광역 동기 그리드

Wide area synchronous grid
그리드 간의 물리적 연결은 상호 커넥터를 참조하십시오.
유라시아, 아프리카, 오세아니아, 북중미 주요 WASG
북미의 두 개의 큰 연결과 세 개의 작은 연결은
유럽과 북아프리카의 동기 그리드

광역 동기 그리드(북미에서는 "상호접속"이라고도 함)는 동기화된 유틸리티 주파수로 작동하며 일반 시스템 조건 중에 전기적으로 함께 연결된 지역 규모 이상의 3상 전력 그리드입니다.동기존이라고도 불리는 가장 강력한 것은 859기가와트(GW)의 전력을 가진 유럽 대륙(ENSO-E)의 동기 그리드이며, 가장 광범위한 지역은 구소련 대부분의 국가에 서비스를 제공하는 IPS/UPS 시스템입니다.충분한 용량을 갖춘 동기식 그리드는 광범위한 지역에서 전기 거래를 용이하게 합니다.2008년 ENSO-E에서는 유럽 에너지 거래소(EEX)[1]에서 하루 350,000 메가와트 이상의 시간이 판매되었습니다.

동일한 주파수와 표준을 가진 인접 상호접속을 동기화하고 직접 연결하여 더 큰 상호접속을 형성할 수 있습니다.또한 제어를 가능하게 하는 고전압 직류전송선로(DC 타이), 솔리드 스테이트 변압기 또는 가변주파수 변압기(VFT)를 통해 동기 없이 전력을 공유할 수도 있습니다.각 측면의 독립된 AC 주파수를 기능적으로 분리하는 동시에 에너지의 흐름을 제한합니다.북미의 각 인터커넥트는 공칭 60Hz로 동기화되며 유럽의 인터커넥트는 50Hz로 동작합니다.

동기식 구역의 이점에는 발전 비용 절감, 부하 비용 절감, 균형화 효과 대폭, 예비 전력 공급, 저렴한 1차 및 2차 전력 비용 제공, 시장 개방, 장기 계약 및 단기 전력 공급 가능성이 포함된다.er 교환 및 [2]장애 발생 시 상호 지원.

광역 동기 그리드의 한 가지 단점은 한 부분의 문제가 그리드 전체에 영향을 미칠 수 있다는 것이다.

특성.

광역 동기 네트워크를 통해 신뢰성이 향상되고 자원 풀링이 가능해집니다.또한, 필요한 발전 용량을 줄이고, 보다 친환경적인 전력을 사용할 수 있게 하며, 보다 다양한 발전 계획을 허용하고 규모의 [3]경제를 가능하게 한다.

전국 송전망으로는 이례적으로 일본의 송전망은 지역마다 주파수가 전혀 다르다.

링크하는 2개의 네트워크가 다른 주파수로 동작하고 있거나 규격이 크게 다른 경우에는 광역 동기 네트워크를 형성할 수 없습니다.예를 들어, 일본에서는 역사적 이유로 북부는 50Hz로 동작하지만 남부는 60Hz로 동작한다.이것에 의해, 단일의 동기 네트워크를 형성할 수 없게 되어, 후쿠시마 제1 발전소가 녹았을 때에 문제가 되었다.

또, 네트워크에 호환성이 있는 표준이 있는 경우에서도, 장해 모드는 문제가 될 가능성이 있습니다.단계 및 전류 제한에 도달할 수 있으며, 이로 인해 광범위한 운영 중단이 발생할 수 있습니다.네트워크 내에 HVDC 링크를 추가하여 오프노미널이벤트 시 제어를 강화할 수 있도록 함으로써 이 문제를 해결할 수 있습니다.

캘리포니아 전기 위기에서 발견되었듯이, 일부 시장 거래자들 사이에 가격을 부풀리기 위해 상호 연결 네트워크에서 고의적인 혼잡과 발전 용량의 부실한 관리를 야기하는 강력한 인센티브가 있을 수 있다.인접 동기 네트워크와 결합함으로써 전송 용량을 늘리고 시장을 확대하는 것은 이러한 조작을 더욱 어렵게 합니다.

빈도수.

동기 그리드에서는 모든 발전기가 자연스럽게 전기적으로 서로 잠기고 동일한 주파수로 작동하며 서로 거의 같은 위상을 유지합니다.회전 발전기의 경우 로컬 가바나(Local Governor)가 구동 토크를 조절하고 부하 변화에 따라 일정한 속도를 유지할 수 있도록 지원합니다.드롭 속도 제어는 여러 병렬 발전기가 정격에 비례하여 부하 변화를 공유하도록 보장합니다.에너지가 생산될 때 소비되기 때문에 전체 그리드에서 생산과 소비가 균형을 이루어야 합니다.에너지는 발전기의 회전 운동 에너지에 의해 즉시 저장된다.

공칭 시스템 주파수로부터의 작은 편차는 개별 발전기를 조절하고 그리드 전체의 평형을 평가하는 데 매우 중요하다.그리드에 부하가 많이 걸리면 주파수가 느려지고, 거버너는 더 많은 전력이 출력되도록 발전기를 조정합니다(드롭 속도 제어).그리드에 가볍게 부하가 걸리면 그리드 주파수는 공칭 주파수보다 높아집니다.이것은 네트워크 전체의 자동 생성 제어 시스템에 의해 제너레이터가 출력을 줄여야 한다는 것을 나타내는 것으로 간주됩니다.

또한 중앙 제어 기능이 있는 경우가 많습니다.이것에 의해, AGC 시스템의 파라메타가 1분 이상에 걸쳐 변경되어 지역 네트워크 흐름과 그리드의 동작 빈도를 한층 더 조정할 수 있습니다.

서로 다른 주파수로 작동하는 인접 그리드를 상호 연결해야 하는 경우 주파수 변환기가 필요합니다.HVDC 인터커넥터, 솔리드 스테이트 변압기 또는 가변 주파수 변압기 링크는 다른 주파수로 동작하거나 동기화를 유지하지 않는2개의 그리드를 접속할 수 있습니다.

타임키핑

시간 유지를 위해 하루 동안 작동 주파수는 편차를 균형 있게 조정하고 50Hz에서는 432만 사이클, 60Hz 시스템에서는 518만4천 사이클이 매일 발생하도록 함으로써 라인 작동 클럭이 상당한 시간을 벌거나 잃는 것을 방지할 수 있도록 변화한다.

이것은 드물게 문제를 일으킬 수 있습니다.2018년 코소보는 세르비아와의 분쟁으로 인해 발생한 전력보다 더 많은 전력을 사용하였고, 유럽 대륙의 전체 동기 그리드가 원래보다 뒤처지게 되었다.주파수가 49.996Hz로 떨어졌습니다.시간이 흐르면서, 이것은 의견 불일치가 [4]해결될 때까지 동기식 전기 시계가 6분 느려지는 원인이 되었다.

전개된 네트워크

이름. 커버 조직 발전 용량 연간 세대 연도/참조자
중국 북부 국가 그리드 중국 북부 중국 국가 그리드 공사 875 GW 5830 TWh 2020년[5]
유럽 대륙 EU(아일랜드, 스웨덴, 핀란드, 리투아니아, 라트비아, 에스토니아, 키프로스 제외) 보스니아 헤르체고비나 몬테네그로 북마케도니아 세르비아 스위스 알제리 모로코 튀니지 터키 우크라이나 몰도바 24개 유럽 국가, 4억 5천만 개국 ENTSO-E 859 GW 2569 TWh 2017년[6]
동부 인터커넥션 미국 캐나다 동부(텍사스 대부분 제외) 및 캐나다 동부(퀘벡, 뉴펀들랜드 및 래브라도 제외) 610 GW
인도 내셔널 그리드 10억 명 이상의 인구를 수용하는 인도 370.5 GW 1236 TWh 2017년[7]
IPS/UPS 러시아 벨라루스 에스토니아 라트비아 리투아니아 카자흐스탄 키르기스스탄 타지키스탄 그루지야 아제르바이잔 몽골 11개국 2억4000만 명 337 GW 1285 TWh 2005년[8][9]
중국 남부 전력망 중국 남부 그리드 320 GW 1051 TWh 2019년[10]
웨스턴 인터커넥션 미국 캐나다 멕시코 서부, 캐나다 서부 및 멕시코 북부 바하 캘리포니아 265 GW 883 TWh 2015년[11]
National Interconnected System(SIN) 브라질 브라질의 전력 부문 150.3 GW 410 TWh (2007) 2016
북유럽 동기 그리드 노르웨이 스웨덴 핀란드 덴마크 노르딕 국가(핀란드, 스웨덴-고틀랜드, 노르웨이 및 동덴마크 제외)가 2,500만 명을 고용하고 있다. 93 GW 390 TWh
내셔널 그리드(영국) 6천 5백만 달러를 제공하는 영국의 동기식 구역입니다. 내셔널 그리드 plc 83 GW (2018년)[12] 336 TWh 2017년[12]
이란 국가 그리드 이란 아르메니아 투르크메니스탄 이란 및 아르메니아, 8400만 명 서비스 82 GW 2019년[13]
텍사스 인터커넥션 미국 텍사스 대부분, 2,400만 명의 고객 지원 텍사스 전기 신뢰성 평의회(ERCOT) 78 GW 352 TWh (2016년)[14] 2018년[15]
전국 전기 시장 서호주 및 노던 준주를 제외한 호주의 주 및 준주(태스매니아는 그 일부이지만 동기화되지 않음) 전국 전기 시장 50 GW 196 TWh 2018년[16]
퀘벡 인터커넥션 캐나다 퀘벡 주 42 GW 184 TWh
Java-Madura-Bali 상호접속(JAMALI) 인도네시아 JAMALI 시스템은 7개 주(서부, 동부, 중부 자바, 반텐, 자카르타, 요기아카르타, 발리)를 서비스하고 있습니다. PLN, 4,940만 명의 고객에게 서비스를 제공합니다. 40.1 GW (2020)[17] 163 TWh (2017년)[18] 2021
아르헨티나 상호접속 시스템 티에라 델 푸에고를 제외한 아르헨티나. 129 TWh 2019년[19]
SIEPAC 파나마 코스타리카 온두라스 니카라과 엘살바도르 과테말라 중앙아메리카 전기 상호 연결 시스템은 코스타리카, 엘살바도르, 과테말라, 온두라스, 니카라과 및 파나마를 지원합니다.
남아프리카 전력 풀 앙골라 보츠와나 콩고민주공화국 에스와티니 레소토 모잠비크 말리미비아 남아프리카공화국 탄자니아 잠비아 짐바브웨 SAP는 남아프리카공화국의 12개국에 서비스를 제공하고 있다.
아일랜드 그리드 아일랜드 연합 왕국 아일랜드와 북아일랜드. EirGrid 29.6 TWh (표준)
사우스웨스트 인터커넥티드 시스템 호주. 웨스턴오스트레일리아 17.3 TWh 2016년[21]
시스테마 인터커넥타도 센트럴 칠레 메인 칠레 그리드 12.9 GW 2011년[22]

대규모 상호 접속의 일부 테이블.

역사적으로 북미 송전망에서는 동부와 서부의 상호접속이 직접 접속되어 당시 세계에서 가장 큰 동기 그리드였지만, 이것은 불안정한 것으로 판명되어 현재는 DC 상호접속 [23]밖에 되지 않는다.

계획된

  • 중국 전력공급업체들은 2020년까지 현재의 북·중·동 [24]3개 전력망을 연결하는 초고전압 AC동기망을 완성할 계획이다.완료되면 UCTE 인터커넥트의 발전 용량이 작아집니다.
  • UCTE와 IPS/UPS 그리드의 통합으로 13개 [25]시간대에 걸쳐 36개국을 통합.
  • 미국의 상호 접속을 스마트 그리드 기능을 갖춘 단일 그리드로 통합한 통합 스마트 그리드.
  • SuperSmart Grid는 UCTE, IPS/UPS, 북아프리카 및 터키 네트워크를 연결하는 유사한 메가 그리드 제안입니다.
  • 아세안 전력망은 모든 아세안 전력망을 연결할 계획이다.첫 번째 단계는 수마트라, 자바, 싱가포르 그리드와 보르네오 섬, 필리핀 본토 모든 아세안 국가들을 연결하는 것입니다.

DC 인터커넥터

기존 링크
공사중
제안.
이러한 HVDC 라인의 대부분은 수력 및 풍력과 같은 재생 가능한 소스에서 전력을 전달한다.이름에 대해서는 주석이 달린 [needs update]버전도 참조하십시오.

고전압 직류선, 고체 변압기 또는 가변 주파수 변압기와 같은 상호 커넥터를 사용하여 서로 동기화할 필요가 없는 두 개의 교류 상호 연결 네트워크를 연결할 수 있습니다.따라서 더 넓은 영역을 동기화할 필요 없이 상호 연결의 이점을 얻을 수 있습니다.예를 들어 유럽의 광역 동기 그리드 맵(서론)을 HVDC 라인 맵(여기 오른쪽)과 비교합니다.솔리드 스테이트 변압기는 기존 변압기보다 손실이 크지만 DC 라인은 무효 임피던스가 부족하고 HVDC 라인 전체가 동기 그리드 내 또는 그 사이에 장거리 전력을 보내는 손실이 낮습니다.

계획된 비동기 연결

Tres Amigas SuperStation은 30GW HVDC 인터커넥터를 사용하여 Eastern Interconnect와 Western Interconnect 간의 에너지 전송 및 거래를 가능하게 하는 것을 목표로 하고 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "EEX Market Monitor Q3/2008" (PDF). Leipzig: Market Surveillance (HÜSt) group of the European Energy Exchange. 2008-10-30: 4. Archived from the original (PDF) on 2011-07-10. Retrieved 2008-12-06. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  2. ^ Haubrich, Hans-Jürgen; Dieter Denzel (2008-10-23). "Characteristics of interconnected operation" (PDF). Operation of Interconnected Power Systems (PDF). Aachen: Institute for Electrical Equipment and Power Plants (IAEW) at RWTH Aachen University. p. 3. Archived from the original (PDF) on 2011-07-19. Retrieved 2008-12-06. (제목 페이지 및 목차는 "전원 시스템의 작동" 링크를 참조하십시오.)
  3. ^ https://www.un.org/esa/sustdev/publications/energy/chapter2.pdf[베어 URL PDF]
  4. ^ "Serbia, Kosovo power grid row delays European clocks". Reuters. Mar 7, 2018.
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  6. ^ "ENTSO-E Statistical Factsheet 2017" (PDF). www.entsoe.eu. Retrieved 2 January 2019.
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  22. ^ SIC 설치 용량센트럴 에네르기아취득일 : 2012년 5월 15일
  23. ^ 그리드가 그리드일 때:북미의 짧은 연안-해안 상호 연결 기계의 역사 - JULI COHN 지음
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외부 링크