды, когда они доступны.
"Fast-burst" — это источники энергии, которые могут быть мгновенно отправлены в периоды высокого спроса и высоких цен на энергию, но плохо работают для долгосрочных непрерывных операций. К ним относятся накопители энергии ( аккумуляторы ), гибкий спрос и реагирование на спрос.
«Жесткие» низкоуглеродные источники, которые обеспечивают стабильное энергоснабжение в течение всех сезонов и в течение периодов продолжительностью до нескольких недель или месяцев, включают атомную энергетику , гидроэлектростанции с большими водохранилищами, ископаемое топливо с улавливанием углерода , геотермальное и биотопливо.
^ Купер, Дункан (22 марта 2012 г.). «Johnson's Energy Club Competes in Renewable Energy Case Competition». Высшая школа менеджмента Сэмюэля Кертиса Джонсона. Архивировано из оригинала 16 июня 2012 г. . Получено 29 августа 2012 г. . Большинство традиционных источников энергии являются диспетчерскими, что означает, что их можно включать и выключать в зависимости от спроса на электроэнергию. Количество вырабатываемой ими электроэнергии также можно увеличивать или уменьшать, чтобы поставка электроэнергии соответствовала количеству, требуемому пользователями.
^ Электросеть: основные термины и определения
^ Глобальная оценка энергетики: на пути к устойчивому будущему
^ "Добро пожаловать в First Hydro" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2016-03-03 . Получено 2013-01-08 .
^ Иванова, Саухац и Линкевич, 2016, с. 2.
^ Ли 2021, стр. 23.
^ Как возобновляемые источники энергии могут обеспечивать диспетчерскую подачу электроэнергии по требованию?
^ Сепульведа, Нестор А.; Дженкинс, Джесси Д.; Де Систернес, Фернандо Дж.; Лестер, Ричард К. (2018-11-21). «Роль устойчивых низкоуглеродных электроэнергетических ресурсов в глубокой декарбонизации производства электроэнергии». Joule . 2 (11): 2403–2420. doi : 10.1016/j.joule.2018.08.006 . ISSN 2542-4351.
Источники
Иванова, Полина; Саухатс, Антанс; Линкевич, Олегс (2016). На пути к оптимизации пусков и остановок электростанций комбинированного цикла . IEEE. doi :10.1109/RTUCON.2016.7763081. ISBN 978-1-5090-3731-5.
Ли, Ифэй (2021). Характеристика времени реакции различных электростанций (PDF) (диссертация на степень магистра наук). Технический университет Ингольштадта.
