Источники электроэнергии, которые можно использовать по требованию
Сети с высоким проникновением возобновляемых источников энергии, как правило, требуют диспетчерской генерации, а не генерации базовой нагрузки .
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 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 использовать без отдельного хранения энергии, являются преобразование гидроэлектрической энергии , биомассы , геотермальной энергии и тепловой энергии океана . [3]
Для запуска тепловых электростанций с газовыми турбинами ( цикл Брайтона ) требуется около 15-30 минут. Угольные и атомные тепловые электростанции на базе паровых турбин ( цикл Ренкина ) являются управляемыми источниками, для запуска которых требуются часы.
Преимущества
Основные преимущества диспетчерских электростанций включают в себя: [5]
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 в дополнение ко времени подготовки, необходимому 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: [6]
«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 любое время года и в течение периодов до недель или месяцев, включают атомную энергетику , гидроэлектростанции с большими водохранилищами, ископаемое топливо с улавливанием углерода , геотермальное и биотопливо.
↑ 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.
^ Электрическая сеть: 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.
^ Как возобновляемые источники энергии могут обеспечить диспетчеризацию 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.
