Когда ветряная турбина не производит достаточно электроэнергии, как энергетическая компания компенсирует потери?

11

Однажды я слышал, что когда ветряная электростанция не вырабатывает достаточно электроэнергии, энергетическая компания иногда вынуждена включать пару реактивных двигателей, чтобы компенсировать потери, есть ли в этом правда? Я полагаю, что стабильность - это ключевой фактор поддержания статичности и эффективности производства, так что же делать энергетической компании?

обкрадывать
источник
14
«Цепные заводы» и «установки, следящие за нагрузкой» (см. Ответ Андрея Ахметова ниже) существовали бы, даже если бы ветряные турбины никогда не изобретались. Они необходимы для того, чтобы согласовать производственную мощность в режиме реального времени со спросом на электроэнергию, и спрос может измениться так же быстро, как и ветер.
Соломон Медленный
1
Реактивные двигатели на самом деле являются перекрывающим набором типов силовых установок, которые используют эти установки. Это газотурбинные двигатели, которые также используются в танках Abhrams и в автобусах Нью-Йорка. Почему реактивные двигатели не являются подмножеством или надмножеством? Потому что есть некоторые типы реактивных двигателей, которые не имеют ничего общего с турбинами, такими как реактивные двигатели.
Slebetman
Суперкапы в настоящее время рекламируются для коммерческого использования в пиковых поставках. Этот конденсаторный модуль LABS SIrius производства Kilowatt рассчитан на 3,55 кВтч хранения и стоит 4500 австралийских долларов на этой странице. Скажите, что $ 3000 оценивает «несколько». Это примерно в 5 раз дороже, чем литиевые батареи, что делает его выгодной сделкой, если характеристики соответствуют действительности. 1 000 000 расчетных циклов (вероятно, при 100% DOD) [!!!!], срок службы конденсатора 45 лет, 99% + эффективность циклического хранения, краткие технические характеристики здесь . Поразительно.
Рассел МакМахон
Недостаточно для ответа, но дает мне повод подключить мой любимый веб-сайт: gridwatch.co.uk, он покажет вам, как ответ Андрея Ахметова работает на практике, и покажет, как разные заводы изменяют свою производительность в соответствии с требованиями в течение дня. (Это для британской силовой опоры, есть другие похожие для других гирлянд)
Puffafish
3
Когда я прочитал «включить пару реактивных двигателей ...», я сразу представил, как реактивные двигатели дуют в ветряную турбину, чтобы она вращалась быстрее.
IMil

Ответы:

33

Это правильно. Когда спрос превышает предложение, напряжение падает и частота падает (что может привести к отказу оборудования и, безусловно, является нежелательной ситуацией). Операторы электросетей включат альтернативные источники генерации, чтобы исправить дисбаланс, как только он будет замечен (часто при координации региональной передающей организации, такой как CAISO ).

Операторы сетки очень осторожны, чтобы обеспечить правильное поддержание частоты сетки ( источник ); даже несколько секунд дрейфа (т. е. несколько сотен циклов впереди или позади) требуют, чтобы RTO и связанные с ними агентства предприняли корректирующие действия там, где это безопасно. Большинство из этих мер работают одинаково, независимо от того, увеличивается ли спрос или уменьшается предложение (и, следовательно, имеют значение, говорим ли мы об увеличении потребительской нагрузки или уменьшении предложения от ветра или других возобновляемых источников).

Для более глубокого понимания сочетания энергии необходимо принять во внимание типы генерации, которые включают установки с базовой нагрузкой, установки с отслеживанием нагрузки, источники с перемежающейся энергией и заводы по переработке:

  • Установки с базовой нагрузкой предназначены для работы с высокой экономической эффективностью (не обязательно экологической эффективностью или любым другим показателем эффективности, если это не предписано местным законодательством и приоритетами), но не могут быть скорректированы быстро. Примерами этого могут быть большая угольная и ядерная базовая нагрузка.
  • Установки, следующие за нагрузкой, могут регулироваться, если они имеют мощность (например, гидроэлектростанции или более мелкие установки, работающие на топливе)
  • Пикерные установки являются гибкими и могут быть быстро подключены (например, газовые турбины), но неэффективны. Когда растения с базовой нагрузкой недостаточны, растения, следующие за нагрузкой, увеличивают свою нагрузку; если эта мощность исчерпана или энергосистема испытывает быстрые колебания нагрузки, за которыми не могут угнаться за установками, следящими за нагрузкой, то пики будут подключены и начнут сжигать топливо для достижения достаточного предложения, чтобы сбалансировать спрос.

Еще один фактор, который следует учитывать, - это планирование: если в области есть постоянные ветры и достаточно ветровых турбин, ветер может считаться частью базовой нагрузки: его нельзя регулировать, но он является относительно предсказуемым и постоянным изо дня в день. Пробелы на ветру обрабатываются так же, как и любой другой недостаток базовой нагрузки: сначала с помощью установок, следующих за нагрузкой, если это возможно, а затем с помощью пиков.

Известные пробелы и недостатки также могут быть устранены посредством торговли. Например, штат Вашингтон, США обладает обильной гидроэлектростанцией и экспортирует энергию в четырнадцать других штатов. Его перепроизводство энергии (которое само по себе может быть столь же вредным, как и недопроизводство) эффективно используется для того, чтобы помочь компенсировать некоторые поставки из соседних штатов, таких как Калифорния ( источник ). Этот экспорт включает базовую нагрузку, если местный спрос падает слишком быстро, чтобы работающие электростанции могли приспособиться.

Накопленная энергия также вносит свой вклад. Источниками такой дополнительной энергии могут быть места хранения, такие как аккумуляторная энергия , аккумуляторы (например, это ), или они могут генерировать (не обязательно сжигать топливо).

Наконец, сброс нагрузки является последним средством. Если условия неблагоприятные (очень высокий спрос, такой как кондиционирование воздуха в жаркий день, сбои в линии электропередачи, потеря базовой нагрузки и т. Д.), То оператор сети может повысить цену промышленной энергии в реальном времени или даже потребовать, чтобы промышленные пользователи сетки сокращают свои потребности, чтобы избежать нестабильности сети. Если этого недостаточно, произойдет отключение и отключение электроэнергии, чтобы предотвратить полную потерю сети и ее наиболее важных пользователей (больницы, аварийные службы, связь).

нФ
источник
15
Насколько мне известно, @JoeFala Coal неэффективен с точки зрения воздействия на окружающую среду, но эффективен с точки зрения финансовых затрат во многих частях мира.
нанофарад
1
У J-Power 2-й сверхчувствительный (с полным ртом) в Японии КПД 45%, что чертовски хорошо. Ядерная энергия составляет около 55%. Я думаю, что в скором времени появятся новые сверхсверхкритические установки.
Джо Фала
1
@JoeFala Я отредактировал ответ, чтобы упомянуть, в частности, эффективность затрат, чтобы избежать путаницы. Спасибо, что сообщили мне о неточной формулировке.
нанофарад
1
Обратите внимание, что пики (газовые турбины) исторически неэффективны и дороги, но действительно очень дешевый газ в США из-за фрекинга немного изменил математику.
Якк
3
На Тихоокеанском Северо-Западе мы получаем огромное количество энергии от плотин. Дамбы имеют дополнительное преимущество в том, что они быстро увеличивают / уменьшают мощность, чтобы компенсировать изменения ветра. Весной мы на самом деле производим так много энергии, что оптовые цены на электроэнергию иногда становятся отрицательными, и нам приходится платить людям, чтобы они брали нашу мощность / просили другие заводы отключаться, что ДЕЙСТВИТЕЛЬНО раздражало ветряные электростанции, которые имели федеральные соответствующие фонды, которые не платили бы если бы они не генерировали.
Билл К
8

Я собирался ругать вас за то, что вы не сделали поиск - тогда не мог найти достойного ответа! Итак - вот краткий ответ:

Во-первых, реактивных двигателей - нет. Вы думаете о газовых турбинах, но они не являются реактивными двигателями (попробуйте поиск в Интернете на странице «Газовая турбина»).

Во-вторых, в электрической сети не так много энергии, кроме резервуаров с газом, кучи угля, урановых стержней и воды за плотинами. Батареи начинают выглядеть так, как будто они будут практичными, в конце концов. Но в общем и целом, когда появляются «альтернативные» источники энергии, необходим «традиционный» источник энергии. Газовые турбины хороши для этого, потому что их можно быстро подключить к сети.

Эта вики статья посвящена проблеме хранения в сетке.

TimWescott
источник
1
Утверждение о газовой турбине является неточным, но не неправильным. Газовая турбина с воздушным двигателем - это, в основном, реактивный двигатель, поищите в Интернете. Пикерные установки, как правило, представляют собой газовые турбины с аэродинамическим производством, поскольку они могут запускаться через ~ 15 минут. Альтернативой называются промышленные газовые турбины, которые намного крупнее и эффективнее. Промышленным газовым турбинам, особенно агрегатам с комбинированным циклом, требуются часы для запуска и остановки, и поэтому они не подходят для пиковой эксплуатации.
user71659
1
Суперкапы в настоящее время рекламируются для коммерческого использования в пиковых поставках. Этот конденсаторный модуль LABS SIrius производства Kilowatt рассчитан на 3,55 кВтч хранения и стоит 4500 австралийских долларов на этой странице. Скажите, что $ 3000 оценивает «несколько». Это примерно в 5 раз дороже, чем литиевые батареи, что делает его выгодной сделкой, если характеристики соответствуют действительности. 1 000 000 расчетных циклов (вероятно, при 100% DOD) [!!!!], срок службы конденсатора 45 лет, 99% + эффективность циклического хранения, краткие технические характеристики здесь . Поразительно.
Рассел МакМахон
13
@ user71659: Когда я прочитал «реактивный двигатель» в этом вопросе, я подумал, не думает ли кто-то, что он использует турбовентилятор для создания ветра в ветровой электростанции, буквально направляя его на существующие ветряные турбины. Абсолютно неправдоподобно, но я думаю, что такое искажение / недоразумение, что у кого-то есть.
Питер Кордес
@ user71659: Эти промышленные газовые турбины вполне способны действовать в качестве резервной копии для ветряных турбин; Прогнозы погоды достаточно надежны, чтобы прогнозировать выработку электроэнергии за 24 часа. Быстрые установки необходимы, чтобы справиться с изменением спроса, но это не было темой этого вопроса.
MSalters
@RussellMcMahon Аккумуляторы Panasonic, используемые в автомобилях Tesla, имеют 28000 циклов при 80% DOD и стоят намного меньше, чем суперкапы. Сколько циклов вам нужно? Я думаю, что 365 в год достаточно, с батареями Panasonic, безусловно, достичь.
Юрист