Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Два основных и три второстепенных межсоединения Североамериканской корпорации по надежности электроснабжения (NERC) и девять региональных советов по надежности NERC.
Передача электроэнергии сетка из смежных Соединенных Штатов состоит из 120000 миль (190000 км) линий , работающих на 500 компаний.

Электрическая энергосистема , что полномочия Северной Америка ни одной сетки, но вместо того, чтобы разделить на нескольких широкой области синхронных сетей . [1] Восточная Interconnection и Западная Interconnection является наибольшей. Три другие регионы включают Texas Interconnection , в Quebec Interconnection , и Alaska Interconnection . Каждый регион выдает мощность с номинальной частотой 60 Гц . В регионах обычно не напрямую связаны или синхронизированы друг с другом, но есть некоторые HVDC Соединители .

В Соединенных Штатах [2] и Канаде [3] национальные стандарты определяют, что номинальное напряжение, подаваемое на потребителя, должно составлять 120 В и допускать диапазон от 114 В до 126 В ( среднеквадратичное значение ) (от -5% до + 5%). . Исторически 110 В, 115 В и 117 В использовались в разное время и в разных местах Северной Америки. Мощность сети иногда обозначается как 110 В; однако номинальное напряжение составляет 120 В.

История [ править ]

В Соединенных Штатах в 1920-х годах коммунальные предприятия сформировали совместные предприятия, чтобы совместно использовать покрытие пиковой нагрузки и резервное питание. В 1934 году, с принятием Закона о холдинговых компаниях коммунального обслуживания (США), электроэнергетические компании были признаны важными общественными благами, и им были даны определенные ограничения и регулирующий надзор за их деятельностью.

С 1967 года соединительные линии Востока и Запада были напрямую связаны друг с другом. Однако связи переменного тока не обладали большой пропускной способностью и подвержены колебаниям, поэтому их соединение оказалось ненадежным. В 1975 году связи переменного тока были отключены, поскольку было обнаружено , что связи постоянного тока работают более надежно. [1]

Закон об энергетической политике 1992 г. требовал от владельцев линий электропередач предоставить компаниям по производству электроэнергии открытый доступ к их сетям [4] [5] и привел к реструктуризации работы электроэнергетической отрасли с целью создания конкуренции в производстве электроэнергии. Электроэнергетические компании больше не строились как вертикальные монополии, где производство, передача и распределение осуществлялись одной компанией. Теперь три этапа можно разделить между различными компаниями, чтобы обеспечить справедливую доступность для передачи высокого напряжения. [6] : 21 Закон об энергетической политике 2005 г. разрешены стимулы и гарантии по кредитам для производства альтернативной энергии и передовые инновационные технологии, позволяющие избежать выбросов парниковых газов.

Нападения со стороны зарубежных стран [ править ]

В 2009 году The Wall Street Journal сообщила, что шпионы из Китая и России, а также из других стран «проникли в электрическую сеть США и оставили после себя программы, которые можно было использовать для нарушения работы системы». По словам официальных лиц США, шпионы не стремились повредить энергосистему; однако они могут сделать это во время войны или кризиса. Большинство вторжений было обнаружено американскими спецслужбами. [7]

Описание [ править ]

В Северной Америке есть две крупные глобальные синхронные сети: Восточная межсетевое соединение и Западное межсетевое соединение . Помимо этого, в США есть две второстепенные электросети: Аляскинская межсоединение и Техасская межсоединение . Восточные, Западные и Техасские межсетевые соединения связаны друг с другом в различных точках межсоединениями постоянного тока, позволяющими передавать электроэнергию по всей территории США, Канады и некоторых частей Мексики. Передающие сети эксплуатируются операторами передающих систем.(TSO), некоммерческие компании, которые обычно принадлежат коммунальным предприятиям в их соответствующих зонах обслуживания, где они координируют, контролируют и контролируют работу электроэнергетической системы. TSO обязаны предоставлять недискриминационный доступ к передаче электроэнергии производителям и потребителям. TSO могут быть двух типов: независимые системные операторы (ISO) и региональные передающие организации (RTO). Первые действуют в пределах одного государства, а вторые охватывают более широкие территории, пересекающие государственные границы. [ необходима цитата ]

В 2009 году в США было четыре RTO: [ необходима цитата ]

  • ISO New England (ISO-NE, несмотря на название, RTO);
  • Независимый системный оператор Мидконтинента ;
  • PJM Interconnection в Среднеатлантическом регионе; и
  • Southwest Power Pool (SPP), охватывающий Оклахому, Канзас и некоторые части Арканзаса, Миссури, Техаса и Нью-Мексико.

Также есть три ISO:

  • Независимый системный оператор Калифорнии (California ISO);
  • Независимый системный оператор Нью-Йорка (NYISO);
  • Совет по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT, ISO).

RTO похожи, но не идентичны девяти региональным советам по надежности, связанным с Североамериканской корпорацией по надежности электроснабжения (NERC), некоммерческой организацией, которая отвечает за повышение надежности и безопасности основной энергосистемы в США, Канаде и северных регионах. часть Нижней Калифорнии в Мексике. В состав региональных советов по надежности входят частные, государственные и кооперативные коммунальные предприятия, продавцы электроэнергии и конечные потребители. Региональные советы по надежности:

  • Восточное соединение
    • Координационный совет по надежности Флориды (FRCC)
    • Организация по надежности Среднего Запада (MRO)
    • Северо-Восточный Координационный Совет Энергетики (NPCC)
    • Корпорация ReliabilityFirst (RFC)
    • Корпорация надежности SERC (SERC)
    • Юго-западный энергетический пул (SPP)
  • Западное соединение
    • Координационный совет по электроэнергии западных стран (WECC)
  • Техасское соединение
    • Совет по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT)

FERC различает 10 рынков электроэнергии в США, включая семь, для которых созданы RTO, а также:

  • Северо-Запад
  • Юго-запад (охватывает Аризону, большую часть Нью-Мексико и Колорадо)
  • Юго-восток [8]

ISO и RTO были созданы в 1990-х годах, когда штаты и регионы установили оптовую конкуренцию за электроэнергию.

См. Также: Категория: Системы передачи электроэнергии в США

Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения [ править ]

Основная статья: North American Electric Reliability Corporation

Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения (NERC) - некоммерческая корпорация, базирующаяся в Атланте, штат Джорджия , образованная 28 марта 2006 г. в качестве преемника Национального совета по надежности электроснабжения (также известного как NERC), созданного после Первое масштабное отключение электроэнергии в ноябре 1965 года . Первоначальная NERC была образована 1 июня 1968 года электроэнергетической отраслью для обеспечения надежности и адекватности оптовой передачи электроэнергии в электроэнергетических системах Северной Америки . Миссия NERC гласит, что она состоит в том, чтобы «обеспечить надежность основной энергосистемы Северной Америки». [9]

NERC наблюдает за восемью региональными организациями по обеспечению надежности и охватывает все взаимосвязанные энергосистемы смежных Соединенных Штатов , Канады и части Нижней Калифорнии в Мексике .

В основные обязанности НКРЭ входит работа со всеми заинтересованными сторонами для разработки стандартов эксплуатации энергосистемы, мониторинг и обеспечение соблюдения этих стандартов, оценка достаточности ресурсов и предоставление образовательных и обучающих ресурсов в рамках программы аккредитации для обеспечения того, чтобы операторы энергосистемы оставались квалифицированными и профессиональными. NERC также исследует и анализирует причины значительных нарушений в энергосистеме, чтобы помочь предотвратить будущие события.

Соединения [ править ]

Восточное соединение [ править ]

Основная статья: Восточное соединение

Восточная Interconnection является одним из двух основных переменного тока (AC) электрических сетей в Северной Америке.

Все электрические сети Восточного межсетевого соединения электрически связаны друг с другом в нормальных условиях системы и работают на синхронизированной частоте, работающей в среднем 60 Гц. Восточное соединение простирается от Центральной Канады на восток до побережья Атлантического океана (за исключением Квебека ), на юг до Флориды и обратно на запад до подножия Скалистых гор (за исключением большей части Техаса ).

Межсоединения могут быть связаны друг с другом через высоковольтные линии электропередачи постоянного тока ( связи постоянного тока ) или с помощью трансформаторов переменной частоты (VFT), которые позволяют контролировать поток энергии, а также функционально изолируют независимые частоты переменного тока каждой стороны. Восточное межсоединение связано с западным межсоединением с шестью связями постоянного тока, с межсоединением в Техасе с двумя связями постоянного тока и с межсоединением Квебека с четырьмя связями постоянного тока и VFT.

17 октября 2009 года было объявлено , что Tres Amigas SuperStation соединит Восточный, Западный и Техасский межсетевые соединения через три сверхпроводниковых канала мощностью 5 ГВт . [10]

Western Interconnection [ править ]

Основная статья: Western Interconnection

Western Interconnection - это еще одна крупная электросеть переменного тока в Северной Америке.

Все электрические сети в Western Interconnection электрически связаны друг с другом в нормальных условиях системы и работают с синхронизированной частотой 60 Гц. Западное соединение простирается от Западной Канады на юг до Нижней Калифорнии в Мексике , доходя на восток через Скалистые горы до Великих равнин .

Межсоединения могут быть связаны друг с другом с помощью высоковольтных линий электропередачи постоянного тока ( связи постоянного тока ), таких как Intertie DC между севером и югом Тихого океана , или с помощью трансформаторов с регулируемой частотой (VFT), которые позволяют контролировать поток энергии, а также функционально изоляция независимых частот переменного тока каждой стороны. Есть семь линий постоянного тока (около 200 МВт каждая) к Восточной межсетевой линии в США [11] [12] и одна в Канаде. Есть предложения добавить четыре дополнительных HVDC связи. [13] Это не связано с соединением Аляски.

13 октября 2009 года было объявлено , что Tres Amigas SuperStation соединит Восточный, Западный и Техасский межсетевые соединения через три сверхпроводниковых канала мощностью 5 ГВт . [10]

Texas Interconnection [ править ]

Основная статья: Техасское соединение

Texas Interconnection - одна из трех второстепенных электрических сетей переменного тока в Северной Америке.

Все электрические сети в Texas Interconnection электрически связаны друг с другом в нормальных условиях системы и работают на синхронизированной частоте, работающей в среднем 60 Гц. Межсетевое соединение Техаса охватывает большую часть штата Техас .

Межсоединения могут быть связаны друг с другом через высоковольтные линии электропередачи постоянного тока ( связи постоянного тока ) или с помощью трансформаторов переменной частоты (VFT), которые позволяют контролировать поток энергии, а также функционально изолируют независимые частоты переменного тока каждой стороны. Межсетевое соединение Техаса связано с Восточным межсетевым соединением двумя связями постоянного тока, а также имеет связь постоянного тока и VFT с системами, не принадлежащими NERC, в Мексике . В Дейтоне, штат Техас , есть один выключатель переменного тока , который использовался только один раз в своей истории (после урагана Айк).

13 октября 2009 года было объявлено , что Tres Amigas SuperStation соединит Восточный, Западный и Техасский межсетевые соединения через три сверхпроводниковых канала мощностью 5 ГВт . [10]

Quebec Interconnection [ править ]

Основная статья: Квебекское соединение

Québec Interconnection является одним из трех второстепенных переменного тока (AC) электрических сетей в Северной Америке.

Межсетевое соединение Квебека охватывает всю провинцию Квебек и работает на средней системной частоте 60 Гц. Он соединяет 18 систем в США и Канаде с одной электроэнергетической компанией: Hydro-Québec . По физическим причинам он работает как независимая сеть переменного тока. [14] Из-за своего уникального статуса часто бывает [ когда? ] функционально рассмотрено [ кем? ] часть Восточного межсетевого соединения. [ необходима цитата ]

Межсоединение Квебека связано с Восточным межсоединением четырьмя высоковольтными линиями электропередачи постоянного тока ( связями постоянного тока ) и одной линией трансформаторов переменной частоты (VFT), которые изолируют несинхронизированные частоты переменного тока на каждой стороне.

Соединение Аляски [ править ]

Основная статья: Соединение Аляски

Аляска Interconnection является одним из трех второстепенных переменного тока (AC) электрических сетей в Северной Америке.

Он состоит из двух сетей, изолированных друг от друга и от остальных сетей Северной Америки.

Предлагаемые улучшения [ править ]

По данным Центра технологий чистой энергии Северной Каролины, в первом квартале 2017 года 37 штатов и округ Колумбия предприняли определенные действия по модернизации электрических сетей. Государства сделали это, чтобы сделать электрические системы «более устойчивыми и интерактивными». Наиболее распространенными действиями, которые предпринимали штаты, были «развертывание расширенной инфраструктуры измерения» (это сделали 19 штатов), развертывание интеллектуальных сетей и «меняющиеся во времени тарифы для бытовых потребителей». [15]

Законодательно в первом квартале года 82 соответствующих законопроекта были внесены в разные части США. На конец квартала большая часть счетов оставалась неоплаченной. Например, законодатели на Гавайях внесли законопроект, предусматривающий налоговую льготу для хранения энергии . В Калифорнии у сената штата был законопроект, который «создаст новую программу скидок на накопители энергии». [15]

В августе 2018 года Форум передовой энергетической экономики (AEE) и Форум граждан за ответственные решения в области энергетики (CRES Forum) опубликовали программный документ, в котором были даны пять рекомендаций о способах модернизации энергосистемы США. Эти рекомендации призваны упростить процесс получения федеральных разрешений для перспективных энергетических проектов; побуждать проектировщиков сетей рассматривать альтернативы инвестициям в передачу; позволить накоплению энергии и энергоэффективности конкурировать с дополнительным производством энергии; позволить крупным потребителям выбирать собственные источники электроэнергии; и позволить коммунальным предприятиям и потребителям получать выгоду от программного обеспечения для облачных вычислений. [16]

  • Tres Amigas SuperStation

См. Также [ править ]

  • Закон об электрификации сельских районов

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Когда сеть была сеткой: история краткой взаимосвязанной машины от побережья к побережью в Северной Америке - Автор: Джули Кон.
  2. ^ ANSI C84.1: Американский национальный стандарт для электроэнергетических систем и оборудования-напряжения Рейтинги (60 Герц) архивации 27 июля 2007, в Wayback Machine , NEMA (стоит $ 83 для доступа)
  3. ^ CSA CAN3-C235-83: Предпочтительные уровни напряжения для систем переменного тока, от 0 до 50 000 В
  4. ^ Borberly, А. и Kreider, JF (2001). Распределенное поколение: парадигма власти для нового тысячелетия. CRC Press, Бока-Ратон, Флорида. 400 стр.
  5. ^ Мазер, A. (2007). Планирование электроэнергетики на регулируемых и дерегулируемых рынках . Джон Вили и сыновья. Хобокен, штат Нью-Джерси.
  6. ^ . (2001). Гловер Дж. Д., Сарма М. С., Овербай Т. Дж. (2010) Система питания и анализ, 5-е издание. Cengage Learning. Стр.10.
  7. ^ Горман, Шивон (2009-04-08). "Электрические сети в США проникли шпионами" (PDF) . The Wall Street Journal . Проверено 2 мая 2018 .
  8. ^ FERC : Рынки электроэнергии: национальный обзор
  9. ^ http://www.nerc.com/
  10. ^ a b c Высокотемпературные сверхпроводники для соединения электрических сетей
  11. ^ «Соединяя сеть: связи постоянного тока выполняют критическую роль» . www.nmppenergy.org . NMPP Energy (муниципальный энергетический пул Небраски). 2020-09-01 . Проверено 7 декабря 2020 . Подключения HVDC: Miles City, MT; Рапид-Сити, SD; Stegall, NE; Сидней, штат Невада; Ламар, Колорадо; Хлодвиг, штат Нью-Мексико; Артезия, НМ
  12. ^ Билли Дж. Роберт: Система передачи США и связи В2В HVDC , NREL, 2017-01-12
  13. ^ Визуализация электросети США
  14. ^ "Концепции и обязательства зоны управления" (PDF) . Североамериканский совет по надежности электроснабжения. Июль 1992. Архивировано из оригинального (PDF) на 2 января 2011 года . Проверено 18 июля 2011 года . Сегодня в НКРЭ есть четыре основных взаимосвязанных области: Восточная взаимосвязь, Западная взаимосвязь, Техасская взаимосвязь и взаимосвязь Квебека.
  15. ^ a b «Почти три четверти населения США предприняли шаги по модернизации энергосистемы в первом квартале, как показывает исследование» . Daily Energy Insider . 2017-05-25. Архивировано 8 мая 2018 года . Проверено 5 июня 2017 .
  16. ^ «Пять способов модернизации электросети США с помощью Advanced Energy Economy | Solar Builder» . Журнал Solar Builder . 2018-08-06 . Проверено 30 августа 2018 .