Dünya çapında güç sistemleri, elektrik neslinin sürekli olarak para kazanılması gerektiği konusunda hassas bir denge altında çalışır. Büyük bir güç santralinin şebekeden beklenmedik bir şekilde kesintiler gerçekleştiğinde, ani bir nesil kaybı hızlı frekans düşüşleri, gerilim dengesizliği ve daha doğrulayıcı eylemler yetersizse, sabit enerjiler ve geleneksel senkronizasyonlar, doğal olarak artan güç krizine karşı çıkan yeni enerji sistemlerinin hızla nasıl hızlı bir şekilde azaltılmasını göstermiştir.

Sudden Nesil Kayıpları Anlamak

Bir ani nesil kaybı büyük bir üretim birimi olduğunda gerçekleşir - yük değişmeden kalırken, 50 Hz veya 60 Hz'de bölgeye bağlı olarak sıkı bir şekilde kontrol edilir, yıldırım grevleri veya şebeke hataları gibi dışsal olaylar. Acil sonuç, tedarik ve talep arasındaki yanlış bir uyumdur: toplam nesil değişmeden kalırken, 50 Hz'de sıkı bir şekilde kontrol edilir ve bölgeye bağlı olarak düşük bir şekilde azalır.

Böyle bir olay sırasında frekans yörüngesi iki anahtar ölçüm ile karakterize edilir: RoCoF hemen rahatsızlıktan sonra ve frekans hafifçe (en düşük frekans iyileşmeden önce ulaşır).Eğer, alt frekans yükünün altındaki eşik, potansiyel olarak yüklerin yüklendiği, yerel yüklerin altındaki yüklerin hızlanmasının daha da artmasıyla ilgili olarak, daha fazla güvenlik önlemlerinin düşmesine neden olur.

Yenilikçi Stabilizasyon Teknikleri

Aniden nesil bir kayıp sırasında istikrar sağlamak, eşsiz bir savunma gerektirir: ilk saniyeler içinde birincil frekans yanıtı, orta büyüklükteki nominal enerjiyi dakika içinde geri yüklemek ve kaybedilen enerjiyi daha uzun süre değiştirmek için tertiary rezervleri.

1. Hızlı sorumlu Enerji Depolama Sistemleri

Battery enerji depolama sistemleri (BESS), şebeke stabilizasyon için en dönüştürücü teknolojiler arasındadır. Lityum-ion bataryaları, özellikle de, Güney Avustralya'daki milisansdale Power Reserve'de 100 MW / 129 MW'lık patlamalar ve sentetik inertia sağlamak için defalarca daha hızlı bir şekilde optimize etmek için, bu hız, bu sistemlerin performansı gibi, yeni zamanlarda elde edilen güç tasarrufu sağlayan bir konsept daha hızlı bir şekilde azaltılabilir.

Tipik bir konfigürasyonda, BESS birimleri, düşük fiziksel inertia ile bir sistemdeki sentetik inertia ile ilgili olarak, BESS birimlerinin filosunun birkaç dakika boyunca, daha düşük enerjili deşarjlar için daha yüksek hıza sahip olması için daha yüksek hıza sahip olan yüksek enerjili bataryalar ve hıza sahip olan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte hıza sahip olması için daha düşük enerji tasarrufu sağlar.

Depolama varlıklarının yeri de önemli.BESS'i büyük yük merkezleri yakınında tutmak veya kritik iletim düğümleri yerel olarak desteklenebilir, hat kayıplarını azaltır ve acil durumlarda tıkanıklık sağlar. Bazı hizmetler dağıtılmış bir konfigürasyonda faydalı ölçekli depolama dağıtılır - çok daha küçük birimler birden fazla eşleştiriciliğe karşı dayanıklılık artırmak için - birden fazla eşzamanlı işbirliğine karşı daha fazla güç sağlar.

[FONT:0)Dön Kaynak:[Dönetici:0)[Dönetici:0)Dönetici:[Dönetici:0)|Dönetici: [Dönetici depolama yeteneklerine ayrıntılı bir bakış için, [FONTD:2).IEA'nın Grid-Scale Storage raporu).

2. Gelişmiş Grid Controls ve Otomasyon

Yüksek hızlı algılama ve otomatik kontrol sistemleri, şebekenin tüm devlet bağlantılarının dijital arka kemiği oluşturur. Phasor ölçüm birimleri (PMUs) örnek gerilimi ve mevcut durumlarını saniyede 30 ila 60 kez, sistemdeki dinamik davranışların tüm bağlantıları, düşük devre dışı bırakmalı sistemlerdeki boşlukların sabitlenme ve sabitlenme sistemlerinin belirlenmesine olanak sağlar.

Otomatik nesil kontrolü (AGC) geleneksel olarak, ani kaybı tespit edildiğinde, AGC sistemi, ağ geçidine yanıt vermek için her iki katına çıkarabiliyor ve model tahmin edilebilir kontrol algoritmalarının birden fazla varlık için yanıt almasını sağlar.AGC sistemi, merkezi komutları beklemeden yerel olarak hareket eder ve ağ geçidinden uzak tutmaz.

Önlenen eşleri yerine yükleme (UFLS) ve gerilim yükleri (UVLS), yüksek çözünürlükte bir sistemdeki tümelleme sistemlerinin (SIPS) kullanımını engelleyen ve daha fazla uyum sağlayan bir sistem içi dönüşüm sistemlerinin, daha fazla entegre edilmesi için kullanılan bir sistem içi dönüşüm sistemlerinin belirlenmesini sağlayan bir sistem içi dönüşüm sistemlerinin belirlenmesini sağlar.

[FONT:0) Dış Kaynak: [Dönetici: [Dönetici:0) Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL), gelişmiş ağ kontrolleri üzerinde araştırma sağlar [FONTT:2).NREL Grid Otomasyon).

3. Yenilenebilir Enerjinin Stabilizasyon ile entegrasyonu Cap yükümlülükleri

Yenilenebilir enerji kaynakları, ani zararlar sırasında şebeke istikrarı için bir sorumluluk olarak kabul edildi. ancak, güç elektroniklerinde kaydedilen ilerlemeler, rüzgar ve güneş fotovoltaik (PV) bitkilerinin frekans ve gerilim düzenlemelerine aktif olarak katkıda bulunmasına izin veriyor. Grid-Info inverter teknolojisi bu dönüşümün kalbindedir.Bu tür çöp gerilimi takip eden dönüştürücülerin aksine, ızgara gerilimi, ızgara-formatörlerin kendi gerilim dalgalarını ve anında frekans sapmalarına katkıda bulunabilmeleri için enerjilerini anında ayarlar.

Tam konverter türbinleri ile donatılmış büyük rüzgar çiftlikleri, mevcut gücünün bir kısmını, maksimum güç noktası altında çalışarak rezerve edebilir veya bir frekans düşüşü meydana geldiğinde, türevdeki bir tepkiyi 1-2 saniye içinde tümleşik enerji depolayarak, yüksek hızda kontrol sağlar.Bu özellikte, rüzgarın içinden hızlı bir şekilde tepki vermek için, rüzgarın içinden on iki kat daha hızlı bir şekilde ısınmasını gerektiren bir sistemli bir şekilde sabitlenebilir.

Güneş PV santralleri, ortak konumlanmış batarya depolama ile çiftleştirildi, hem enerji hem de bir yanlı sistem tarafından sevk edilen hibrid tesisler olarak ortaya çıkıyor.Bir anda PV jeneratörü ve bataryaları optimize ederken, PV inverterleri yerel gerilimleri desteklemek için reaktif güç çıktısını ayarlarken, akıllı inverterler çatı sistemleri üzerinde stabilizasyon hizmetleri sağlamak için şimdiye kadar akıllı iletişim sistemleri, bu hibrit bitkiler, yüksek çözünürlükte bulunan tümleşik kontroller ile tasarlanmıştır.

[FONT:0)Dön Kaynak:[Dönetici:[Dönetici:0) Bir IEEE Spectrum makalesi, şebeke bilgilendirme dönüştürücü gelişmeleri araştırıyor: “Grid-Forming İnperleri:% 100 Yenilenebilire Yol”[Döneticiler için Yol)

4. Talep Yanıtı ve Sanal Güç Santralleri

Talep tarafını yönetmek, ani nesil kayıpları absorbe etmek için maliyet-e uygun bir stratejidir. Endüstriyel ve ticari tüketiciler, şebeke operatörlerinin temel süreçleri boyunca yüklerini geçici olarak azaltmalarına izin veren yanıt programları satın alabilirler. Hızlı talep yanıtı, gelişmiş metre altyapı ve otomatik kontroller yoluyla, örneğin, büyük bir elektrik yayları, su pompası istasyonları ve soğuk depolama tesisleri, özellikle de önemli bir elektrot filosuna sahip olduğu gibi, otomatik olarak şarj edilebilir bir şekilde şarj edilebilir.

Sanal enerji santralleri (VPP) binlerce dağıtılmış enerji kaynakları - elektrikli sular, elektrikli araçlar, tek bir kontrol edilebilir kaynakla karşılaştırıldığında, VPP platformu, geleneksel bir topyekün gücü ile karşılaştırılabilir bir VPP platformu, elektrikli su şarjını durdurmak için bir sürü Hollandalı gride veya sinyal elektrik aletini sağlamak için, böylece Güney Avustralya'daki yüksek çözünürlükte bir araya getirmek için yüksek çözünürlükte olan 10 adet hızlı şarj cihazı sağlamak anlamına gelir.

5. Senkron Condensers ve Inertia Emulation

Dönen senkronizasyon jeneratörleri emekli olduğu için, bazı grid operatörleri senkronizasyonu yükleyicileri yükleyicileri yükleyen makinelerdir, ancak sabit devreler sırasında frekans kesintisi ve gerilimi azaltırlar.Bu cihazlar aslında büyük jeneratörler, jeneratörler ile çalışır, otomatik olarak döner ve sistemdeki toplam rotasyonel inertiaya katkıda bulunurlar.Bu, bazı güvenli devrelerin kapatılması için gerekli olan bazı güvenli devrelerin hızlarını azaltır.

Güç elektronikleriyle birlikte, dönüştürücü tabanlı inertia emulation sistemleri de dağıtılıyor. Bu, güvenli bir şekilde ayarlandığında, güvenli bir şekilde "temel iner" sabit bir makineye dayalı olarak, yenilenebilir bir penetrasyonun aksine, güvenli bir şekilde ayarlandığında, yasal olmayan bir sistemle "temel olmayan" bir sistemle bağlantı kurmasını sağlar.

Vaka Çalışmaları ve Gerçek Dünya Uygulamaları

Güney Avustralya'nın Frekans Yanıtı Dönüşümü

2016 yılı boyunca karaout sonrasında, Güney Avustralya, frekans kontrollerinde milyonlarca dolar ağır bir şekilde yatırım yaptı ve senkronizasyonlu kondüktörleri, bir kömür kaynaklı güç istasyonunun kapatılmasından sonra, sistemdeki büyük jeneratör kayıplarının azaltılmasıyla ilgili olarak değerlerini defalarca kanıtlamıştır.

İngiltere Ulusal Izgaranın Geliştirilen Frekans Kontrolü Yetenek

İngiliz sistemi, yenilenebilir penetrasyon ve büyük termal bitkilerin geri çekilmesiyle karşı karşıya kalan, yeni bir frekans yanıt servisi hizmetleri paketi tanıttı. Hızlı servisler, ticari müşterilerden gelen arsa talep yanıtı ve rüzgar çiftlikleri şimdi çok katmanlı bir savunma oluşturuyor. Ağustos 2019 karadan, sistemdeki tek büyük bir gaz santraline ve yetersiz hızlı rezervlerine güvenerek, daha hızlı müdahalelere karşı yapılan yanıt vermeleri için daha hızlı bir şekilde yanıt verdi.

Texas ERCOT Kış Fırtınası Uri (2021)

Kış fırtınası sırasında büyük nesil kaybı – 70 GW kesintiler – öncelikle yakıt tedariki ve soğuk hava sorunu vardı, ancak gaz santrallerinin yeniden başlatılabilmesi için daha hızlı müdahale ihtiyacı açığa çıkardı. ERCOT, yük depolama projelerinin bağlantılarını hızlandırdı, 5 GW'den fazla tek başına ekledi. Bu bataryalar aynı zamanda, aşırı hava koşullarındaki büyük gaz birimlerinin ani engellemeye ve frekans yanıt verme ihtiyacına da sahip oldu.

Ekonomik ve Düzenlemeler

Yenilikçi stabilizasyon teknolojileri sadece teknik bir meydan okuma değildir; aynı zamanda uygun piyasa tasarımları ve düzenleyici çerçeveler gerektirir. Bircillary hizmeti piyasaları, hızlı ödeme yapılarının hız ve doğruluğunu elde etmek için kaynak toplama kapasitesine sahiptir. Geleneksel frekans düzenleme piyasaları genellikle gerçek performanslarından ziyade kullanılabilirlik sağlar, ancak ödeme-performasyon mekanizmaları İngiltere'de, Birleşik Devletler'de, iki bölümli ödeme yapısı, yüksek çözünürlükte yapılan bir maliyetle yüksek çözünürlükte iki katına çıkar.

Depolama ve gelişmiş kontroller için yatırım, siyahoutların ön maliyetleriyle ekonomik olarak haklı çıkabilir, geleneksel bitkilerde aşınmayı azaltın ve daha az verimli bir şekilde dönen yedek işletim sistemlerinden daha düşük emisyonlar azaltılabilir.Bir tek yaygın karaout, ekonomik kayıplarda milyarlarca dolara mal olabilir, örneğin, 2019 İngiltere'deki en ucuz enerji verimliliğin maliyetinin altında, yüksek oranda düşük maliyetle tasarruf edilen maliyetle azaltılabilir.

Düzenleme yetkilileri, yeni yenilenebilir jeneratörlerin sistem istikrarına katkıda bulunduğunun görevlendirilmesi için şebeke kodlarını revize ediyor. Örneğin, Avrupa Elektrik Dağıtım Sistemi Operatörleri Ağı (ENTSO-E), birincil frekans kapasitesi sağlamak için ağ kodlarını benimsemiştir ve birçok grid seviyesindeki tepkiyi uygulamaktadır.

Future Yol Tarifi

Güç sistemi stabilizasyondaki bir sonraki sınır yapay zeka ve makine öğreniminde yatıyor. Tahmin edici algoritmaları, ekipman sağlığı verilerine dayanan nesil kayıpların olasılığını tahmin edebilir, hava tahminleri ve şebeke koşullarını, operatörlerin önceden tahsis edilmesine izin verir, ısı pompaları - tüm güç sistemlerinin en azametlerini en aza indirmek için uygun olmayan bir hız ve koordinasyon ortamı ile ilgili olarak eğitilir.

Blockchain veya diğer dağıtılmış enerji piyasaları tarafından etkinleştirilen merkezileştirilmiş enerji piyasaları, kartlarını sabitleştirmelerini kolaylaştırabilir, otomatik akıllı sözleşmelerle hizmet sunumunda yapılan işlemleri gerçekleştirirken, Avrupa'daki küçük prosumerslerin bile bu konsepti, güçlü bir sistemle satmalarını sağlar.Böyle bir sistemde, iletişim kurmak için araç sahibi, iletişim kurmaca düşük maliyetli bir şekilde satışa olanak sağlayabilir.

Bir başka umut verici bir gösteri, hidrojen elektrolitlerinin kontrol edilebilir yükler olarak entegrasyonudur. Bir nesilde, elektrolitler yeşil hidrojen üretmek için fazla güç absorbe edebilir; bir eksiklikte, hızlı bir şekilde depolanabilir, daha uzun süreli enerji verimliliğine dayalı olarak, daha hızlı bir şekilde entegre edilen enerji depolama sistemlerinin daha hızlı bir şekilde dağıtılması için daha hızlı bir şekilde optimize edilmesi gibi, daha hızlı bir şekilde enerji depolama sistemlerinin dinamikleştirilmesi için bir şekilde hıza sahip olacaktır.

[FONT:0)Dön Kaynak:[Dönetici:[Dönetici:0) Ortam Kaynak:[Dönetici:[Dönetici:0))[[Dönetici:0))))))) Düşük Şehirdeki Hayalet-Driven Frekans Kontrolü [Düzgölgesel Güç Sistemlerinde Kontroller[Döneticileri)[Dönetici).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Sudden nesil kayıplar güç sistemlerinde doğal bir risk olarak kalacaktır, ancak bunlarla karşı karşıya kalan araçlar dramatik bir şekilde ilerliyor.Süresel enerji depolama, akıllı otomasyon, şebeke bilgileri, talep eden bir kotamentasyon ve senkronizasyon hizmetleri, merkezi olmayan bir enerji sistemi için kapsamlı bir araç hizmeti sağlar - ve entegre edilmiş bir şekilde modern jeneratörün geri dönüşümü garanti altına almak için ekonomik teşvikler için de kapıyı açabilirler.

[FONT:0)Dön Kaynak: [Dönetici: [Dönetici:0) Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA), HES'de güç sistemi esnekliğine geniş bir bakış açısı sunuyor:2).IRENA Power System Flexability.