Оценка надежности энергосистемы в меняющейся сети, окружающей среде - Онлайн газета "Новости Москвы и области"

От растущей декарбонизации, электрификации и распределенной генерации до более частых экстремальных погодных явлений из-за изменения климата система электроэнергетики претерпевает огромные изменения. Эти факторы влияют на планирование и эксплуатацию сети для обеспечения безопасной и надежной подачи электроэнергии. Если Вас интересует покупка инновационного оборудования, для повышения качества и надежности электроснабжения, то переходите на сайт https://antraks.ru

Североамериканская корпорация по обеспечению надежности электроснабжения, занимающаяся мониторингом общего состояния энергосистемы и минимизацией рисков надежности и безопасности, опубликовала Летнюю оценку надежности 2022 года . В отчете определены несколько областей, которые этим летом подвергаются повышенному риску из-за экстремальных условий засухи, выхода из строя линий электропередачи, повышенного спроса и т. д. Повышенные риски надежности делают планирование энергосистемы еще более важным.

Чтобы сформулировать проблему надежности, исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) используют «три R надежности энергосистемы»: достаточность ресурсов, эксплуатационная надежность и устойчивость. Все три R необходимы для безопасной и надежной энергосистемы. Эта концепция лежала в основе недавних исследований NREL по поддержанию надежности при изменении сети и окружающей среды.

Не существует единого абсолютного определения для каждого из трех R, и некоторые аспекты частично совпадают. Кроме того, метрики, используемые для измерения надежности энергосистемы, все еще разрабатываются и в настоящее время являются важным предметом обсуждения в пространстве планирования сети. Тем не менее, три R могут дать информацию о целостном планировании и эксплуатации энергосистемы, чтобы обеспечить безопасную и надежную сеть.

«Каждый регион уникален и требует своего уникального анализа, но три R могут помочь составить более полную картину надежности и рисков энергосистемы для специалистов по планированию энергосистем, регулирующих органов и политиков», — сказал Пол Денхольм, главный аналитик по энергетике в NREL. «Три R также могут направлять эволюцию показателей надежности энергосистемы в будущем».

Адекватность ресурсов: достаточная резервная мощность

Адекватность ресурсов — это способность энергосистемы обеспечивать достаточное количество электроэнергии — в нужных местах — для поддержания освещения даже в экстремальные погодные дни или в периоды, когда нагрузка падает. Достаточность ресурсов обычно измеряется вероятностью простоя в течение длительного периода времени. При оценке достаточности ресурсов NREL в целом учитывает неопределенность как спроса, так и предложения.

Неопределенность нагрузки включает растущий спрос на электроэнергию, периоды стрессовой нагрузки и многое другое. Неопределенность поставок включает случайные, но ожидаемые общие отключения электростанций, линий передачи и распределения и другого сетевого оборудования. Неопределенность предложения также включает доступность переменных ресурсов, таких как солнечная энергия и ветер, а также хранение энергии и реагирование на спрос, особенно во время системной нагрузки.

Адекватная система имеет достаточно доступных ресурсов (например, резервную мощность и/или гибкую нагрузку) для замены отказавшей мощности, выведенной из эксплуатации для обслуживания или недоступной из-за нехватки топлива. Система передачи также важна для обеспечения адекватности ресурсов, поскольку она обеспечивает генерацию от многих ресурсов для загрузки объектов и обеспечивает доступ к большему разнообразию переменных возобновляемых ресурсов и нагрузки в соседних регионах.

По мере того, как в сеть добавляется больше возобновляемых источников энергии, достаточность ресурсов должна все больше учитывать изменчивость поставок возобновляемых источников энергии, роль хранения, изменения в структуре спроса, а также влияние перебоев в передаче и межрегиональную координацию.

Операционная надежность: способность реагировать в режиме реального времени

Эксплуатационная надежность — это способность энергосистемы уравновешивать спрос и предложение в режиме реального времени, управляя изменчивостью, ограничениями линейного изменения и гибкими нагрузками, в том числе сразу после «события», такого как отказ крупной электростанции или линии электропередачи. Надежная энергосистема может поддерживать свет во время таких непредвиденных событий благодаря электростанциям, которые могут быстро менять мощность, или конечным пользователям, которые могут снизить потребление электроэнергии.

Одним из аспектов эксплуатационной надежности являются оперативные резервы или доступная резервная мощность, которая активно реагирует во время события, чтобы помочь сбалансировать мощность и поддерживать стабильную частоту. Например, инерция сети дает механическим системам, управляющим большинством электростанций, время для обнаружения отказа и реагирования на него.

Сетевые услуги, такие как инерция, традиционно предоставлялись обычными электростанциями, работающими на ископаемом топливе, атомными или гидроэлектростанциями, которые используют вращающиеся синхронные генераторы. Тем не менее, ветер, солнечная фотоэлектрическая энергия и батареи являются ресурсами на основе инверторов, что означает, что они полагаются на силовую электронику или инверторы для выработки электроэнергии, совместимой с сетью.

«Поскольку все больше традиционных генераторов заменяется инверторными источниками, важно понимать, как они могут поддерживать безопасную и стабильную сеть», — сказал Мохит Джоши, сетевой аналитик NREL, который поддерживает развивающиеся страны в Южной Азии и Юго-Восточной Азии в их долгосрочной перспективе. планирование энергосистемы.  

Устойчивость: способность восстанавливаться

Устойчивость не так четко определена, как достаточность ресурсов или эксплуатационная надежность. Федеральная комиссия по регулированию энергетики определяет его как «способность противостоять разрушительным событиям и уменьшать их масштабы и/или продолжительность, что включает в себя способность предвидеть, поглощать, адаптироваться и/или быстро восстанавливаться после такого события».

Отчасти отказоустойчивость пересекается с адекватностью ресурсов и эксплуатационной надежностью, но в целом она показывает, насколько хорошо система восстанавливается или как быстро может быть восстановлено питание после сбоя. Устойчивость также включает в себя более экстремальные события, чем типичные отключения, учитываемые с точки зрения достаточности ресурсов и эксплуатационной надежности.

«За годы с увеличением производства возобновляемых источников энергии, электромобилей, реагированием на спрос и другими новыми технологиями мы узнали, что не должно быть компромисса между обезуглероживанием и надежностью энергосистемы», — сказал Джоши. «Около десяти лет назад в странах Южной Азии и Юго-Восточной Азии существовал скептицизм по поводу того, может ли энергосистема работать на ветровой и солнечной энергии, но в некоторых сетях мы наблюдали мгновенный вклад переменной генерации до 100%. Двигаясь вперед, будет могут быть новые технологии, и могут возникнуть новые проблемы, но благодаря нашим исследованиям мы можем найти решения, чтобы продолжать обеспечивать низкоуглеродную, безопасную и надежную сеть».

More from my site

Top