Оперативный резерв - Operating reserve

Идеализированное представление о четырех видах резервной мощности и временных интервалах после неожиданного отказа, когда они используются.[1]

В электрические сети, то оперативный резерв генерирующая мощность, доступная системный оператор за короткий промежуток времени для удовлетворения спроса в случае генератор выходит из строя или снова нарушается подача электроэнергии. Большинство энергосистем спроектировано таким образом, что при нормальных условиях рабочий резерв всегда равен, по крайней мере, мощности крупнейшего поставщика плюс небольшая часть мощности. Пиковая нагрузка.[2]

Оперативный резерв состоит из вращающегося резерва, а также не вращающегося или дополнительного резерва:

  • В вращающийся резерв это дополнительная генерирующая мощность, которая доступна за счет увеличения выходной мощности генераторов, которые уже подключены к энергосистеме. Для большинства генераторов это увеличение выходной мощности достигается за счет увеличения крутящий момент применяется к ротор турбины.[3]
  • В не вращающийся резерв или дополнительный резерв это дополнительная генерирующая мощность, которая в настоящее время не подключена к системе, но может быть введена в эксплуатацию после небольшой задержки. В изолированных энергосистемах это обычно соответствует мощности, доступной от генераторов с быстрым запуском.[3] Однако во взаимосвязанных энергосистемах это может включать мощность, доступную в короткие сроки, за счет импорта энергии из других систем или возврата энергии, которая в настоящее время экспортируется в другие системы.[4]

Генераторы, которые намереваются обеспечить как вращающийся, так и не вращающийся резерв, должны достичь своей обещанной мощности примерно за десять минут. Большинство руководств по энергосистеме требует, чтобы значительная часть их рабочего резерва поступала от вращающегося резерва.[3] Это связано с тем, что вращающийся резерв немного более надежен (он не страдает от проблем с запуском) и может реагировать немедленно, тогда как с не вращающимися резервными генераторами возникает задержка при запуске генератора в автономном режиме.[5]

Кроме того, есть два других вида резервной мощности, которые часто обсуждаются в сочетании с рабочим резервом: запас частотной характеристики и замещающий резерв.

  • Резерв частотной характеристики (также известный как регулирующий резерв) предоставляется как автоматическая реакция на потерю питания. Это происходит потому, что сразу после прекращения подачи электроэнергии генераторы замедляются из-за увеличения нагрузки. Чтобы бороться с этим замедлением, многие генераторы имеют губернатор. Помогая генераторам разогнаться, эти регуляторы обеспечивают небольшое повышение как выходной частоты, так и мощности каждого генератора. Однако, поскольку запас частотной характеристики часто невелик и не зависит от решения системного оператора, он не считается частью рабочего резерва.[6]
  • Резервный запас (также известный как резерв на случай непредвиденных обстоятельств) - это резервная мощность, обеспечиваемая генераторами, которым требуется более длительное время запуска (обычно от 30 до 60 минут). Он используется для разгрузки генераторов, обеспечивающих вращающийся или не вращающийся резерв, и, таким образом, восстановления рабочего резерва (что сбивает с толку, замещающий резерв иногда называют 30 или 60-минутным рабочим резервом).[6]

Кондиционеры и термостаты с централизованным управлением, которые используются в больших жилых районах, могут использоваться в качестве быстрого и значительного рабочего резерва. Преимущества этой технологии изучаются. [7]

Оперативный резерв - важнейшая концепция для обеспечения того, чтобы планирование расписания генераторов на сутки вперед может выдержать неопределенность из-за непредвиденных изменений в Загрузить профиль или неисправности оборудования (генераторы, трансформаторы, линии передачи).

В Калифорнийский независимый системный оператор имеет рабочий резерв на уровне 6% от измеренной нагрузки. Сюда входит резерв вращения при 3% дозированной нагрузки.[8]

Рекомендации

  1. ^ Б. Дж. Кирби, Вращающийся резерв от реагирующих нагрузок, Национальная лаборатория Ок-Ридж, март 2003 г.
  2. ^ Цзяньсюэ Ван; Сифань Ван и Ян У, Модель оперативного резерва на рынке электроэнергии, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 20, No. 1, февраль 2005 г.
  3. ^ а б c Вращающийся резерв и не вращающийся резерв, Калифорния ISO, январь 2006 г.
  4. ^ Белая книга об операционном резерве WSCC[постоянная мертвая ссылка ], Координационный совет Western Systems, июль 1998 г.
  5. ^ Ценность надежности в энергосистемах, Энергетическая лаборатория Массачусетского технологического института, июнь 1999 г.
  6. ^ а б Эрик Херст, Спрос с учетом цены как ресурс надежности, Апрель 2002 г.
  7. ^ Синицын Н.А. С. Кунду, С. Бакхаус (2013). «Безопасные протоколы генерации импульсов мощности с неоднородными совокупностями термостатически контролируемых нагрузок». Преобразование энергии и управление. 67: 297–308. arXiv:1211.0248. Дои:10.1016 / j.enconman.2012.11.021.
  8. ^ «Вращающийся резерв и невращающийся резерв» (PDF). caiso.com. 2006-02-03. В архиве (PDF) из оригинала от 03.02.2006. Получено 2020-08-28.