“小区不顺利”-自2003年8月大停电以来的电网进展

2013年8月12日上午10:08
迈克·雅各布斯
高级能源分析师

电网运营商在2003年8月14日下午4点发生停电前几个小时就知道情况不妙。一个人打电话给他的妻子,准确地预测到他将不得不工作到很晚,另一个人抱怨说,“这不是附近的好日子”。

北美最大规模的停电导致5000万人断电,大部分人没有通信,但一些工程师知道昏迷是可以避免的.第二部分由两部分组成的系列文章2003年东北停电事件

图片来源:NOAA Shane Lear提供

图片来源:Shane Lear, NOAA提供

正如官方报告所明确指出的那样,在白天,计算机、通信和协调(民用电力池的C3)方面的问题越来越多。2003年8月的大停电是控制系统停止服务、不灵活的发电机计划以及电网运营商无法要求以市场为基础的发电机具有灵活性的高潮。

三家老旧的发电厂在前一天关闭,出现麻烦的条件已经成熟。下午2点,在俄亥俄州克利夫兰南部,第一条因过热而下垂的过载线路碰到了树枝并发生短路,计算机、通信和协调能力不足以挽救局面,并避免了两小时后的停电。

经验教训

2003年的停电有很多教训,但对行业和监管机构来说,最大的教训是:使电网可靠性规则具有强制性和可执行性!但除了自上而下的可靠性控制之外,监管机构还在适应2003年8月那一天所需要的创新和灵活性。这些类型的改革还提供了更低的成本,更容易采用可再生能源,以及更高的可靠性。

过去曾发生大面积的系统范围停电(参见之前的博客)表明我们正在使用区域范围的系统,但往往缺乏足够的区域协调。联邦能源监管委员会(FERC)最近颁布的法令解决了限制灵活性的区域边界问题,并改善了跨边界的转移和合作。增加灵活性和提高可靠性的FERC改革也旨在提高可再生能源的整合,更好地利用效率和需求响应。更多样化的供应,更分布式的发电有助于降低脆弱性

网格操作员提供帮助

来源:ISO/RTO理事会

来源:ISO/RTO理事会

在过去10-15年里,电网管理方面最大的创新是区域独立系统运营商(ISO)。ISO是该地区网格规划和运营的协调者,由其成员公司提供服务。发电机和公用事业通过ISO进行交互,以协调和处理它们的业务。当ISO成熟时,它还会在更大的范围内整合原本分散的实践,在共享储备中创造即时的节省,以及风的聚集和平滑变异性能量。

iso在2003年还不像现在这么成熟。在西方,除了加州,iso还不存在,改革也非常非常缓慢。一个有希望的发展是自愿的“能源不平衡市场”(EIM)。的优势无论是全面的ISO,还是EIM可能提供的更狭隘的自动不平衡市场,都是电网电线和发电机密切协调的迫切需要的创新。通过现代通信和控制,这些方法可以识别未使用的灵活性,使电力系统更可靠,更经济,更适合吸收可再生能源。由于气候变化使发电条件更具挑战性,而且燃烧化石燃料的发电厂会受到更热的天气和干旱的影响在美国,为了避免停电,需要更多的灵活性和意想不到的能源交易。

来自FERC的灵活性和创新性

就在去年,一项提高可靠性和灵活性的变革已经下达。FERC已下令改变公用事业公司(包括大型iso和小型公用事业公司)之间的旧做法,即仍然要求在一小时内设定并保持不变的能源转移时间表。这降低了邻近公用事业或发电机供电的灵活性。它也无法灵活应对早晚高峰期间电网不断变化的电力需求,也就是所谓的“坡道”。FERC在第764号法令中要求降低整合可再生能源的成本传输计划可以每隔15分钟更改一次

FERC和新兴储能行业的经济学家也认识到,当被要求提供灵活性时,发电机几乎没有动力改变其输出。对大型、不灵活的蒸汽发电机(通常是煤和核能)的依赖使得电网的适应性较差。认可卓越的表现为了平衡供需,FERC采用了为这项服务提供新的“绩效薪酬”补偿方法。这从现有的发电机、客户拥有的设备甚至新的存储资产(飞轮和电池)

虽然关于电力部门跨区域合作的大部分关注和争议都集中在新输电的长期规划或进口电力的可靠性上,但现有系统的运行已经有了很大的改进。可以调整控制和规则,以认识到协调、更大的信息共享和降低成本的好处。有时需要闪电或停电,才能清醒过来,重新评估我们一直以来的做事方式。2003年的东北大停电产生了这种影响,尽管我们知道我们需要的变化只进行了一半。