Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для физических соединений между сетями см. Interconnector .
Два основных и три второстепенных соединения Северной Америки
Основные WASG в Евразии, Африке и Океании, Северной и Центральной Америке
Что необычно для национальной сети, разные регионы сети передачи электроэнергии Японии работают на совершенно разных частотах.

Широкая область синхронная сетка (также называется « соединение » в Северной Америке ) является трехфазной электрической энергосистемой , которая имеет региональный масштаб или больше , который работает при синхронной полезной частоте и электрический связан между собой при нормальных условиях системы. Также известная как синхронные зоны , наиболее мощной является синхронная сеть континентальной Европы (ENTSO-E) с генерацией 667  гигаватт (ГВт), в то время как самый широкий обслуживаемый регион - это система IPS / UPS , обслуживающая страны бывшего Советского Союза. . Синхронные сети с большой мощностью облегчаютторговля электроэнергией на обширных территориях. В ENTSO-E в 2008 году на Европейской энергетической бирже (EEX) продавалось более 350 000 мегаватт-часов в день . [1]

Каждое из межкомпонентных соединений в Северной Америке синхронизировано с номинальной частотой 60 Гц, а в Европе - с частотой 50 Гц. Соседние межсоединения с одинаковой частотой и стандартами могут быть синхронизированы и напрямую подключены, чтобы сформировать более крупное межсоединение, или они могут распределять мощность без синхронизации через высоковольтные линии электропередачи постоянного тока (связи постоянного тока), твердотельные трансформаторы или трансформаторы с регулируемой частотой (VFT), которые позволяют контролировать поток энергии, а также функционально изолируют независимые частоты переменного тока каждой стороны.

Преимущества синхронных зон включают объединение генерации, что приводит к снижению затрат на генерацию; объединение нагрузки, приводящее к значительным уравнивающим эффектам; совместное создание резервов, что приводит к снижению стоимости первичной и вторичной резервной мощности; открытие рынка, приводящее к возможности заключения долгосрочных контрактов и краткосрочных обменов электроэнергией; и взаимопомощь в случае беспорядков. [2]

Одним из недостатков синхронной сетки большой площади является то, что проблемы в одной части могут иметь последствия для всей сетки.

Свойства [ править ]

Глобальные синхронные сети повышают надежность и позволяют объединять ресурсы. Кроме того, они могут выравнивать нагрузку, что снижает требуемую генерирующую мощность, позволяет использовать более экологически чистую энергию; и позволяют использовать более разнообразные схемы производства электроэнергии и экономить на масштабе. [3]

Глобальные синхронные сети не могут быть сформированы, если две соединяемые сети работают на разных частотах или имеют существенно разные стандарты. Например, в Японии по историческим причинам северная часть страны работает на 50 Гц, а южная часть использует 60 Гц. Это делает невозможным формирование единой синхронной сети, что было проблематичным, когда таял завод « Фукусима-дайити ».

Кроме того, даже если сети имеют совместимые стандарты, режимы отказа могут быть проблематичными. Могут быть достигнуты ограничения по фазе и току, что может привести к массовым отключениям. Иногда проблемы решаются путем добавления линий HVDC в сеть, чтобы обеспечить больший контроль во время нештатных событий.

Как было обнаружено во время энергетического кризиса в Калифорнии , у некоторых рыночных трейдеров могут быть сильные стимулы для создания преднамеренных перегрузок и плохого управления генерирующими мощностями в межсетевой сети с целью завышения цен. Увеличение пропускной способности и расширение рынка за счет объединения с соседними синхронными сетями затрудняют такие манипуляции.

Частота [ править ]

Вся синхронная сеть работает с одинаковой частотой. Если соседние сети, работающие на разных частотах, необходимо соединить между собой, требуется преобразователь частоты. Соединители HVDC , твердотельные трансформаторы или звенья трансформаторов переменной частоты могут соединять две сети, которые работают на разных частотах или не поддерживают синхронизм.

В синхронной сети все генераторы должны работать с одинаковой частотой и должны оставаться почти в фазе друг с другом и с сетью. Для вращающихся генераторов местный регулятор регулирует крутящий момент, поддерживая постоянную скорость при изменении нагрузки. Регулирование скорости падения гарантирует, что несколько параллельных генераторов распределяют изменения нагрузки пропорционально их номинальной мощности. Производство и потребление должны быть сбалансированы по всей сети, потому что энергия потребляется по мере ее производства. Энергия мгновенно сохраняется за счет кинетической энергии вращения генераторов.

Небольшие отклонения от номинальной частоты системы очень важны для регулирования отдельных генераторов и оценки равновесия сети в целом. Когда сеть сильно загружена, частота снижается, и регуляторы регулируют свои генераторы так, чтобы на выходе было больше мощности ( регулировка спада скорости ). Когда сеть слабо загружена, частота сети превышает номинальную, и это принимается системами автоматического управления генерацией в сети как показатель того, что генераторы должны снизить свою мощность.

Кроме того, часто существует централизованное управление, которое может изменять параметры систем AGC в течение минуты или дольше для дальнейшей настройки региональных сетевых потоков и рабочей частоты сети.

Хронометраж [ править ]

Для целей хронометража в течение дня рабочая частота будет изменяться, чтобы уравновесить отклонения и предотвратить значительное увеличение или уменьшение времени работы тактовых импульсов, работающих от сети, за счет обеспечения 4,32 миллиона на 50 Гц и 5,184 миллиона циклов на 50 Гц. Системы 60 Гц каждый день.

В редких случаях это может привести к проблемам. В 2018 году Косово использовало больше электроэнергии, чем было произведено из-за спора с Сербией , что привело к тому, что фаза всей синхронной сети континентальной Европы отстала от того, что должно было быть. Частота упала до 49,996 Гц. Со временем это привело к тому, что синхронные электрические часы стали медленнее на шесть минут, пока разногласия не разрешились. [4]

Соединители постоянного тока [ править ]

Соединители, такие как высоковольтные линии постоянного тока , твердотельные трансформаторы или трансформаторы переменной частоты, могут использоваться для соединения двух соединительных сетей переменного тока, которые не обязательно синхронизированы друг с другом. Это обеспечивает преимущество соединения без необходимости синхронизации еще более широкой области. Например, сравните глобальную карту синхронной сетки Европы (вверху слева) с картой линий HVDC (внизу справа). Твердотельные трансформаторы имеют большие потери, чем обычные трансформаторы, но в линиях постоянного тока отсутствует реактивное сопротивление, а общие линии HVDC имеют более низкие потери, передавая мощность на большие расстояния в синхронной сети или между ними.

Развернутые сети [ править ]

ИмяОхватываетМощность генерацииГодовое поколениеГод / Ссылки
Континентальная ЕвропаУправляется ENTSO-E . 24 европейские страны, обслуживающие 450 миллионов859 ГВт2569 ТВтч2017 [5]
Восточное соединениеВосточная часть США (за исключением большей части Техаса) и восточная Канада (кроме Квебека, Ньюфаундленда и Лабрадора)610 ГВт
Индийская национальная сеткаИндия обслуживает более миллиарда человек370,5 ГВт1236 ТВтч2017 [6]
IPS / ИБП12 стран бывшего Советского Союза обслуживают 280 миллионов337 ГВт1285 ТВтч2005 [7] [8]
Западное соединениезапад США, запад Канады и северная нижняя Калифорния в Мексике265 ГВт883 ТВтч2015 [9]
Национальная взаимосвязанная система (SIN)Электроэнергетический сектор Бразилии150,33 ГВт410 ТВтч (2007)2016 г.
Синхронная сеть Северной ЕвропыСтраны Северной Европы (Финляндия, Швеция (кроме Готланда ), Норвегия и Восточная Дания), обслуживающие 25 миллионов человек.93 ГВт390 ТВтч
National Grid (Великобритания)Синхронная зона Великобритании, обслуживающая 65 миллионов человек. Управляется National Grid plc83 ГВт (2018) [10]336 ТВтч2017 [10]
Национальная сеть ИранаИран и Армения, обслуживающие 84 миллиона человек82 ГВт2019 [11]
Техасское соединениеСовет по надежности электроснабжения Техаса обслуживает ( ERCOT ) 24 миллиона клиентов78 ГВт352 ТВт-ч (2016) [12]2018 [13]
Национальный рынок электроэнергииАвстралия «s штатов и территорий , за исключением Западной Австралии и Северной Территории . ( Тасмания является его частью, но не синхронизирована)50 ГВт196 ТВтч2018 [14]
Квебекское соединениеКвебек42 ГВт184 ТВтч
Аргентинская система межсетевого взаимодействияАргентина, кроме Огненной Земли .129 ТВтч2019 [15]
SIEPACЦентральной Америки Электрическая Interconnection система служит Коста - Рика, Сальвадор, Гватемала, Гондурас, Никарагуа и Панама.
SWMBБлок Юго-Западного Средиземноморья обслуживает Марокко, Алжир и Тунис.
Южноафриканский энергетический пулSAPP обслуживает 12 стран юга Африки.
Ирландская сеткаИрландия. Управляется EirGrid29,6 ТВтч(2020) [16]
Государственная сеткаГосударственная электросеть Северного Китая, управляемая Государственной сетевой корпорацией Китая
Китайская южная энергосистемаКитайская южная сетка. Управляется China Southern Power Grid
Юго-западная соединенная системаЗападная Австралия17,3 ТВтч2016 [17]
Sistema Interconectado CentralОсновная чилийская сетка12,9 ГВт2011 [18]

Неполная таблица некоторых крупных соединений.

Запланировано [ править ]

  • Китайские поставщики электроэнергии планируют завершить к 2020 году свою синхронную сеть сверхвысокого напряжения переменного тока, соединяющую текущие северную, центральную и восточную сети. [19] Когда он будет завершен, его генерирующая мощность превзойдет мощность межсетевого соединения UCTE.
  • Объединение сетей UCTE и IPS / UPS, объединяющих 36 стран в 13 часовых поясах. [20]
  • Unified Smart Grid объединение межсетевых соединений США в единую сеть с функциями интеллектуальной сети .
  • SuperSmart Grid - аналогичное предложение мегасети, объединяющее сети UCTE, IPSUPS, Северной Африки и Турции.

Запланированные несинхронные соединения [ править ]

В Tres Amigas суперстанции цели для того, чтобы переводы энергии и торговли между Восточной Interconnection и Западной Interconnection с использованием 30GW HVDC межсистемных .

См. Также [ править ]

  • Высоковольтный постоянный ток (HVDC)
  • Супер сетка
  • Европейская супер сетка
  • Микросеть
  • Умная сеть электроснабжения
  • Единая интеллектуальная сеть
  • SuperSmart Grid
  • Tres Amigas SuperStation

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Монитор рынка EEX Q3 / 2008» (PDF) . Лейпциг : Группа по надзору за рынком (HÜSt) Европейской энергетической биржи . 2008-10-30: 4 . Проверено 6 декабря 2008 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  2. ^ Haubrich, Ханс-Юрген; Дитер Дензел (23 октября 2008 г.). «Характеристики взаимосвязанной работы» (PDF) . Эксплуатация объединенных энергосистем (PDF) . Ахен : Институт электрооборудования и электростанций (IAEW) при RWTH Ахенского университета . п. 3 . Проверено 6 декабря 2008 . (См. Ссылку «Эксплуатация систем питания» для титульного листа и содержания.)
  3. ^ https://www.un.org/esa/sustdev/publications/energy/chapter2.pdf
  4. ^ "Сербия, ряд электросетей Косово отстают от европейских часов" . Рейтер . 7 марта 2018 г.
  5. ^ «ENTSO-E Statistical Factsheet 2017» (PDF) . www.entsoe.eu . Проверено 2 января 2019 .
  6. ^ Электроэнергетический сектор в Индии
  7. ^ UCTE - Исследовательская группа IPSUPS ( 2007-12-07 ). «Технико-экономическое обоснование: синхронное соединение IPS / UPS с UCTE». Программа Европейской комиссии TEN-Energy : 2. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  8. ↑ Сергей Лебедь, РАО ЕЭС (20.04.2005). «Обзор IPS / UPS» (PDF) . Брюссель: Презентация исследования UCTE-IPSUPS: 4 . Проверено 7 декабря 2008 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  9. ^ 2016 Состояние взаимосвязи стр. 10-14 + 18-23. WECC , 2016. Архив.
  10. ^ a b https://www.gov.uk/government/statistics/electricity-chapter-5-digest-of-united-kingdom-energy-statistics-dukes
  11. ^ «Электростанция Далаху увеличивает мощность на 310 МВт» . Eghtesad Online . Проверено 2 декабря 2019 .
  12. ^ http://www.ercot.com/content/wcm/lists/89476/ERCOT2016D_E.xlsx
  13. ^ «Быстрые факты» (PDF) . www.ercot.com . 818.
  14. ^ https://www.aer.gov.au/wholesale-markets/wholesale-statistics/electricity-supply-to-regions-of-the-national-electricity-market
  15. ^ «Informe anual 2019» [Годовой отчет 2019]. portalweb.cammesa.com (на испанском языке). Compañía Administradora del Mercado Mayorista Eléctrico Sociedad Anónima . 12 июня 2020 . Проверено 10 августа 2020 .
  16. ^ "Энергия ветра приводит Ирландию к цели возобновляемой энергии" . 28 января 2021 г.
  17. ^ https://westernpower.com.au/media/2308/facts-and-statistics-2015-16.pdf
  18. ^ Установленная мощность НИЦ . Central Energía. Дата обращения: 15 мая 2012 г.
  19. ^ Лю Zhengya президент SGCC (2006-11-29). «Выступление на Международной конференции технологий передачи сверхвысокого напряжения в 2006 году» . Пекин: презентация исследования UCTE-IPSUPS . Проверено 6 декабря 2006 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь );Проверить значения даты в: |access-date=( помощь )
  20. ^ Сергей Кузьмин ЕЭС России (2006-04-05). «Синхронное соединение IPS / UPS с UCTE - Обзор исследования» (PDF) . Бухарест, Румыния: Черноморская энергетическая конференция: 2 . Проверено 7 декабря 2008 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )

Внешние ссылки [ править ]

  • Широкозонная синхронизированная система измерения частоты