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電力網において、運転予備力とは、発電機が故障したり、供給に何らかの支障が生じたりした場合に、システム運用者が需要を満たすために短時間内に利用できる発電能力のことである。ほとんどの電力システムは、通常の状況下では、運転予備力が常に少なくとも最大供給者の容量にピーク負荷の一部を加えたものになるよう設計されている。[2]
運転準備金の種類
運転準備金は、回転準備金と非回転準備金または補足準備金から構成されます。
- 回転予備力とは、すでに電力システムに接続されている発電機の出力を増加することで得られる追加の発電能力です。ほとんどの発電機では、この出力の増加はタービンのローターに加えられるトルクを増加させることによって達成されます。[3]
- 非回転予備力または補助予備力は、現在システムに接続されていないが、少し遅れてオンラインにできる追加の発電能力です。独立した電力システムでは、これは通常、高速起動発電機から利用できる電力に相当します。[3]ただし、相互接続された電力システムでは、他のシステムから電力を輸入したり、現在他のシステムに輸出されている電力を回収したりすることで、すぐに利用できる電力が含まれる場合があります。[4]
回転予備力と非回転予備力のいずれかを提供することを意図する発電機は、約10分以内に約束された容量に到達できる必要があります。ほとんどの電力システムガイドラインでは、運転予備力のかなりの割合を回転予備力から供給することを要求しています。[3]これは、回転予備力の方が若干信頼性が高く（起動の問題に悩まされない）、すぐに応答できるのに対し、非回転予備力発電機では発電機がオフラインで起動するため遅延が発生するためです。[5]
大規模な住宅地で使用されている集中制御のエアコンやサーモスタットは、迅速かつ大幅な電力削減の予備として使用できます。この技術の利点は現在研究中です。[6]
運転予備力は、発電機のスケジュールの前日計画が、負荷プロファイルの予期しない変動や機器（発電機、変圧器、送電リンク）の障害による不確実性に耐えられるようにするための重要な概念です。
カリフォルニア独立系統運用者は、計測負荷の6%の運転予備力を持っています。これには計測負荷の3%の稼働予備力が含まれています。[7]
その他の種類の準備金
さらに、運用予備力と組み合わせて議論されることが多い予備力には、周波数応答予備力と交換予備力の 2 種類があります。
- 周波数応答予備力（調整予備力とも呼ばれる）は、供給喪失に対する自動反応として提供されます。これは、供給喪失直後に負荷の増加により発電機が減速するために発生します。この減速に対処するために、多くの発電機には調速機があります。これらの調速機は発電機の速度を上げるのを助け、各発電機の出力周波数と電力の両方をわずかに増加させます。ただし、周波数応答予備力は小さいことが多く、システムオペレーターの裁量で決定できないため、運用予備力の一部とは見なされません。[8]
- 代替予備力（コンティンジェンシー予備力とも呼ばれる）は、始動に長い時間（通常30分から60分）を要する発電機によって供給される予備力である。これは、回転予備力または非回転予備力を供給する発電機の負担を軽減し、運転予備力を回復するために使用される（紛らわしいことに、代替予備力は30分または60分の運転予備力と呼ばれることもある）。[8]
参考文献
- ^ BJ カービー、「応答負荷からの回転予備力」、オークリッジ国立研究所、2003 年 3 月。
- ^ Jianxue Wang、Xifan Wang、Yang Wu、「電力市場における運用予備力モデル」、IEEE Transactions on Power Systems、Vol. 20、No. 1、2005 年 2 月。
- ^ abc 回転予備力と非回転予備力、カリフォルニア ISO、2006 年 1 月。
- ^ WSCC運用準備金白書[永久リンク切れ ]、Western Systems Coordinating Council、1998年7月。
- ^ 電力システムにおける信頼性の価値、MITエネルギー研究所、1999年6月。
- ^ NA Sinitsyn . S. Kundu、S. Backhaus ( 2013)。「不均一なサーモスタット制御負荷集団で電力パルスを生成するための安全なプロトコル」。エネルギー変換と管理。67 :297–308。arXiv : 1211.0248。Bibcode : 2013ECM ....67..297S。doi : 10.1016 /j.enconman.2012.11.021。S2CID 32067734 。
- ^ 「回転準備金と非回転準備金」(PDF) . caiso.com . 2006-02-03. 2006-02-03時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2020-08-28閲覧。
- ^ エリック・ハースト「信頼性リソースとしての価格反応型需要」2002年4月。