Dynamische vraag (elektrisch vermogen) - Dynamic demand (electric power)

Dynamic Demand is de naam van een semi-passieve technologie om vraagrespons te ondersteunen door de belastingvraag op een elektriciteitsnet aan te passen . (Het is ook de naam van een onafhankelijke non-profitorganisatie in het VK, ondersteund door een liefdadigheidssubsidie ​​van de Esmée Fairbairn Foundation die zich inzet voor het promoten van deze technologie.) Het concept is dat door ook de frequentie van het elektriciteitsnet te monitoren als hun eigen controles, schakelen intermitterende huishoudelijke en industriële belastingen zichzelf op optimale momenten in/uit om de totale netbelasting in evenwicht te brengen met de opwekking, waardoor kritieke vermogensmismatches worden verminderd. Aangezien deze omschakeling de bedrijfscyclus van het apparaat slechts enkele seconden zou vervroegen of vertragen, zou het voor de eindgebruiker onmerkbaar zijn. Dit is de basis van dynamische vraagsturing. In de Verenigde Staten werd in 1982 een (inmiddels verlopen) patent voor dit idee verleend aan energiesysteemingenieur Fred Schweppe. Op basis van dit idee zijn andere patenten verleend.

Dynamische vraag is vergelijkbaar met vraagresponsmechanismen om het binnenlandse en industriële elektriciteitsverbruik te beheren als reactie op de leveringsvoorwaarden, bijvoorbeeld door elektriciteitsklanten hun verbruik te laten verminderen op kritieke momenten of als reactie op prijzen. Het verschil is dat dynamische vraagapparatuur passief wordt uitgeschakeld wanneer spanning in het net wordt gedetecteerd, terwijl vraagresponsmechanismen reageren op verzonden verzoeken om uit te schakelen,

De behoefte aan spinreserve

De energiebedrijven zijn in staat om met een redelijke nauwkeurigheid (in het algemeen binnen één of twee procent) het vraagpatroon gedurende een bepaalde dag te voorspellen. Dit betekent dat de vrije markt voor elektriciteit in staat is om vooraf net voldoende basislast in te plannen . Een eventueel resterende onbalans zou dan het gevolg zijn van ofwel onnauwkeurigheden in de voorspelling, ofwel ongeplande veranderingen in aanbod (zoals een storing in een elektriciteitscentrale ) en/of vraag. Dergelijke onevenwichtigheden worden verwijderd door generatoren te vragen om in de zogenaamde frequentieresponsmodus (ook wel frequentieregelingsmodus genoemd ) te werken, waarbij hun output continu wordt gewijzigd om de frequentie in de buurt van de vereiste waarde te houden.

De netfrequentie is een systeembrede indicator van de algehele vermogensonbalans. Het zal bijvoorbeeld dalen als er te veel vraag is, omdat generatoren iets langzamer gaan draaien. Een generator in frequentieresponsmodus zal, onder nominale omstandigheden, op een lager vermogen draaien om een ​​buffer van reservecapaciteit te behouden. Het zal dan continu zijn output van seconde tot seconde aanpassen aan de behoeften van het net met droop-snelheidsregeling .

Deze spinreserve is een aanzienlijke kostenpost voor de energiebedrijven, omdat vaak brandstof moet worden verbrand of potentiële stroomverkopen verloren gaan om deze te onderhouden. De aard van de generatie gebruikt voor een snelle reactie is meestal fossiele brandstof aangedreven waardoor de uitstoot van tussen de 0,48 en 1,3 ton CO produceert ₂ equivalent voor elk megawattuur (MWh) gegenereerd. Aan deze onbalans is dus een aanzienlijke belasting van het milieu, in de vorm van een verhoogde uitstoot van broeikasgassen , verbonden.

Lokale belastingsregeling

Een wasdroger die een belastingsschakelaar gebruikt om de piekvraag te verminderen

In principe kan elk apparaat dat werkt volgens een inschakelduur (zoals industriële of huishoudelijke airconditioners , waterverwarmers , warmtepompen en koeling ) worden gebruikt om een ​​constante en betrouwbare netbalanceringsservice te bieden door hun inschakelduur te timen in reactie op de systeembelasting .

Omdat het mogelijk is om de netfrequentie vanaf elk stopcontact op het net te meten , is het mogelijk om regelaars voor elektrische apparaten te ontwerpen die elke frequentie-onbalans in realtime detecteren. Apparaten met dynamische vraag zouden op hetzelfde signaal reageren. Wanneer de frequentie afneemt, is de kans groter dat ze worden uitgeschakeld, waardoor de belasting op het net wordt verminderd en de balans wordt hersteld. Wanneer de frequentie boven de norm stijgt, is de kans groter dat ze worden ingeschakeld, waardoor het overtollige vermogen wordt verbruikt. Uiteraard moet de controller er ook voor zorgen dat het apparaat op geen enkel moment buiten zijn acceptabele werkbereik komt. Omdat de lijnfrequentie direct gerelateerd is aan de rotatiesnelheid van generatoren op het systeem, zouden miljoenen van dergelijke apparaten die samenwerken, werken als een enorme, snel reagerende piekenergiecentrale .

Nevendiensten

De dynamische controller kan ook andere ondersteunende diensten leveren , zoals hulp bij blackstart-herstel - het vermogen van een elektriciteitsnet om weer in gebruik te worden genomen na een stroomstoring - als deze met die functie is geprogrammeerd. Over het algemeen worden blackstarts moeilijker gemaakt vanwege het grote aantal reactieve belastingen die tegelijkertijd bij het opstarten proberen stroom te trekken wanneer de spanningen laag zijn. Dit veroorzaakt enorme overbelastingen die lokale stroomonderbrekers uitschakelen en het volledige systeemherstel vertragen. De dynamische regelaar kon deze belastingen als het ware "op hun beurt laten wachten", totdat het volledige vermogen was hersteld.

Een andere essentiële balanceringsservice is 'snelle reserve', wat het gebruik van een stand-by-installatie is om mogelijke verloren opwekking te vervangen (bijvoorbeeld als gevolg van een defecte stroomgenerator of een verloren stroomlijn ). Door de belasting snel af te werpen terwijl de draaiende generatoren draaien en vervolgens weer in te schakelen om de frequentie weer op de standaard te brengen, kunnen dynamische controllers de hoge kosten van snelle reservegeneratoren besparen . Ook de hoge reactiesnelheid van deze methode zou mogelijke brownouts voorkomen.

De technologie kan ook helpen om meer gebruik te maken van opwekking uit variabele bronnen, zoals windenergie . Technieken aan de vraagzijde kunnen een efficiënte en kosteneffectieve manier zijn om deze hulpbron in het net te integreren. Het zou deze bronnen in het bijzonder in staat stellen om samen te werken met virtuele energiereserves zoals gemeentelijke watertorens om een ​​redelijk voorspelbare verzendbare capaciteit te bieden.

Implementatieproblemen

Apparaten met dynamische vraag hebben het potentieel om aanzienlijke hoeveelheden energie te besparen door de diensten die ze leveren. Maar voordat dynamische vraagsturing op grote schaal kan worden geïntegreerd, moet er regelgeving worden ingevoerd om installatie op ten minste nieuwe apparaten verplicht te stellen of moet er een effectief marktmechanisme worden gecreëerd om de installatie van de technologie eerlijk te belonen. Een mogelijke methode is om de elektriciteitsmeter die het elektriciteitsverbruik meet, ook de netfrequentie te laten meten en over te stappen op een hoger tarief als de frequentie onder een bepaald niveau zakt. Op de maandelijkse elektriciteitsrekening staat dan dat er zoveel uren (en zoveel kilowatturen ) op het Reguliere tarief stonden en een paar uur op het Short Supply-tarief. Die consumenten zonder slim vraagbeheer moeten de extra kosten betalen, maar degenen die slimme technologieën installeren die zich aanpassen aan de korte aanbodperiodes, zullen geld besparen.

Op 1 maart 2011 lanceerde RLtec zijn Dynamic Demand frequency response-service voor warmwater- en HVAC-apparaten, verdeeld over een van de grootste supermarktketens van het Verenigd Koninkrijk, Sainsbury's . Deze virtuele energiecentraledienst op megawattschaal biedt commerciële frequentieregulerende respons aan National Grid in het VK. Het bedrijf heet nu Open Energi.

Frequentieservice en reserveservice

Het nationale elektriciteitsnet in het VK is al een massale gebruiker van deze technologie op industriële schaal - tot 2  GW aan belasting kan onmiddellijk verloren gaan door frequentiegevoelige relais die staalfabrieken uitschakelen enz., wat overeenkomt met een cyclus van 20 minuten door maximaal tot 2  GW aan vrij kleine nooddieselgeneratoren. Voor een volledige beschrijving van dit complexe systeem zie bijvoorbeeld "Emergency Diesel Standby Generator's Potential Contribution to Dealing With Renewable Energy Sources Intermittency And Variability" - een lezing van David Andrews van Wessex Water die nauw samenwerkt met het UK National Grid om deze service te verlenen, gegeven op het Open University Seminar "Omgaan met variabiliteit - Integratie van hernieuwbare energie in het elektriciteitssysteem" 24 januari 2006.

Tot 5  GW van dergelijke dieselgeneratie wordt in Frankrijk voor vergelijkbare doeleinden gebruikt, maar deze technologieën lijken relatief onbekend. Er is geen reden waarom het toepassingsgebied niet enorm zou moeten worden uitgebreid om zelfs de intermitterende onderbrekingen van windenergie het hoofd te bieden.

Onderzoek door de Britse overheid

In augustus 2007 heeft de Britse regering een rapport gepubliceerd waarin wordt geschetst welk potentieel zij ziet voor dynamische vraagtechnologie. Het rapport adviseert de regering niet om de invoering ervan aan te moedigen. Het somt een aantal technische en economische belemmeringen op voor de invoering ervan en beveelt aan deze te onderzoeken voordat de overheid het gebruik van dynamische vraag aanmoedigt. Dynamische vraag is een onderdeel van een breder overheidsonderzoek naar technologieën die de uitstoot van broeikasgassen kunnen verminderen.

In 2009 werd echter aangekondigd dat koelkasten voor huishoudelijk gebruik nu in het VK worden verkocht met een dynamisch laadcontrolesysteem.

Zie ook

Referenties

Externe links

• Dynamische vraag VK
• Energie openen
• Een opmerking over de potentiële waarde van "dynamische vraag"-regeling (in het VK/EU)
• "Frequentiecontrole door vraagbeheer" . Nationaal net. Gearchiveerd van het origineel op 2011-06-11 . Ontvangen 22-11-2010 .