Texas Interconnection — это сеть переменного тока (AC) — широкополосная синхронная сеть , которая охватывает большую часть штата Техас . Сеть управляется Советом по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT) .
Texas Interconnection — одна из трех второстепенных сетей в североамериканской системе электропередачи . Двумя другими второстепенными сетями являются Quebec Interconnection и Alaska Interconnection . Двумя основными сетями являются Eastern Interconnection и Western Interconnection . Texas Interconnection поддерживается как отдельная сеть по политическим, а не по техническим причинам [1], но может получать часть электроэнергии из других сетей с помощью линий постоянного тока . Поскольку синхронная электросеть не пересекает границы штатов, она в большинстве случаев не подлежит федеральному регулированию ( Федеральной комиссии по регулированию энергетики ). [2]
Все электросети Техасского объединения в нормальных условиях электрически связаны между собой и работают на синхронной частоте 60 Гц.
Совет по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT) управляет потоком электроэнергии по техасской системе электроснабжения, которая поставляет электроэнергию 26 миллионам техасских потребителей, что составляет 90 процентов электрической нагрузки штата. [3] ERCOT является первым независимым системным оператором (ISO) в Соединенных Штатах [4] и одним из девяти ISO в Северной Америке. [5] ERCOT работает с Texas Reliability Entity (TRE), [6] одним из восьми региональных подразделений в рамках Североамериканской корпорации по надежности электроснабжения (NERC), которые координируют работу для повышения надежности основной энергосистемы. [7]
В качестве ISO для региона ERCOT распределяет электроэнергию по электросети, которая соединяет 46 500 миль линий электропередачи и более 550 генерирующих установок. [8] ERCOT также осуществляет финансовые расчеты для конкурентного оптового рынка электроэнергии и управляет розничным переключением для 7 миллионов помещений в зонах конкурентного выбора. [9]
ERCOT — это некоммерческая корпорация, основанная на членстве и соответствующая требованиям 501(c)(4) , управляемая советом директоров и подлежащая надзору со стороны Комиссии по коммунальному обслуживанию Техаса (PUC) и Законодательного собрания Техаса . [10] [11]
Членами ERCOT являются потребители, электроэнергетические кооперативы, производители, продавцы электроэнергии, розничные поставщики электроэнергии, электроэнергетические компании, принадлежащие инвесторам (поставщики услуг по передаче и распределению электроэнергии), а также муниципальные электроэнергетические компании. [12]
Спрос на электроэнергию самый высокий летом, в первую очередь из-за использования кондиционеров в домах и на предприятиях. 19 июля 2018 года потребительский спрос достиг 73 259 МВт. [14] В понедельник, 12 августа 2019 года, новый пик в 74 820 МВт был установлен между 16:00 и 17:00 по центральному летнему времени (22:00 по Гринвичу), так как высокие температуры в Хьюстоне достигли 100 градусов по Фаренгейту (38 °C). [15] ERCOT имел более 78 000 МВт генерирующих мощностей, доступных для удовлетворения спроса летом 2019 года, что обеспечивает достаточный, хотя и не щедрый запас. На 2020 год прогнозируемый пиковый спрос составляет 76 696 МВт. [16] Мегаватт электроэнергии может обеспечить питанием около 200 домов в Техасе в периоды пикового спроса.
В субботу, 19 января 2019 года, в ранний утренний период низкого спроса на электроэнергию, ветровая энергия обеспечила более 56% от общего спроса в 3:10 утра по центральному поясному времени. [17] В понедельник, 21 января 2019 года, ERCOT установил новый рекорд мощности ветра, составивший почти 19,7 ГВт в 7:19 вечера по центральному поясному времени. [17]
Ветроэнергетика в Техасе состоит из более чем 40 ветровых электростанций , которые в совокупности имеют общую паспортную мощность более 30 000 МВт по состоянию на 2020 год. [18] [19] Техас производит больше всего ветроэнергии из всех штатов США [18] [20] и только несколько стран превышают его установленную мощность. По данным ERCOT (Совет по надежности энергетики Техаса), ветроэнергетика составила не менее 15,7% электроэнергии, произведенной в Техасе в 2017 году, поскольку ветер составил 17,4% электроэнергии, произведенной в ERCOT, который управляет 90% электроэнергии Техаса. [21] [22]
Ветряные ресурсы во многих частях Техаса очень велики. Фермеры могут сдавать свои земли в аренду ветроэнергетикам, создавая новый источник дохода для фермы. Ветроэнергетическая промышленность создала более 24 000 рабочих мест для местных сообществ и для штата. Техас рассматривается как ориентированный на прибыль лидер коммерциализации возобновляемой энергии в Соединенных Штатах. Ветряной бум в Техасе был обусловлен расширением Стандарта возобновляемой энергии штата , использованием назначенных Конкурентных зон возобновляемой энергии, ускоренным строительством линий электропередач и необходимым принятием правил Комиссией по коммунальным услугам. [23]
Ветряная электростанция Роско ( 781 МВт), расположенная недалеко от города Роско, является крупнейшей ветряной электростанцией штата. Другие крупные ветряные электростанции в Техасе включают: Horse Hollow Wind Energy Center , Sherbino Wind Farm , Capricorn Ridge Wind Farm , Sweetwater Wind Farm , Buffalo Gap Wind Farm , King Mountain Wind Farm , Desert Sky Wind Farm , Wildorado Wind Ranch и Brazos Wind Farm .
Солнечная энергия в Техасе, наряду с ветровой энергией , имеет потенциал, позволяющий Техасу оставаться штатом-экспортером энергии в долгосрочной перспективе. Западная часть штата особенно богата открытыми территориями, с одним из самых больших потенциалов солнечной и ветровой энергии в Соединенных Штатах. [25] [26] Деятельность по развитию там также поощряется относительно простой выдачей разрешений и значительной доступной пропускной способностью. [27] [28]
Взаимосвязи могут быть связаны друг с другом посредством высоковольтных линий электропередачи постоянного тока ( линии постоянного тока ) или с помощью частотно-регулируемых трансформаторов (VFT), которые обеспечивают контролируемый поток энергии, а также функционально изолируют независимые частоты переменного тока каждой стороны. Техасская взаимосвязь связана с Восточной взаимосвязью с помощью линии постоянного тока мощностью 220 МВт около Оклауниона и линии постоянного тока мощностью 600 МВт около Монтичелло , а также связана с системами NERC ( Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения ) в Мексике с помощью линии постоянного тока мощностью 300 МВт около Мак-Аллена и линии переменного тока мощностью 100 МВт около Ларедо . [29] В Дейтоне, штат Техас, есть один переключатель связи переменного тока , который использовался только один раз за всю его историю, после урагана Айк . [ требуется ссылка ]
В октябре 2009 года было объявлено, что Tres Amigas SuperStation соединит Eastern, Western и Texas Interconnections с помощью восьми сверхпроводниковых линий мощностью 5 ГВт, но Eastern Interconnection вышла из проекта в 2015 году, сделав проект спорным. Строительство так и не было начато. [30]
В октябре 2024 года Министерство энергетики США объявило о присуждении контракта на сумму 360 миллионов долларов США по Закону о двухпартийной инфраструктуре для помощи в строительстве проекта передачи Southern Spirit компании Pattern Energy , предлагаемой линии постоянного тока высокого напряжения длиной 320 миль и напряжением 525 кВ для соединения сети ERCOT с сетями на юго-востоке. В случае строительства линия обеспечит три гигаватта двунаправленной мощности между округом Раск, штат Техас , и округом Чокто, штат Миссисипи , и будет использовать технологию преобразователя источника напряжения для повышения надежности сети, помогая смягчить сбои, такие как энергетический кризис зимой 2021 года . Проект получил окончательное одобрение Федеральной комиссии по регулированию энергетики в мае 2014 года. [31] [32] [33]
В феврале 2011 года дефицит газа и низкие температуры привели к тому, что 30 ГВт мощности оказались недоступными и вызвали сброс нагрузки . До этого были сильные холода в 1983, 1989, 2003, 2006, 2008 и 2010 годах. [34]
В феврале 2021 года рекордно низкие температуры во время североамериканского зимнего шторма 13–17 февраля 2021 года привели к большим потерям в производстве угля, природного газа, ветра и атомной энергии, а также к дефициту более 10 гигаватт потребительского спроса, что привело к веерным отключениям электроэнергии по всему Техасу, затронувшим более 4 миллионов человек. Хотя некоторые ветряные турбины обледенели, ветроэнергетика выработала больше общей мощности, чем ожидалось для этого времени года. [35] [36] [37]
Миллионы людей оставались без электричества и воды в течение многих дней, что заставило людей прибегнуть к кипящему снегу в качестве единственного источника воды. [38] Официально штат Техас обвинил шторм 2021 года в гибели 151 человека, позже эта цифра была пересмотрена до 246. [39] [40] Считается, что истинное число в четыре-пять раз больше, поскольку многие смерти часто приписываются основным заболеваниям, а не связаны с потерей электроэнергии, что может привести к отказу поддерживающих жизнь домашних медицинских устройств. Для сравнения, в других штатах, пострадавших от того же зимнего шторма, но без отключения электроэнергии, которое произошло в Техасе, не было увеличения числа смертей, как в Техасе, что указывает на корреляцию между ростом числа смертей и потерей электроэнергии. [41] [42]