211service.com
Vēja enerģijas plānošana
Tā kā vēja enerģija kļūst arvien izplatītāka, tās neparedzamība kļūst par lielāku problēmu. Pēkšņs vēja ātruma kritums var likt tīkla operatoriem skraidīties, lai segtu deficītu, un pat izraisīt elektroenerģijas padeves pārtraukumus; negaidīts pārspriegums var atstāt parastās spēkstacijas tukšgaitā, radot izmaksas un izvairoties no piesārņojuma.
Nogatavojušies ražai: Elektrotīklu operatori izmanto vēja pulksteņa anemometrus un meteoroloģiskās stacijas, kas uzstādītas vēja parkos, lai prognozētu vēja enerģijas ražošanu stundas vai dienas iepriekš.
Lai risinātu šo problēmu, elektrotīklu operatori apvieno hiperlokālos meteoroloģiskos datus un mākslīgo intelektu, lai prognozētu, kad viņu tīklos uzstādītās vēja turbīnas griezīsies. Šis mēnesis, Ņujorkas neatkarīgais sistēmas operators (NYISO) paziņoja par plāniem integrēt vēja modelēšanu savās tīkla vadības shēmās līdz vasarai, un Teksasas Elektriskās uzticamības padome (ERCOT) plāno iedarbināt līdzīgu sistēmu šovasar, ja ne ātrāk. Tikmēr Kalifornijas neatkarīgais sistēmas operators (Cal-ISO) plāno paplašināt prognozēšanas programmu, kas jau aptver apmēram ceturto daļu no štata vēja enerģijas jaudas.
Tas, kas padara šīs modelēšanas sistēmas precīzas un pieejamas, ir reāllaika dati, ko nodrošina paši vēja parki: vēja ātrums un virziens, kā arī daudzos gadījumos vietējā temperatūra, barometriskais spiediens un mitrums. Uzņēmumi, kas specializējas laikapstākļu modelēšanā, nodrošina programmatūru, kas laika gaitā iemācās saistīt šos datus ar jaudu un atpazīt laika apstākļus, kas tuvākajā nākotnē signalizē par lielāku vai mazāku jaudu. Viens no šiem uzņēmumiem, Albany’s AWS Truewind , sadarbojas ar Kaliforniju, Ņujorku un Teksasu, taču tā konkurenti ietver 3. līmeņa vides prognožu grupa ; Garrads Hasans , Apvienotajā Karalistē; un WindLogics , kas atrodas St. Paul.
Kad vēja parki bija retāk sastopami, tīkla kontrolieri būtībā varēja ignorēt to mainīgo jaudu, jo to nevarēja atšķirt no dabiskajām patēriņa svārstībām. Tradicionālo spēkstaciju regulēšana uz augšu vai uz leju nodrošināja piedāvājuma un pieprasījuma līdzsvaru. Bet tās dienas paiet ātri. Ņemiet vērā NYISO, kam pirms pieciem gadiem praktiski nebija vēja enerģijas. Šobrīd tā tīklā ir vairāk nekā 500 megavatu, un tiek gaidīti priekšlikumi, kas to palielinātu līdz gandrīz 7000 megavatiem. Tas ir aptuveni 17 procenti no tā pašreizējās jaudas bāzes.
Teksasa, kuras tīklā līdz 2007. gada beigām bija 4446 megavati vēja — vairāk nekā jebkurā citā štatā, jau ir atklāts, ko liela mēroga vēja enerģijas bēgumi un plūsmas var darīt, ja kontrolieri to neskatās. Nesen mums ir bijuši daži gadījumi, kad mums ir bijušas ļoti augstas cenas īstermiņa tirgū, jo nespējām prognozēt vēju, vai arī mums ir nācies izsludināt ārkārtas situācijas, jo bijām nobažījušies par uzticamību. daļēji tāpēc, ka mēs nevarējām redzēt, cik stiprs vējš ir sistēmā, saka Džess Totens, Teksasas Sabiedrisko pakalpojumu komisijas elektroenerģijas nozares uzraudzības direktors.
Piemēram, straujš vēja enerģijas kritums tika minēts kā galvenais iemesls avārijas elektroenerģijas padeves pārtraukumiem, ko ERCOT pasūtīja 26. februāra vakarā. Patērētāji patērēja daudz vairāk enerģijas, nekā bija prognozējis ERCOT, un vairākas parastās spēkstacijas nedarbojās, kā plānots, taču vēja enerģijas deficīts bija pēdējais piliens.
Ironiski, vēja prognozēšanas izmēģinājuma projekts, ko ERCOT bija ierosinājis ar AWS Truewind, prognozēja vēja kritumu vairāk nekā dienu iepriekš. Sistēmas operatori nezināja, ka tas notiks, bet prognozētāji to zināja, kas ir nedaudz nomākta, saka Maikls Gogins, Amerikas Vēja enerģijas asociācijas, Vašingtonas DC, tirdzniecības grupas elektroindustrijas analītiķis. Viņi vienkārši nenodeva to īstajam cilvēkam. Ja viņi to būtu integrējuši savā sistēmas darbībā, viss būtu risinājies pavisam savādāk.
Šāda prognozēšana kļūs daudz kritiskāka. Šā mēneša sākumā a Ziņot štata pasūtītais uzņēmums General Electric prognozēja, ka tad, kad Teksasas vēja jauda sasniegs 15 000 megavatu, vēja radītā jauda mazāk nekā pusstundas laikā samazināsies par aptuveni 2400 megavatiem. Ņemot vērā kontekstu, kritums, kas operatoriem pietrūka 26. februārī, bija tikai 80 megavati.
Prognozēšana ir ne tikai veids, kā nodrošināt sistēmas uzticamību. Cal-ISO un Kalifornijas Enerģētikas komisija ir noteikusi, ka ir ļoti svarīgi arī samazināt izmaksas, vienlaikus panākot piesārņojuma samazinājumu, ko paredz valsts atjaunojamo energoresursu portfeļa standarts, kas paredz, ka komunālajiem uzņēmumiem līdz 2010. gadam ir jāiegūst 20 procenti no savas enerģijas no atjaunojamiem avotiem un 33 procenti līdz 2010. gadam. 2020. gads. Uzņēmumam Cal-ISO ir jāsargājas no vēja enerģijas trūkuma, noslēdzot līgumus par rezerves elektroenerģiju ar tradicionālajām elektrostacijām savā tīklā. Lai nodrošinātu efektīvu dublēšanu, dažām no šīm parastajām stacijām būtu jādarbojas dīkstāvē, radot piesārņojumu, pat ja tām nekad nav jāsniedz megavati. Labāka vēja prognozēšana nodrošinās, ka mazākam rezerves staciju skaitam vispirms būs jāsagatavojas.
Cal-ISO plāno uzlabot savu pašreizējo vēja prognozēšanas sistēmu, kas paredz vēja enerģiju nākamās stundas laikā, lai tajā būtu iekļauta prognoze nākamajai dienai — laika skala, kurā tiek noslēgts līgums par rezerves enerģiju. Saskaņā ar AWS Truewind sniegtajiem skaitļiem, izstiepjot prognozes līdz dienai, to vidējais kļūdu līmenis, visticamāk, palielināsies līdz 15 procentiem vai vairāk, salīdzinot ar 7 procentiem vai mazāk vienas līdz četru stundu prognozei. Taču 2007. gadā valsts sagatavotie ziņojumi liecina, ka pat salīdzinoši neprecīzas nākamās dienas prognozes var būtiski mainīt.
Ja tiek prognozēts 5000 megavatu vēja enerģijas, 20 procentu kļūda nozīmētu, ka vēja parki faktiski nodrošinātu no 4000 līdz 6000 megavatu jaudas. Šajā gadījumā Cal-ISO rezerves jaudas pasūtījums parasti būtu 1000 megavati par augstu vai pārāk zemu. Bet bez prognozes rezerves pasūtījums vienmēr būtu vismaz par 4000 megavatiem pārāk augsts.