電力システムの信頼性

電力システムの信頼性（時にはグリッド信頼性）は、特定の時間における電力網の正常な運用の確率です。信頼性指標は、供給中断の頻度、期間、規模を測定することにより、必要に応じて顧客に電力を供給する電力システムの能力を特徴付けます^{[1] 。 [2]} 伝統的に、電力システムの信頼性の2つの相互依存する要素が考慮されています：^[1]

• 電力システムの適切性、システム内に十分な量の発電および送電容量が存在すること。
• 電力システムの安全性（運用信頼性とも呼ばれる^[3]）、システムがリアルタイムの不測の事態（有害な事象、例えば、予期せぬ発電能力の喪失）に耐える能力。^[4]

停電の規模と期間を制限するシステムの能力は、回復力と呼ばれます。同じ用語は、真に壊滅的な出来事に対するシステムの反応を説明するためにも使用されます。^[4]

電力網は極めて重要なインフラであり、全国で1日中停電が発生すると、国のGDPが0.5%減少する可能性がある。改善コストも高いため、実際には許容できるコストで「十分な信頼性」を達成するためのバランスが求められている。^[2]

資源の適正性（RA、供給の適正性とも呼ばれる）とは、電力網がエンドユーザーの電力需要をいつでも満たす能力のことである（通常、これはピーク需要時に問題となる）。^[5]たとえば、未使用のディスパッチ可能な発電容量と需要応答リソースがいつでも電力網に利用可能であり、主要な機器の故障（原子力発電所や高圧送電線の切断など）や変動する再生可能エネルギー源からの電力の変動（風の弱まりなど）に対応できるようになっている必要がある。^[4]

適切性の典型的な信頼性指標は、 10年間に1回の負荷損失期待値（LOLE）です（ 10年間に1日の基準）。^[5]実際の物理容量の追加が必要になる可能性があるため、適切性計画は長期にわたります^[5]（たとえば、PJMインターコネクションでは、容量購入を納入の4年前に行う必要があります）。^[6]

安全性とは、特に不測の事態が発生した直後に自動的に発電量を増やし、中断可能な負荷を削減することで、供給と需要のリアルタイムのバランスを維持するシステムの能力です。安全性は運転予備力に依存します。歴史的に、補助サービス（例：慣性応答）は同期発電機の回転機械によって提供されていましたが、インバータベースのリソース（例：太陽光発電やグリッドバッテリー）の普及により、これらのサービスの提供はより複雑になりました。^[4]

• Heylen, Evelyn; De Boeck, Steven; Ovaere, Marten; Ergun, Hakan; Van Hertem, Dirk (2018 年 1 月 26 日)。「定常セキュリティ」。持続可能な電力システムのための動的脆弱性評価とインテリジェント制御。John Wiley & Sons, Ltd. pp. 21–40。doi : 10.1002 /9781119214984.ch2。ISBN 9781119214984。
• Geocaris, Madeline (2022 年 8 月 10 日)。「変化するグリッドと環境における電力システムの信頼性の評価」。NREL.gov。国立再生可能エネルギー研究所。2023年5 月 10 日に閲覧。
• Prada, Jose Fernando (2017)。電力網の信頼性の高い運用の確保: エネルギーと緊急時予備力のスケジュールに対する状態ベースおよび分散型アプローチ (PhD)。カーネギーメロン大学。
• Tezak, Christine (2005 年 6 月 24 日)。リソースの妥当性 - アルファベット スープ! (PDF)。スタンフォード ワシントン リサーチ グループ。

• NERC. 「2023 ERO 信頼性リスク優先度レポート」(PDF) . nerc.com . North American Electric Reliability Corporation . 2023 年9 月 18 日に閲覧。