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電気機器は、需要応答を通じて電力網の信頼性をサポートする方法で動作する場合、グリッドフレンドリーであると見なされます。[ 1 ]基本的なグリッドフレンドリー機器には、線路周波数や電圧 の短期的な望ましくない変化を相殺する機能が含まれている場合があります。より高度な機器は、電力の現在の市場価格に基づいて動作プロファイルを変更し、価格がピークのときに負荷を削減する場合があります。グリッドフレンドリー機器には、家庭にある主要な家電製品、 HVACなどの商業ビルシステム、および多くの産業システムが含まれます。
ほとんどの電力システムは、発電機で生成されたエネルギーを電力消費者に供給するために、公称周波数が 50 または 60 Hz (ヘルツ)の交流電流を使用します。発電機で生成される電力の量が顧客が使用する電力の量を超えると、電力の周波数が上昇します。逆に、生成される電力の量が消費される電力の量よりも少ない場合、周波数は低下します。したがって、周波数は、供給と需要の間のシステム全体 (グローバルと呼ばれる) のバランスを正確に示す指標です。グリッドフレンドリーな周波数応答がない場合、周波数の変化率は、主にシステム全体の慣性(あまり制御できない) と発電機の制御システムの総合的な応答(比較的ゆっくりとしか制御できない) に依存します。対照的に、グリッドフレンドリーなデバイスは非常に速く動作できます。[ 2 ]
グリッドフレンドリーデバイスは、周波数が一定の閾値を下回ると電力需要（負荷と呼ばれる）を削減または遮断し、周波数が上昇すると負荷を増加させることで、周波数の変化に対応できます。単一のグリッドフレンドリーデバイスは非常に小さな負荷かもしれませんが、いつでも周波数によって制御できる総負荷の割合は、通常、停電などのより抜本的な対策が必要になる前に、システムに低周波保護を提供するのに十分です。[ 3 ]
グリッドフレンドリーな周波数応答の利点は、周波数が電力システム全体に遍在していることです。システムの一部で発電機が停止すると、システム全体の負荷が同時に変化を検知し、制御システムが問題を検出したり、制御センターが決定を下したり、通信ネットワークが数百万台の機器にコマンドを送信したりすることなく、即座に適切に対応できます。このような動作により、周波数は単純な電気力学および制御システムの入力から、創発的な特性へと変化します。この点についてはまだ議論の余地がありますが、創発による自己調整を利用する複雑なシステムは、一般的に、より単純なトップダウン型のコマンドおよび制御システムよりも回復力と柔軟性に優れていると考えられています。
周波数とは対照的に、電圧は電力系統全体で大きく変動します。これは、2 つのデバイス間の電圧差が、それらの間を流れる電流（したがって電力）の方向と大きさを大きく決定するためです。したがって、電圧はより局所的な現象であり、電圧に反応するグリッドフレンドリーなデバイスは、電力供給システムのより局所的な側面をサポートします。[ 4 ]しかし、熱保護誘導電動機やパワーエレクトロニクスなどの負荷タイプは、大きな電圧変化にうまく対応できない場合があります。[ 5 ] [ 6 ]ある地域の電力需要の十分な割合がこのような負荷で構成されている場合、それらの集合的な応答は、故障によって引き起こされる遅延電圧回復動作につながる可能性があり、送電系統の信頼性に悪影響を及ぼす可能性があり、系統停止の開始を回避するために緩和策が必要になる場合があります。[ 7 ]
周波数と電圧は電力系統の物理現象に反応するのに対し、系統に優しい価格反応は経済現象に対処するために設計されています。電力市場の効率的な配電管理への適用が進むにつれて、より多くの消費者が、数ヶ月または数年にわたって固定されるのではなく、時間とともに変化する電力価格にさらされるようになりました。一般的に、電力系統の供給が不足しているときに価格が高くなります。系統に優しい価格反応の目的は、電力消費者の需要反応を促進することです。需要反応は、生産が不足しているときに電力供給者の市場支配力を低下させる手段の1つです。系統に優しい価格反応により、消費者は価格が高いときに電力使用量を減らし、価格が低いときに電力使用量を増やすことでエネルギーコストを削減することもできます。[ 8 ]
2006年と2007年に米国エネルギー省のために米国北西部でグリッドフレンドリー技術の実証実験が行われた。参加者には、地元の電力会社、住宅および商業顧客、自治体に属する産業負荷、多数のベンダーおよび研究者が含まれていた。グリッドフレンドリー技術の実証実験では、一般的な家庭用電化製品が周波数偏差として表されるグリッドの問題を自動的に検出し、重要な瞬間にエネルギー消費を削減することが示された。オリンピック半島での実証実験では、住宅、商業、産業負荷が、二重オークションとして運営される配電レベルの市場から発せられる価格シグナルに基づいて消費パターンを調整することが示された。これらのプロジェクトはいずれも、グリッドフレンドリー技術がピーク需要時の電力網への圧力をどのように軽減できるかを示した。[ 9 ]