부대서비스(전력)

Ancillary services (electric power)

보조 서비스는 상호 연결된 전송 시스템의 안정적인 작동을 유지하기 위해 제어 영역 및 제어 영역 내의 전송 유틸리티의 의무가 주어진 발전기에서 소비자로의 전력 공급을 지원하기 위해 필요한 서비스이다.

보조 서비스란 전력망 내의 행위자가 제공하는 전문 서비스 및 기능을 말하며, 지속적인 전력 흐름을 촉진하고 지원하여 전력 에너지에 대한 수요를 실시간으로 충족시킨다.보조 서비스라는 용어는 그리드 안정성과 보안을 유지하는 데 필요한 발전 및 전송을 넘어 다양한 운영을 지칭하는 데 사용된다.이러한 서비스에는 일반적으로 액티브 전원 제어 또는 주파수 제어, 무효 전원 제어 또는 전압 제어가 다양한 타임스케일로 포함됩니다.전통적으로 보조 서비스는 발전기와 같은 대규모 생산 단위에 의해 제공되어 왔다.보다 간헐적인 발전의 통합과 스마트 그리드 기술의 발달로, 보조 서비스의 제공은 소규모 분산형 발전 및 소비 [1]단위로 확대된다.

보조 서비스의 종류

6가지 다른 종류의 보조 서비스:

  • 스케줄 및 디스패치
  • 무효 전력 및 전압[2] 제어
  • 손실 보상
  • 로드 팔로잉
  • 시스템 보호
  • 에너지 불균형

스케줄 및 디스패치

대부분의 전기 시스템에서는 에너지 저장소가 거의 0에 가깝기 때문에 일정과 디스패치가 필요합니다.따라서 어느 순간이라도 시스템에 공급되는 전력(발전기에 의해 생산되는 전력)은 시스템의 전력(소비자의 수요)과 같아야 합니다.생산은 수요와 밀접하게 일치해야 하기 때문에 세심한 스케줄과 디스패치가 필요합니다.

일반적으로 독립 시스템 운영자 또는 전송 시스템 운영자가 수행하는 두 서비스 모두 전력 그리드의 신뢰성을 유지하기 위해 발전 및 전송 장치의 약속과 조정에 전념하는 서비스입니다.

스케줄링은 다음 주에 일정량의 전력을 생산하기 위한 제너레이터 스케줄 설정 등 사전 작업이며 디스패치는 사용 가능한 자원의 실시간 제어를 의미합니다.

무효 전원 및 전압 제어

소비자 부하는 일정한 범위 내에서 전압을 예상하며, 규제 당국은 전압이 공칭 전압의 특정 비율 이내여야 합니다(예를 들어 미국에서는 5% 미만).

무효전력은 전압강하를 보상하기 위해 사용할 수 있지만 실제 전력요구량보다 부하에 더 가깝게 공급해야 합니다(이는 무효전력이 그리드를 잘 통과하지 못하는 경향이 있기 때문입니다).전압은 변압기 탭 및 전압 [3]조절기를 사용하여 제어할 수도 있습니다.

영업준비금

생산과 수요가 완전히 일치해야 하기 때문에(스케줄링 및 디스패치 참조), 생산량이 너무 낮을 때 운용준비금으로 그 차이를 메울 수 있습니다.

운전준비금은 부하를 충족하기에 충분한 에너지 발생을 보장하기 위해 신속하게 디스패치할 수 있는 발전기입니다.회전 예비 전력은 이미 온라인 상태인 발전기로, 수요의 빠른 변화에 대응하기 위해 전력 출력을 빠르게 증가시킬 수 있습니다.수요는 짧은 기간에 따라 달라질 수 있고 신속한 대응이 필요하기 때문에 회전 준비금이 필요합니다.기타 운용준비금에는 오퍼레이터가 수요를 충족시키기 위해 파견할 수 있지만 회전준비금만큼 빠르게 반응할 수 없는 발전기와 일반적으로 회전준비금보다 빠른 수십 밀리초 이내에 반응할 수 있는 그리드 배터리 스토리지가 있습니다.

주파수 제어

주파수 제어는 그리드 주파수가 공칭 주파수의 특정 범위 내에 유지되도록 하는 것을 의미합니다.발전량과 수요량의 불일치는 주파수의 변동을 일으키기 때문에 제어 서비스는 주파수를 공칭값으로 되돌리고 주파수가 [4]범위를 벗어나지 않도록 해야 합니다.

주파수가 수직 축에 있고 전력이 수평 축에 있는 제너레이터에 대한 그래프가 있는 경우:

여기서 Pm은 시스템의 전력 변화입니다.발전기가 여러 개 있는 경우 각각 R이 있을 수 있습니다.베타 버전은 다음을 통해 확인할 수 있습니다.

전력의 변화로 인한 주파수 변화는 다음과 같이 확인할 수 있습니다.

이 간단한 방정식은 주어진 [5]주파수 변화에 대응하는 전력의 변화를 찾기 위해 재배열할 수 있습니다.

재생가능발전

재생 가능 발전의 그리드 통합은 동시에 추가적인 보조 서비스를 필요로 하며, 그리드에 보조 서비스를 제공할 수 있다.분산 발전 시스템과 지붕 꼭대기 태양 시스템과 함께 설치되는 인버터는 전통적으로 회전 발전기와 전압 조절기에 의해 제공되는 많은 보조 서비스를 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.이러한 서비스에는 무효 전력 보상, 전압 조절, 깜박임 제어, 활성 전력 필터링 및 고조파 [6]취소가 포함됩니다.가변 속도 발전기가 있는 풍력 터빈은 그리드에 합성 관성을 추가하고 주파수 [7][8][9]제어를 지원할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.CAISO는 2018년에 131 MW Tule 풍력 발전기의 싱크로나이저를 테스트한 결과, 기존 [10][11]발전기와 비슷하거나 더 나은 그리드 서비스를 수행할 수 있었다.Hydro-Qébec은 2005년 최초의 그리드 운영자로서 합성 관성을 요구하기 시작했으며, 전력 전자 장치와 풍력 터빈 [12]로터의 회전 관성을 결합하여 주파수 강하에 대항할 때 일시적인 6%의 전력 증대를 요구했습니다.2016년 [13]유럽에서도 비슷한 요건이 시행되었다.

전기 자동차

플러그인 전기 자동차는 그리드에 보조 서비스, 특히 부하 조절 및 회전 예비비를 제공하기 위해 활용될 가능성이 있다.플러그인 전기 자동차는 분산 에너지 저장소와 같이 작동할 수 있으며, 차량 대 그리드(V2G)라고 하는 양방향 흐름을 통해 그리드에 전력을 다시 방출할 수 있습니다.플러그 인 전기 자동차는 빠른 속도로 전력을 공급할 수 있는 능력을 갖추고 있어 예비 회전처럼 사용할 수 있고 풍력이나 태양열 등 간헐적 발전의 증가로 그리드 안정성을 제공합니다.보조 서비스를 제공하기 위해 전기 자동차를 이용하는 기술은 아직 널리 구현되지 않았지만,[14] 그 잠재력에 대한 기대가 크다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Ribó-Pérez, David; Larrosa-López, Luis; Pecondón-Tricas, David; Alcázar-Ortega, Manuel (January 2021). "A Critical Review of Demand Response Products as Resource for Ancillary Services: International Experience and Policy Recommendations". Energies. 14 (4): 846. doi:10.3390/en14040846.
  2. ^ 아마디마네쉬, 알리레자, 모센 칼란타르."반응성 손실을 고려한 반응성 전력 시장의 두 가지 새로운 프레임워크"전기 에너지 시스템의 국제 거래 27.10(2017).
  3. ^ 아마디마네쉬, A.와 M. 칼란타르."생산자의 의무 발전 지역을 수정하기 위한 새로운 비용 절감 무효 전력 시장 구조입니다."에너지 정책 108(2017): 702-711.
  4. ^ 리버스, 얀 G 등"주파수 및 전압 제어 보조 서비스 조사—파트 I: 기술적 특징"전원 시스템, 22.1 (2007)에서의 IEEE 트랜잭션: 350 ~357 。
  5. ^ 글로버, J. 던컨 등전원 시스템 분석 및 설계제6호, Cengage Learning, 2017.
  6. ^ Sortomme, Eric, Mohamed A.엘 샤르카위"차량에서 그리드로의 에너지 및 보조 서비스의 최적 스케줄링"스마트 그리드, 3.1에서의 IEEE 트랜잭션(2012): 351-359.
  7. ^ 랄로, 길리언, 앨런 멀레인, 마크 오말리."주파수 제어와 풍력 터빈 기술"전원 시스템, IEEE 트랜잭션(20.4(2005)): 페이지 1905-1913.
  8. ^ "The utilization of synthetic inertia from wind farms and its impact on existing speed governors and system performance". ELFORSK. 2013. p. 6 (Summary). Archived from the original on 21 April 2017. Retrieved 18 April 2017. Installing wind turbines with synthetic inertia is a way of preventing this deterioration.
  9. ^ Early, Catherine (30 September 2020). "How a Single UK Turbine Could Prove a New Use Case for Wind Power". www.greentechmedia.com. Archived from the original on 3 October 2020.
  10. ^ Balaraman, Kavya (13 March 2020). "Wind plants can provide grid services similar to gas, hydro, easing renewables integration: CAISO". Utility Dive. Archived from the original on 2020-03-16.
  11. ^ 투엘 풍력발전소 시험결과 CAISO, 2019
  12. ^ Fairley, Peter (7 November 2016). "Can Synthetic Inertia from Wind Power Stabilize Grids?". IEEE. Retrieved 29 March 2017.
  13. ^ "Network Code on Requirements for Grid Connection Applicable to all Generators (RfG)". ENTSO-E. April 2016. Retrieved 29 March 2017.
  14. ^ Joos, G. 등"보조 서비스를 제공할 수 있는 분산형 발전의 잠재력"2000년, 전력공학회 여름 회의.IEEE. Vol. 3. IEEE, 2000.