Кіріспе

Электр желісінің сұранысына жауап беруді қолдау технологиясы Динамикалық сұраныс - электр желісінің жүктеме сұранысын реттеу арқылы сұранысқа жауап беруді қолдау үшін жартылай пассивті технологияның атауы. Бұл сондай-ақ Ұлыбританиядағы осы технологияны насихаттауға арналған Esmée Fairbairn Foundation қайырымдылық грантымен қолдау тапқан тәуелсіз коммерциялық емес ұйымның атауы. Тұжырымдама электр желісінің жиілігін бақылау арқылы, сондай-ақ өздерінің бақылаулары арқылы, үзіліссіз тұрмыстық және өнеркәсіптік жүктемелер желідегі жалпы жүктемені генерациямен теңестіру үшін оңтайлы сәттерде өздерін қосып/күйдіріп, сындарлы қуат сәйкессіздіктерін азайтады. Бұл қосқыштың жұмыс циклін бірнеше секундқа ғана алға жылжытады немесе кейінге шегереді, сондықтан соңғы пайдаланушы оны байқамайды. Бұл сұранысты динамикалық басқарудың негізі. 1982 жылы АҚШ-та осы идеяға патент (қазір қолданысы тоқтаған) энергетикалық жүйелер инженері Фред Швейппеге берілді. Осы идеяға негізделген басқа патенттер де берілген. Динамикалық сұраныс электр энергиясын тұтынудың үйдегі және өнеркәсіптік тұтынуды басқаруға арналған сұранысқа жауап беру механизмдеріне ұқсас, мысалы, электр энергиясын тұтынушылар тұтынуды шешуші уақытта немесе бағаларға жауап ретінде азайтады. Айырмасы - желідегі қысымды сезінген кезде динамикалық сұраныс құрылғылары пассивті түрде сөндіріледі, ал сұранысқа жауап беру механизмдері өшіру туралы жіберілген сұрауларға жауап береді,

Орау резервіне қажеттілік

Электр энергиясын өндіруші компаниялар кез келген күннің сұранысын шамамен бір немесе екі пайыздық дәлдікпен болжауға қабілетті. Бұл дегеніміз, электр энергиясының еркін нарығында алдын ала жеткілікті базалық жүктемені жоспарлауға болады. Кез келген қалған теңгерімсіздік болжаудағы дәлсіздіктерге немесе ұсыныстағы жоспардан тыс өзгерістерге (мысалы, электр станциясының ақаулығы) және/немесе сұранысқа байланысты болады. Мұндай тепе-теңсіздіктер генераторлардан жиілікті талап етілген мәнге жақын ұстау үшін олардың шығынын үздіксіз өзгертіп, жиілік жауап режімінде (жиілік бақылау режімінде) жұмыс істеуді талап ету арқылы жойылады. Желідегі жиілік жалпы жүйелік қуаттың теңгерімсіздігін көрсетеді. Мысалы, егер сұраныс тым көп болса, ол төмендейді, себебі генераторлар сәл баяулай бастайды. Жиілік респонденттік режиміндегі генератор, номиналды жағдайларда, бос қуат буферін сақтау үшін, төменгі шығыспен жұмыс істейді. Ол содан кейін жылдамдығын секунд сайын өзгертіп, желі қажеттіліктеріне қарай жылдамдығын реттейді. Бұл айналдыру қоры электр энергиясын өндірушілерге өте көп шығын әкеледі, өйткені отынды жиі жағу керек немесе оны сақтау үшін электр энергиясының сатылуы мүмкін. Жедел әрекет үшін пайдаланылатын электр энергиясын өндіру түрі әдетте 0,48 және 1,3 тонна CO2 эквиваленті шығаратын табиғи отынмен жұмыс істейді. Осылайша, осы тепе-теңдіктің бұзылуы парниктік газдар шығарындыларының артуы түрінде айтарлықтай экологиялық ауыртпалық әкеледі.

Жергілікті жүктемені басқару

Негізінде, жұмыс циклына сәйкес жұмыс істейтін кез келген құрылғы (мысалы, өнеркәсіптік немесе тұрмыстық ауа баптау құрылғылары, су жылытқыштар, жылу сорғылары және тоңазытқыш) жүйе жүктемесіне сәйкес жұмыс циклін уақыт бойынша өзгертіп, тұрақты және сенімді желі теңгерімдеу қызметін қамтамасыз ету үшін пайдаланылуы мүмкін. Желідегі кез келген электр тогының тоқ жиілігін өлшеу мүмкін болғандықтан, кез келген жиілік тепе-теңдігін нақты уақытта анықтайтын электр құрылғылары үшін контроллерлерді жобалау мүмкін. Динамикалық талапты іске асыратын құрылғылар осы сигналға жауап береді. Жиілік азая бастағанда, олар тоқ желісін сөндіруге бейімделеді, бұл желідегі жүктемені азайтып, тепе-теңдікті қалпына келтіруге көмектеседі. Жиілік нормадан жоғарылағанда, олар қоңырау шалып, артық қуатты пайдаланады. Әрине, бақылаушы құрылғының рұқсат етілген жұмыс ауқымынан тыс жерге түспеуіне көз жеткізуі керек. Желі жиілігі жүйедегі генераторлардың айналу жылдамдығына тікелей байланысты болғандықтан, миллиондаған осындай құрылғылар бірлесіп жұмыс істегенде, үлкен, жылдам реакция беретін пиктік электр станциясы сияқты әрекет етеді.

Қосалқы қызметтер

Динамикалық контроллер басқа қосымша қызметтерді де қамтамасыз ете алады, мысалы, электр желісін қалпына келтіруді қамтамасыз ету - егер осы функциямен бағдарламаланған болса, электр желісі электр қуатын тоқтатқаннан кейін қайта іске қосылуы мүмкін. Жалпы алғанда, қара бастаулар кернеу төмен болған кезде бір мезгілде қуат алуға тырысатын реактивті жүктемелердің көптігімен қиындатылады. Бұл үлкен жүктемеге әкеледі, ол жергілікті бұрандаларды іске қосып, жүйенің толық қалпына келуін кешіктіреді. Динамикалық басқарушы бұл жүктемелерді "өз кезегін күте алады", яғни толық қуат қалпына келгенше. Тағы бір маңызды теңгерімдеу қызметі - "тезі резерв" - бұл ықтимал жоғалған генерацияны ауыстыру үшін күту қондырғысын пайдалану (мысалы, электр генераторының немесе электр желісінің ақауынан). Жұмыс істеп тұрған генераторлар айналып жатқанда тез жүктемені түсіріп, содан кейін жиілікті стандартқа келтіру үшін қайта қосып, динамикалық контроллерлер тез резервтік генераторлардың жоғары құнын үнемдей алады. Сонымен қатар, осы әдістің жылдам жауап беру жылдамдығы мүмкін болатын тоңазытулардың алдын алады. Технология сондай-ақ жел қуаты сияқты өзгермелі көздерден электр энергиясын көбірек пайдалануға мүмкіндік береді. Сұраныс жағындағы техника осы ресурсты желіге қосуға көмектесетін тиімді және тиімді жол болуы мүмкін. Бұл ретте, бұл жүйе электр энергиясын өндірушілердің электр энергиясын өндіруге қажетті қажетті қуаттылығын қамтамасыз ету үшін, су бұрандалары сияқты виртуалды электр энергиясының қорларымен бірлесіп жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

Орындау мәселелері

Динамикалық талап ету құрылғылары олармен қамтамасыз етілген қызметтер арқылы едәуір энергияны үнемдеуге мүмкіндік береді. Бірақ сұранысты динамикалық бақылау кеңінен енгізілгенге дейін, кем дегенде жаңа құрылғыларға орнатуды талап ететін ережелерді енгізу керек немесе технологияны орнатуды әділ бағалайтын тиімді нарықтық тетікті құру керек. Электр энергиясын тұтынуды өлшейтін электр есептеуіштің желідегі жиілікті өлшеуге мүмкіндік беру және жиілік белгілі бір деңгейден төмен болса, жоғары тарифке ауысу. Ақылды сұранысты басқаруға ие емес тұтынушылар қосымша шығындарды төлеуге мәжбүр, бірақ қысқа жеткізу кезеңдеріне бейімделген ақылды технологияларды орнатушылар ақша үнемдейді. 2011 жылдың 1 наурызында RLtec өзінің динамикалық сұранысқа арналған жиілікпен жауап беру қызметін Ұлыбританияның ең ірі супермаркеттерінің бірі Sainsbury's-те таратылған ыстық су мен HVAC жүктеме құрылғыларында іске қосты. Бұл мегаватттық масштабтағы виртуалды электр станциясы қызметі Ұлыбританияның ұлттық желісіне коммерциялық жиілікті реттеуді қамтамасыз етеді. Компания қазір "Open Energi" деп аталады.

Жиілік қызметі және резервтік қызмет

Ұлыбританияның ұлттық желісі осы технологияны өнеркәсіптік масштабта пайдалануда. 2 ГВт-қа дейінгі жүктеме металлургия зауыттарын сөндіру арқылы жиілікке сезімтал релелер арқылы бірден жоғалуы мүмкін, бұл 20 минут циклда 2 ГВт-қа дейінгі өте кішкентай авариялық дизель генераторларымен сәйкес келеді. Бұл күрделі жүйенің толық сипаттамасы үшін, мысалы, "Жедел дизельді дайындық генераторының жаңартылатын энергия көздерімен жұмыс істеудегі әлеуетті үлесі" деген сөзді қараңыз. Бұл қызметті ұсыну үшін Ұлыбританияның ұлттық желісімен тығыз жұмыс істейтін Wessex Water компаниясының Дэвид Эндрюс 2006 жылғы 24 қаңтардағы "Жаратылатын энергия көздерін электр жүйесіне интеграциялаудағы өзгермелілікке қарсы тұру" атты ашық университет семинарында айтқан. Францияда осындай дизельді генерацияның 5 ГВт-ға дейін осыған ұқсас мақсаттарда пайдаланылады, бірақ бұл технологиялар салыстырмалы түрде белгісіз болып көрінеді. Олардың ауқымы шамамен шамалы шамалы жел қуатымен қамтамасыз етілуі керек.

Ұлыбритания үкіметінің тергеуі

2007 жылдың тамызында Ұлыбритания үкіметі динамикалық сұраныс технологиясының қандай әлеуетін көретінін сипаттайтын баяндама жариялады. Есепте үкіметке оны енгізуді ұсыну ұсынылмайды. Ол оның енгізілуіне бірқатар техникалық және экономикалық кедергілерді атап өтті және үкімет динамикалық сұранысты қолдануға шақыру алдында оларды зерттеуді ұсынды. Динамикалық сұраныс - парниктік газдар шығарындыларын азайтатын технологияларды зерттеу бойынша үкіметтің кең ауқымды зерттеулерінің бір элементі. Алайда 2009 жылы Ұлыбританияда динамикалық жүктемені басқару жүйесімен жабдықталған үй шаруашылығы суық-суық аппараттары сатылатындығы туралы хабарланды.