Ту на подключение к электросетям образец: Примеры (образцы) Техусловий на электроснабжение |

Содержание

Приложение N 15. Акт о выполнении технических условий / КонсультантПлюс

Приложение N 15

к Правилам технологического

присоединения энергопринимающих

устройств потребителей

электрической энергии, объектов

по производству электрической

энергии, а также объектов

электросетевого хозяйства,

принадлежащих сетевым организациям

и иным лицам, к электрическим сетям

Список изменяющих документов

(в ред. Постановления Правительства РФ от 02.03.2021 N 299)

АКТ

о выполнении технических условий

N _______________________

«___» __________ 20__ г.

__________________________________________________________________________,

(полное наименование сетевой организации)

именуемое в дальнейшем ___________________________________________________,

(сокращенное наименование сетевой организации)

в лице ___________________________________________________________________,

(ф. и.о. лица — представителя сетевой организации)

действующего на основании _________________________________________________

(устава, доверенности, иных документов)

__________________________________________________________________________,

с одной стороны, и _______________________________________________________,

(полное наименование заявителя — юридического лица,

ф.и.о. заявителя — физического лица)

именуемое в дальнейшем ____________________________________________________

__________________________________________________________________________,

(сокращенное наименование заявителя)

в лице

__________________________________________________________________________,

(ф.и.о. лица — представителя заявителя)

действующего на основании

__________________________________________________________________________,

(устава, доверенности, иных документов)

с другой стороны, в дальнейшем именуемые сторонами, составили настоящий акт

о нижеследующем:

1. Характеристики присоединения по техническим условиям от

_____________ N __________ к договору о технологическом присоединении от

______________ N _________.

2. В ходе проверки рассмотрено выполнение

__________________________________________________________________________.

(перечень требований, пунктов технических условий)

3. Максимальная мощность (всего) ________ кВт, в том числе:

присоединяемая максимальная мощность (без учета ранее присоединенной

(существующей) максимальной мощности) _________ кВт;

ранее присоединенная максимальная мощность _________ кВт ;

Максимальная мощность объектов микрогенерации (всего) ________ кВт .

Категория надежности электроснабжения _________.

Перечень точек присоединения:

N

Источник питания (наименование питающих линий)

Описание точки присоединения

Уровень напряжения (кВ)

Максимальная мощность (кВт)

Максимальная мощность объектов микрогенерации (кВт)

4.

В ходе проверки рассмотрены следующие документы, представленные в

целях подтверждения выполнения технических условий:

__________________________________________________________________________.

(указываются наименования и реквизиты документов, представленных

заявителем и (или) сетевой организацией в целях подтверждения выполнения

технических условий)

5. Проведен осмотр электроустановок заявителя

___________________________________________________________________________

(перечень электроустановок, адрес)

сетевой организацией в лице _______________________________________________

(должностное лицо сетевой организации)

с участием ___________________________________________________________,

(должностное лицо субъекта оперативно-диспетчерского

управления)

__________________________________________________________________________,

(ф. и.о., телефон, наименование организации, адрес)

построенных (реконструированных) в рамках выполнения технических условий от

_______________ N _______ к договору о технологическом присоединении от

______________ N _______.

В ходе проведения осмотра установлены:

перечень и характеристики электрооборудования, предъявленного к

осмотру:

__________________________________________________________________________;

(тип, мощность, напряжение, количество, длина, марка и сечение кабелей,

проводов, характеристики линий и др.)

устройства релейной защиты, сетевой, противоаварийной и режимной

автоматики:

__________________________________________________________________________;

(виды релейной защиты и автоматики и др.)

автономный резервный источник питания:

__________________________________________________________________________.

(место установки, тип, мощность, напряжение и др.)

6. По результатам проверки установлено, что мероприятия,

предусмотренные техническими условиями (этапом технических условий),

выполнены

___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________.

7. Прочие отметки: ___________________________________________________.

Должностное лицо сетевой организации

Заявитель (уполномоченный представитель заявителя)

(должность)

(должность)

/

/

/

/

(подпись)

(ф. и.о.)

(подпись)

(ф.и.о.)

Должностное лицо субъекта оперативно-диспетчерского управления

(должность)

/

(подпись)

(ф.и.о.)

———————————

<1> Акт составляется сетевой организацией, заявителем и субъектом оперативно-диспетчерского управления в случае согласования технических условий с субъектом оперативно-диспетчерского управления. В случае если технические условия согласовывались с субъектом оперативно-диспетчерского управления, а проверки выполнения технических условий в части мероприятий, выполнение которых возложено на заявителя, и в части мероприятий, выполняемых сетевой организацией, проводятся отдельно (в разное время), допускается составление отдельных актов о выполнении технических условий по результатам каждой из проверок, а именно отдельно сетевой организацией, заявителем и субъектом оперативно-диспетчерского управления либо сетевой организацией и субъектом оперативно-диспетчерского управления.

<2> Заполняется в случае увеличения максимальной мощности ранее присоединенных энергопринимающих устройств (энергетических установок).

<3> Заполняется в случае технологического присоединения объектов микрогенерации.

<4> Заполняется в случае, если выполнялся осмотр электроустановок, построенных (реконструированных) в рамках выполнения технических условий, подлежащих согласованию с субъектом оперативно-диспетчерского управления.

<5> Согласовывается при составлении акта между сетевой организацией и заявителем в случае, если технические условия согласовывались субъектом оперативно-диспетчерского управления.

куда жаловаться и как грамотно заключить договор с энергетической компанией

27 июня 2020 года через сайт Ленэнерго подал заявление на подключение электричества на участке ИЖС в Ленинградской области.

Практически сразу выдали абонентский номер, и с тех пор заявка стоит в статусе «Заявка на ТПр в обработке», хотя по закону, насколько я знаю, электричество должны подключить в течение 20 календарных дней.

На все мои жалобы приходит отписка, дескать, к такому-то числу все сделаем, но время идет и ничего не меняется.

Подскажите, пожалуйста, какие есть инструменты влияния на поставщиков электричества? Кому жаловаться? Что говорит о таких задержках закон и могу ли я рассчитывать на компенсацию?

По закону на подключение объекта у энергетиков есть шесть месяцев со дня заключения договора. Этот срок установлен законом, и, если энергосетевая компания его нарушила, вы можете подать на нее жалобу. Но есть нюансы — расскажу обо всем по порядку.

Как подключают электричество

Процесс подключения к электросетям выглядит так.

В заявке должны быть данные заявителя, адрес участка и дома, если он уже построен. Нужно приложить документы на право собственности и простую схему с указанием, где желательна точка подключения.

Еще прописывают ряд технических параметров, самый важный из которых — лимит мощности. Для частных домов это обычно 15 кВт. Такой резерв электрической мощности позволяет использовать, например, электрокотел, который способен отапливать 150 м² площади.

ТУ для подключения. Затем сетевая организация выдает технические условия — ТУ — для подключения. В них описываются все характеристики будущего подключения, а также обязанности каждой из сторон.

Договор подключения к электросетям. Потребитель и сетевики заключают договор. В нем прописывают сроки и порядок работ. Так, электросеть выполняет работы до границ земельного участка заявителя: ставит опоры, если их не хватает, монтирует кабели, устанавливает на одну из опор счетчик.

Далее начинается зона ответственности потребителя: он ведет кабель от счетчика к будке строителей или дому, монтирует щитки, прокладывает проводку. Часть этих работ, например организация участка сети от счетчика до ввода в дом, будет описана в ТУ.

Проверка подключения и акт о присоединении. На последнем этапе электрики сетевой компании выезжают и проверяют, как сделано подключение, а затем подают напряжение. Стороны составляют акт о технологическом присоединении.

На сайте электронных услуг Россетей есть калькулятор, которые поможет рассчитать стоимость подключения

Какие установлены сроки

Сроки и процедура подключения регулируются правилами недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг, утвержденными постановлением правительства от 27 декабря 2004 года № 861. Для удобства буду называть этот документ правилами технологического присоединения — это тоже верно.

В самых распространенных ситуациях, когда речь идет о подключении к сетям с напряжением до 20 кВт, предельный срок технологического присоединения — шесть месяцев. Срок может быть больше, если расстояние от участка потребителя до существующей электросети — более 300 метров в городах и более 500 метров в селах.

п. 16 правил технологического присоединения

При этом срок в шесть месяцев исчисляется с момента заключения договора, а договор считается заключенным с момента оплаты потребителем услуги технологического присоединения. Если расстояния не превышены, плата составляет 550 Р.

Так выглядит договор с сетевой организацией. Источник: сайт коттеджного поселка «Петрово Club»

Установлены такие сроки:

  1. На то, чтобы выдать техусловия, у сетевой организации есть 30 дней. Россети сейчас выдают ТУ быстрее — за 10 дней.
  2. На оплату счета у потребителя есть 5 дней.

У потребителя после завершения всех работ должно остаться четыре документа:

  1. Акт допуска прибора учета в эксплуатацию.
  2. Акт о выполнении технических условий.
  3. Акт о технологическом присоединении.
  4. Договор энергоснабжения.
Такой акт свидетельствует, что подключение к электросети завершено. Источник: сайт House Country

Подключение электричества можно ускорить, если дом только строится. Помимо постоянной есть временная схема подключения. Энергетики обязаны сделать такое подключение в срок до 15 дней со дня заключения договора.

Глава VII правил технологического присоединения

По временной схеме нельзя запитывать введенные в эксплуатацию объекты капстроя — дом так не подключить. В правилах сказано, что энергопринимающее устройство должно быть передвижным. Обычно временная схема используется для подачи электричества к строительным бытовкам, если хочется возвести дом побыстрее. В таком случае объект так и называют — передвижной строительный вагончик.

Срок работы по временной схеме не может превышать один год, а еще временная схема может оказаться более дорогой. Если надо вкапывать опоры, энергетики, скорее всего, предложат оплатить эти работы или подключиться по постоянной схеме и ждать до шести месяцев, пока опоры вкопают за счет компании. Это законно.

УЧЕБНИК

Как победить выгорание

Курс для тех, кто много работает и устает. Цена открыта — назначаете ее сами

Начать учиться

Куда жаловаться, если энергетики не соблюдают сроки

Энергосетевые организации — это естественные монополии. Нарушениями в их работе занимается Федеральная антимонопольная служба — ФАС. На несоблюдение сроков подключения жаловаться нужно туда. Еще можно направить жалобу в прокуратуру региона, но она все равно перешлет заявление в ФАС — только потеряете время.

ФАС может наложить на энергетиков штраф. Для юрлиц это от 100 000 до 500 000 Р. За повторное нарушение — от 600 000 Р до миллиона.

ст. 9.21 КоАП РФ

Вместе со штрафом ФАС обычно выдает предписание устранить нарушение, то есть обязывает энергокомпанию выполнить подключение. Новый срок будет в этом документе.

Так, в 2020 году по жалобе жителя Хакасии ПАО «МРСК Сибири» получило штраф 600 000 Р за нарушение сроков подключения электричества. В арбитражном суде региона энергетики просили снизить штраф в два раза, но ничего не вышло. Арбитражный апелляционный суд также оставил решение в силе. МРСК пришлось платить.

А Московское областное УФАС оштрафовало ПАО «МОЭСК» на 100 000 Р после жалобы жительницы села Ильинское под Красногорском. Туда энергетики не могли приехать, чтобы проверить выполнение технических условий.

Энергетические компании, заранее предполагая проблемы с соблюдением сроков, могут пойти на хитрость во время заключения договора. Например, предложат потребителю указать не срок шесть месяцев, а фразу «срок подключения зависит от реализации инвестиционной программы». Таким образом, потребителя поставят в зависимость от внутренних планов сетевой компании: до его участка дойдут, когда будут деньги. Как разъясняет ФАС, подобные условия в договоре незаконны.

Что в итоге

Если от границы участка до электросети не более 300 метров в городах и не более 500 метров в селах, а мощность не превышает 15 кВт, срок подключения не должен превышать шесть месяцев. Плата составит 550 Р.

Срок подключения исчисляется с момента заключения договора с энергосетевой компанией.

Если энергетики сорвали срок, жаловаться нужно в Федеральную антимонопольную службу.

Договор технологического присоединения к электрическим сетям

В связи с ростом числа абонентов электроснабжения особую актуальность приобретают договоры технологического присоединения к электрическим сетям. Присоединение в рамках договора является однократной комплексной услугой, в результате которой оборудование потребителя обретает законную возможность получать электричество. Абонент оплачивает подключение один раз, а при смене собственника не требуется повторное присоединение.

Файлы в .DOC:Бланк договора технологического присоединения к электрическим сетямОбразец договора технологического присоединения к электрическим сетям

Правовая база для заключения контракта

Порядок подключения к указанным сетям различных энергопринимающих установок и электроустройств регламентируется федеральными законами и постановлениями правительства.

Правила эксплуатации электросетей, соблюдение техники безопасности и правильное документальное оформление процедуры подключения определяются положениями энергетического законодательства, в частности, «Правилами технологического присоединения», утвержденными Постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 года № 861.

Правила технологического подключения вступают в силу при наличии следующих обстоятельств:

  • введение в эксплуатацию новых производств, мастерских, жилых домов, объектов соцкультбыта;
  • увеличение потребляемой мощности электроэнергии в результате реконструкции предприятий и установки нового оборудования;
  • повышение суммарной мощности электроприборов по всем потребителям в многоквартирном жилом здании;
  • изменение схемы энергоснабжения и точки подключения при остающейся неизменной получаемой мощности.

Понятие технологического присоединения

Для подключения к городским магистральным электросетям должна существовать техническая возможность. Как правило, для осуществления подсоединения необходимо соблюдение следующих условий:

  • отсутствуют ограничения на потребляемую абонентами мощность из-за недостаточного сечения электрокабелей наружных сетей или по другим причинам;
  • дополнительное подключение не влечет за собой строительство дополнительных трансформаторных подстанций;
  • присоединение новых потребителей не снижает уровень потребления электроэнергии для ранее подключенных клиентов.

Технические условия для подсоединения можно уточнить в Ростехнадзоре, особенно в случае отказа в подключении со стороны энергоснабжающей организации.

Отсутствие технической возможности не является поводом для отказа в присоединении к электросетям при следующих условиях:

  • присоединение дополнительного оборудования к ранее существовавшей точке подключения при суммарной мощности до 150 кВт;
  • подключение бытового потребителя-гражданина при мощности его электроприборов до 15 кВт;
  • при перераспределении электроэнергии, сэкономленной другими потребителями.

Как правильно оформить документы

Заключение договора на технологическое подключение к электросетям подразумевает следующие этапы:

  1. гражданин или организация подает заявку на подключение;
  2. абонент заключает договор на присоединение с владельцем электросетей;
  3. проводятся договорные подготовительные мероприятия;
  4. Госэнергонадзор выдает допуск на эксплуатацию электроустановок потребителя;
  5. электроснабжающая организация подключает нового потребителя к сетям;
  6. к оборудованию клиента подается напряжение;
  7. оформляется акт выполненных работ с приложением протокола о распределении сетей по зонам эксплуатации и балансовому состоянию.

Заявление на подключение подается в организацию, владеющую энергосетевыми объектами на территории потребителя. Нужно обратить особое внимание на параметры тока и напряжения в электросетях и соответствие их вашим потребностям.

Выбор поставщика

Как правило, для присоединения потребитель выбирает близлежащие сети. Если он не владеет информацией о собственниках сетей, он вправе обратиться в муниципалитет (другие органы местного самоуправления) для разъяснений. В заявке нужно указать сведения о заявителе и технические параметры подключаемого электрооборудования.

Подача заявления

Письменная форма оформления заявки в последнее время замещается электронной с подачей на сайт собственника электросетей. На рассмотрение заявки сетевому предприятию дается один месяц.

В случае отклонения просьбы гражданину (организации) должен быть выдан письменный мотивированный отказ. При положительном решении заявителю отправляются проект контракта и технические условия.

Технические условия содержат необходимые технические работы, предшествующие подключению к сетям. Заявитель выполняет мероприятия на своем участке, а сетевая организация – на наружных сетях. То есть обязательства сторон имеют встречный характер.

Владелец сетей обычно комплектует электроподстанции, прокладывает дополнительные кабели, обновляет оборудование на внешних линиях и т. д. После выполнения всех требований ТУ договор подписывается сторонами и считается заключенным.

Мероприятия, обязательные для сторон договора

Ход предварительных мероприятий, осуществляемых с целью последующего подключения к электросетям, можно представить в виде алгоритма действий, приведенного ниже:

  1. собственник сетей оформляет и выдает согласованные со смежниками и диспетчерами ТУ;
  2. разрабатывается проектно-сметная документация на подключение в соответствии с техусловиями;
  3. при необходимости заявитель выполняет проектные работы по своему участку ответственности;
  4. подключается автоматика на энергопринимающих устройствах потребителя;
  5. технические работники электросетей проверяют правильность выполнения ТУ;
  6. комиссия с участием инспекторов Госгортехнадзора проводит обследование электрооборудования.

Приглашать специалистов государственных контролирующих органов не нужно, если мощность подключаемого объекта не превышает 670 кВт (для граждан – 15 кВт). По временному подключению предусмотрена мощность до 150 кВт.

Обязательные условия договора

Сам текст договора в обязательном порядке должен включать в себя ряд условий, а именно:

  • срок действия договора;
  • права, обязанности и ответственность сторон;
  • сферы балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности сторон;
  • порядок внесения платежа за подключение, основные действия по техническим условиям.

Договорные сроки

Сроки выполнения мероприятий по подключению к сетям до 20 кВт при расстоянии до границ участка присоединения не более 300 м в городах (500 м в сельской местности) и без необходимости нового строительства (реконструкции) магистральных сетей таковы:

  • один год при суммарной мощности потребителя более 670 кВт;
  • четыре месяца – до 670 кВт;
  • пятнадцать рабочих дней для временных подключений мощностей до 150 кВт.

По отдельным категориям абонентов Правила технологического присоединения предусматривают сроки от полугода до двух лет. Более подробно узнать об этом вы сможете в указанном документе.

Восток встречается с Западом? Лабораторное исследование сосредоточено на соединении энергосистемы от побережья до побережья

Когда вы думаете об электросети страны, вы можете представить себе единую бесшовную структуру, протянувшуюся по всей стране.

Но на самом деле наша сетка возникла со временем и фактически разделена на несколько областей. Поскольку спрос на надежную электроэнергию с годами вырос, различные части страны получили доступ к своему уникальному энергетическому потенциалу.

Центральная часть Соединенных Штатов, в частности, была основным источником американской власти с 1950-х годов.Совсем недавно произошло значительное увеличение мощности возобновляемых источников энергии с развитием ветряных и солнечных ресурсов на центральных равнинах и в пустыне на юго-западе.

Но, возможно, мы не в полной мере используем эти ресурсы из-за шва, разделяющего наши энергетические системы.

Разрушение энергосистемы

Три первичных межсетевых соединения соединяют энергетическую инфраструктуру США:

  • Восточное межсоединение — простирается к востоку от Скалистых гор и часть Техаса
  • Западное межсоединение — охватывает западные районы of the Rockies
  • Совет по надежности электроснабжения Техаса – обеспечивает электроснабжение почти всего штата.

По большей части каждая из этих сетей работает независимо друг от друга с ограниченной передачей мощности между ними. Это ставит руководителей коммунальных служб, предпринимателей и местных лидеров перед дилеммой. С одной стороны, специалисты по планированию энергосистемы могут действовать локально и сосредоточиться на своих индивидуальных потребностях, чтобы удовлетворить потребности системы. С другой стороны, специалисты по системному планированию видят возможность подключения этих ресурсов для снижения затрат на электроэнергию, что ведет к экономическому росту.

Подключение межсетевых соединений

В течение многих лет ряд экспертов обсуждали возможность создания более единой электрической сети, в которой электрические нагрузки будут распределяться между регионами.Эта задача продолжает расширяться благодаря нашей нынешней стареющей инфраструктуре и достижениям в области возобновляемых источников энергии.

Объединив межсетевые соединения, больше районов страны смогут использовать потенциал солнечной энергии, получаемой из регионов с большим количеством солнечного света. Надежность источников энергии, таких как ветер, будет значительно повышена, а энергосистема будет лучше оснащена для решения проблем с электроэнергией, связанных с экстремальными погодными явлениями.

Чтобы руководители и системные операторы могли модернизировать текущую структуру взаимосвязей, крайне важно, чтобы у них был доступ к исчерпывающим данным и информации о последствиях для затрат и надежности.

Инициатива по модернизации сети

Министерство энергетики США (DOE) работает над удовлетворением этой потребности в рамках Инициативы по модернизации сети. Эти усилия направлены на решение задач по модернизации и обновлению нашей электроэнергетической инфраструктуры, чтобы сделать систему более надежной, отказоустойчивой и устойчивой. Министерство энергетики обязалось инвестировать более 220 миллионов долларов в течение трех лет в национальные лаборатории и партнеров для проведения критических исследований и разработок по ряду тем модернизации сети.

Одним из примеров является исследование межсоединений, которое направлено на повышение гибкости сети за счет увеличения количества точек, соединяющих восточные и западные межсоединения.

Исследователи из национальных лабораторий, включая Национальную лабораторию возобновляемых источников энергии, Тихоокеанский Северо-Запад, Аргонн и Ок-Ридж, работают с рядом партнеров, включая Университет штата Айова, коммунальные предприятия и энергетических операторов, над изучением нескольких потенциальных сценариев объединения эти взаимосвязи.

Команда разрабатывает четыре видения будущего нашей энергосистемы. Эти сценарии помогут руководителям оценить ряд вариантов генерации и передачи. В каждом сценарии изучается влияние нескольких переменных, включая цены на топливо, прогнозируемый рост спроса в каждом регионе и региональные погодные условия. Благодаря тщательному составлению карт и анализу команда поможет руководителям и лицам, принимающим решения, полностью реализовать новые возможности модернизации нашей электросети.

Узнайте больше об этой текущей работе.

Статья предоставлена ​​Аароном Блумом из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии

Подробные данные о структуре сети и почасовой активности энергосистемы Центральной Чили

В Чили Centro de Despacho Económico de Carga del Sistema Interconectado Central (CDEC-SIC) — агентство, занимающееся координацией и эксплуатацией энергосистемы Центральной Чили. CDEC-SIC предоставляет на веб-сайте Coordinador Eléctrico Nacional 18 обширную коллекцию необработанных данных о структуре и работе сети производства и передачи.

В частности, для этого исследования мы объединили три разных набора необработанных данных в единый набор данных. Каждый источник содержит геокоординаты объектов электросетевого хозяйства (Mapa Sistemas Eléctricos de Chile 19 ), структуру подключения в виде принципиальной схемы (Diagrama Unilineal SIC 20 ) и записи о деятельности по производству и потреблению (Operaciόn real 21 ) соответственно. В этом разделе мы опишем подробный метод, используемый для процесса очистки данных.

Географические координаты

Источник данных, содержащий географические координаты, включает информацию о долготе и широте электростанций и подстанций. Система географической привязки в необработанных данных основана на трех часовых поясах: EPSG 32717, 32718 и 32719, которые соответствуют зоне UTM 17 S, 18 S, 19 S. Мы конвертируем координаты 286 электростанций, 860 подстанций , и 108 подключений к системе EPSG 4326, чтобы иметь стандартную систему географических координат.

В процессе интеграции, очистки, исправления и обработки исходных данных мы столкнулись с рядом трудностей из-за неточностей, несогласованности и отсутствия информации.Далее мы опишем основные трудности, с которыми пришлось столкнуться в процессе подготовки.

В необработанных данных относительно распространенная ситуация соответствует несовпадению ID узлов и геокоординат при сравнении разных файлов. Следовательно, мы должны индивидуально проверять каждую проблемную запись, чтобы исправить географическую информацию или обеспечить правильную связь с идентификатором узла. Другая неприятная ситуация возникает при отображении схемы подключения, связанной с большими комплексами подстанций.Для таких ситуаций несколько линий передачи подключены к разным направлениям и из них, и каждое соединение находится в нескольких местах внутри и вокруг комплекса. В этом случае мы объединяем подстанции в искусственную подстанцию ​​ , расположение которой определяется средним значением (центром масс) координат различных подстанций, составляющих комплекс.

Кроме того, из-за того, что генераторы, подстанции и другие объекты принадлежат разным владельцам, часто некоторые из них имеют одно и то же имя.Например, по названию местности, где расположен объект; например, две подстанции, принадлежащие разным операторам, могут называться Курико , потому что обе они расположены в деревне с названием Курико , и может быть более одной деревни с таким названием. Поскольку часть исходных данных макета только связывает имена с объектами, наличие элементов с повторяющимся именем приводит к значительному количеству несоответствий; большинство из них исправляются вручную при индивидуальном анализе.

Кроме того, для некоторых узлов энергосистемы в необработанных данных отсутствует информация о географических координатах. В этих случаях мы сначала вручную проверяли каждую конфликтующую запись и пытались назначить координаты, просматривая идентификатор узла, имя объекта, местоположение объекта, выходящие соединения или любую другую соответствующую информацию под рукой. В ходе этого процесса мы исправили информацию о 81 узле в случае WT (18,2% от общего числа узлов) и 59 узлах в случае WOT (14.4%) и WOR (11,2%). Когда дальнейшее ручное задание координат было невозможно, мы косвенно задавали местоположения по следующей схеме. Для случая узлов со степенью 1 рассматривалось единственное соединение каждого из них, если длина такого соединения меньше или равна пороговому значению, то координаты отсутствующего узла задавались аналогичными его соседнему узлу. Дополнительно, для случая узлов, связанных с несколькими другими узлами, мы устанавливаем среднее значение позиций соседей в качестве геокоординат отсутствующего узла.Эти два шага рекурсивно применяются к данным, пока все узлы не получат геокоординаты; корректируется информация о 59 узлах в случае WT и о 50 узлах в случае WOT и WOR.

Действие

Для данного узла его действие соответствует количеству (чистой) выработки электроэнергии. Если узел является подстанцией, активность неположительна; в то время как если это узел генерации, активность неотрицательна. В частности, мы собираем данные о деятельности за один год, начиная с 16 сентября 2015 г. по 15 сентября 2016 г., с официальной веб-страницы CDEC-SIC 18 .Чтобы свести к минимуму человеческие ошибки при обработке данных, мы разработали код Python для автоматического анализа данных из необработанного файла.

Хотя все необработанные данные предоставляются одной и той же организацией, информация в необработанных файлах не совпадает в точности. Например, «Саузал» — это уникальный узел в топологических данных. Однако в данных о деятельности есть «Сауазал 1» и «Саузал 2». Поскольку данные о деятельности создаются для целей ценообразования и выставления счетов, каждая подгруппа записывается отдельно.Таким образом, мы вручную проверяем список всех исходных источников данных и создаем объединенный список узлов. Кроме того, для тех узлов, по которым нет данных о деятельности, мы предполагаем, что объекты энергоснабжения не функционируют в связи с проведением ремонтных работ. В этом случае мы устанавливаем нулевое значение для активности.

В действительности объем производства электроэнергии всегда больше, чем объем потребления. Разрыв между генерацией и потреблением представляет собой так называемую резервную мощность, которая компенсирует внезапный пиковый спрос на мощность, предотвращая отключение электроэнергии.Однако в исследованиях мощности, при условии соблюдения закона Кирхгофа, принято устанавливать чистую активность равной нулю. Поэтому, обеспечив сеть для проверки закона Кирхгофа, мы можем использовать электрические принципы, связанные с сетью. В этом исследовании для удобства применения мы готовим две разные версии данных о деятельности: исходную версию и версию с поправкой Кирхгофа.

В версии с поправкой Кирхгофа чистая активность каждого узла равна нулю, т.е.e.,

, где ai’ — скорректированный ввод или вывод узла i , а N — общее количество узлов. Чтобы скорректировать исходные значения, чтобы сделать общую сумму равной нулю, мы исключаем резервную мощность из генерирующей деятельности. Мы делаем это, умножая значения активности генерации на отношение общего потребления к общей генерации:

(2)ai′=rai,где{r=1ifi∈S,r=∑j∈Saj∑j ∈Pajifi∈P.

Здесь S — набор узлов подстанции, P — набор узлов электростанции, a i — исходная активность узла i , a’iHere набор узлов подстанции, P — набор узлов электростанции, a i — исходная активность узла i , а ai′ — скорректированная активность узла i .

Поскольку работа продукта влияет только на узлы с ненулевым значением активности, узлы с нулевой активностью по-прежнему остаются неактивными после корректировки (см. уравнение (2)). Это позволяет процессу корректировки сохранить уникальные характеристики профиля производства электроэнергии в Чили.

Соединительная конструкция

Электросеть представляет собой гигантскую электрическую цепь. В таких схемах электростанции передают электроэнергию на подстанции по линиям электропередач. Однолинейная схема (SLD) 20 чилийской энергосистемы, которая является одним из источников исходных данных, показывает, как соединены электростанции и подстанции.

SLD — это основная истина чилийской энергосистемы; на его основе мы можем построить список ребер между узлами энергосистемы. SLD иллюстрирует каждый компонент энергосистемы даже для отдельных генераторов на электростанции. Подробная информация полезна для понимания структуры схемы подключения электросети. Например, мы можем различать мощность линий электропередачи как 550 киловольт (кВ), 220 кВ, 154 кВ, 110 кВ, 66 кВ и менее 66 кВ, которые можно использовать для веса края.

При отображении SLD в сетевую структуру мы применяем, в частности, два принципа преобразования в этом исследовании: встраивание отводов и сокращение узлов. Практический процесс преобразования описан в каждом подразделе ниже.

Внедрение отводов и дальнейшая характеристика сети

Ответвления — это метод подключения узла к середине линии передачи. Расширенная линия от узла висит на связующей линии передачи, что позволяет узлу подключаться к основной сети.Таппинг имеет преимущество с точки зрения стабильности системы. Когда в подключенном узле происходит авария или сбой, это не влияет на текущий поток основной сети. Однако, когда узел помещается между двумя узлами без касания, все три узла соединяются по порядку. В этом случае единичный сбой в среднем узле может привести к прямому прерыванию тока, протекающего через узел, что сделает сеть уязвимой. Соединение с ответвлением предназначено для сохранения связи между другими узлами независимо от функциональности узла с ответвлением.

Отводные конструкции часто можно встретить в реальных передающих сетях. Однако для простоты их структура обычно упрощается при преобразовании в сетевую топологию. Топологическая структура является одним из основных компонентов сетевого анализа в электрических сетях. Игнорируем мы тап или нет, напрямую влияет на результат. Таким образом, следует тщательно решить, включать или исключать крановую структуру в зависимости от цели анализа. Чтобы охарактеризовать ответвительное соединение, мы сохраняем все ответвленные структуры из SLD, которые можно идентифицировать либо по их имени (явно идентифицирующему роль ответвления), либо по их расположению соединения.

Помимо ответвлений, точки соединения также имеют значение с конструктивной точки зрения. В точке соединения линии электропередачи объединяются (или расходятся), не включая какие-либо энергетические объекты, такие как генераторы или подстанции. Мы рассматриваем соединения как узлы, когда находим из SLD чилийской энергосистемы. Это позволяет сохранить характеристики энергосистемы.

Из SLD мы классифицируем роль узлов по соответствующему символу. Узлы с символами трансформатора — это подстанции; символы генератора, электростанции.В итоге из СЛД набираем 818 узлов: 463 подстанции, 168 заводов, 51 узел и 136 ответвительных узлов.

Из исходных 818 узлов энергосистемы мы оставляем только те, которые фигурируют во всех источниках данных. Для этого, когда мы удаляем узлы, которые существуют только в некоторых источниках данных, мы сохраняем связь между соседними узлами, создавая чередующиеся ребра, чтобы предотвратить сегрегацию сети. Однако, чтобы не дублировать ребра, мы удаляем мультиребра между одними и теми же узлами. Окончательные сетевые данные включают только узлы, которые обычно существуют во всех источниках данных: 347 узлов в версии со встроенным отводом и 318 узлов в версии без отвода.

Сокращение узлов

До сих пор мы объясняли две версии чилийской энергосистемы: WT и WOT. Чтобы построить наиболее упрощенную версию (WOR), но наиболее структурно похожую на другой набор данных по электросетям, мы дополнительно уменьшаем количество узлов, используя так называемый принцип преобразования «звезда-сетка» 22 .

Преобразование звездообразной сетки — полезный метод преобразования схемы в другую электрически эквивалентную конфигурацию с меньшим количеством узлов (см. рис. 2). Однако напряжения, подаваемые на внешние узлы, остаются одинаковыми для обеих конфигураций.Следовательно, полезно упростить электрические сети, сохраняя электрические отношения между узлами. Когда процесс восстановления проводится только в четырех узлах, процесс преобразования называется восстановлением Крона 23–25 или преобразованием Y-Δ.

Рис. 2. Преобразование звездообразной сетки приводит к электрически эквивалентной схеме, удаляющей центральный узел.

Преобразование ( a ) звездообразной схемы в ( b ) сетчатой ​​формы. i — индекс узла, а — центральный узел, который удаляется в процессе преобразования.

Это преобразование подразумевает, что характеристики границ должны быть отображены на основе информации исходной настройки. В случае электрических сетей результирующий импеданс ребер основан на импедансе ребер, соединяющих центральный узел с периферийными узлами, согласно

(3)Ei,j=Ei,*Ej,*∑i∈nn(* )1Ei,*

где — индекс центрального узла, i , j — номера узлов, связанных с центральным узлом, а E i,j соответствует импедансу линии передачи между узлами i и j .Применяя преобразование Star-mash к версии WOT, мы строим версию набора данных WOR с общим количеством узлов 218.

Доступность кода

Мы использовали инструменты командной строки, чтобы избежать возможных человеческих ошибок при ручной работе. Все библиотеки и модули, использованные в этом исследовании, находятся в свободном доступе. Во время обработки данных мы в основном использовали Python 2.7 вместе с Numpy 1.9.1 и Pandas 0.19.2 для анализа и очистки данных. Для визуализации сети мы использовали Basemap 1.0.7 и Matplotlib 1.4.2 .

Как работает электрическая сеть

Из чего состоит электрическая сеть?

Электрическая сеть нашей страны состоит из четырех основных компонентов, каждый из которых подробно описан ниже.

Индивидуальные генераторы

Различные объекты вырабатывают электроэнергию, в том числе электростанции, работающие на угле и природном газе, плотины гидроэлектростанций, атомные электростанции, ветряные турбины и солнечные панели.Расположение этих генераторов электроэнергии и их расстояние от конечных потребителей сильно различаются.

Эти технологии также физически различны, и в результате они по-разному используются и управляются в энергосистеме. Например, некоторые типы электростанций, такие как угольные и атомные электростанции, не обладают краткосрочной гибкостью в корректировке выработки электроэнергии; требуется много времени, чтобы увеличить или уменьшить их выход электроэнергии [1].

Другие электростанции, такие как электростанции, работающие на природном газе, могут быть запущены очень быстро и часто используются для удовлетворения пикового спроса.Более вариативные технологии, такие как ветровая и солнечная фотоэлектричество, обычно используются всякий раз, когда они доступны, в значительной степени потому, что их топливо — солнечный свет и ветер — бесплатны.

В любой момент времени также всегда существует «резервный запас», определенный объем резервных мощностей по выработке электроэнергии, доступный для компенсации возможных ошибок прогнозирования или непредвиденных отключений электростанции. Спрос на электроэнергию, предложение, резервы и сочетание технологий производства электроэнергии постоянно контролируются и управляются сетевыми операторами, чтобы обеспечить бесперебойную работу.

Генераторы электроэнергии принадлежат электрическим компаниям или коммунальным предприятиям, которые, в свою очередь, регулируются Комиссией штата по коммунальным предприятиям (PUC) или Комиссией по коммунальным услугам (PSC). PUC и PSC являются независимыми регулирующими органами, назначаемыми законодательным собранием штата. Генераторы могут быть построены только с одобрения PUC или PSC, и эти агентства устанавливают соответствующие тарифы на электроэнергию в пределах своего штата, которые коммунальные предприятия должны соблюдать [2].

Линии электропередач

Линии электропередач необходимы для передачи электроэнергии высокого напряжения на большие расстояния и соединения генераторов электроэнергии с потребителями электроэнергии.

Линии электропередачи — это либо воздушные линии электропередач, либо подземные силовые кабели. Воздушные кабели не имеют изоляции и уязвимы для погодных условий, но их установка может быть дешевле, чем подземные силовые кабели. Воздушные и подземные линии электропередач выполнены из алюминиевого сплава и армированы сталью; подземные линии обычно изолированы [3].

Линии электропередач проходят под высоким напряжением, потому что это снижает долю электроэнергии, которая теряется при передаче – в среднем около 6% в США [4].Когда электричество течет по проводам, часть его рассеивается в виде тепла за счет процесса, называемого сопротивлением. Чем выше напряжение на линии электропередачи, тем меньше электроэнергии она теряет. (Большая часть электрического тока протекает близко к поверхности линии передачи; использование более толстых проводов окажет минимальное влияние на потери при передаче.)

Напряжения на уровне передачи обычно составляют 110 000 вольт или 110 кВ или выше, а на некоторых линиях электропередачи напряжение достигает 765 кВ [5].Однако генераторы электроэнергии производят электричество при низком напряжении. Чтобы сделать возможным транспортировку высоковольтной электроэнергии, электричество должно быть сначала преобразовано в более высокое напряжение с помощью трансформатора.

Эти высокие напряжения также значительно выше, чем то, что вам нужно в вашем доме, поэтому, как только электричество приближается к конечным потребителям, другой трансформатор преобразует его обратно в более низкое напряжение, прежде чем оно попадет в распределительную сеть.

Линии электропередачи сильно взаимосвязаны для резервирования и повышения надежности электроснабжения, как показано на этой карте У.С. линии передачи показывает. В Соединенных Штатах есть три основные сети передачи: Западная межсистемная связь, Восточная межсистемная связь и Техасский совет по надежности электроснабжения (ERCOT).

Как и генераторы электроэнергии, линии электропередачи перед строительством должны быть одобрены государством (PUC или PSC). Однако оптовые сделки с электроэнергией, которые осуществляются между региональными сетевыми операторами, регулируются национальным агентством под названием Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) [6].

FERC регулирует электроэнергетическую сеть в более широком масштабе, чем PUC, и может разрешать споры между различными участниками рынка в сети. Сети передачи иногда управляются коммунальными предприятиями, но некоторые сети управляются отдельными организациями, известными как независимые системные операторы (ISO) или региональные организации передачи (RTO). Эти компании способствуют конкуренции между поставщиками электроэнергии и обеспечивают доступ к передаче, планируя и контролируя использование линий электропередачи.

Распределение

Распределительная сеть — это просто система проводов, которая начинается там, где заканчиваются линии передачи. Эти сети начинаются с трансформаторов и заканчиваются домами, школами и предприятиями. Распределение регулируется на уровне штата PUC и PSC, которые устанавливают розничные тарифы на электроэнергию в каждом штате.

Потребительское использование или «нагрузка»

Сеть электропередачи заканчивается, когда электричество, наконец, поступает к потребителю, что позволяет вам включать свет, смотреть телевизор или запускать посудомоечную машину. Модели нашей жизни складываются из разного спроса на электроэнергию по часам, дням и временам года, поэтому управление сетью является сложным и жизненно важным для нашей повседневной жизни.

Массовое отключение электроэнергии может, наконец, привести к тому, что Техас подключится к энергосистемам страны Шторм, который сломал сеть, может оказаться событием, которое заставит государство реформировать свои методы управления сетью, чтобы лучше предвидеть экстремальные погодные явления, а также прекратить изоляцию и подключиться к другим многогосударственным электрическим сетям по всей стране.Так говорит Джим Росси, ученый-юрист Университета Вандербильта, изучающий структуру энергетических рынков и являющийся экспертом по напряженности между властями штатов и федеральными властями по поводу энергетических компаний США.

Техас богат ископаемым топливом, возобновляемой энергией и политической властью, поэтому в течение многих десятилетий он управлял собственной энергосистемой, освобождая ее от федерального надзора. Совет по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT), некоммерческая корпорация, управляет сетью поставщиков электроэнергии, называемой Texas Interconnection, которая обслуживает 90 процентов территории штата.ERCOT и Техас сопротивлялись приглашениям и прямым призывам подключиться к двум другим энергосистемам страны: Восточному соединению, которое связывает поставщиков и клиентов к востоку от Скалистых гор, и Западному соединению, которое связывает электроэнергию к западу от Скалистых гор.

Scientific American поговорил с Росси, чтобы узнать больше о давней непримиримости Техаса и о том, почему техасцы вскоре сочтут целесообразным начать подключение к сетям за пределами штата — отчасти потому, что Техас может даже получить прибыль от этого переезда.

[ Отредактированная стенограмма интервью следует за .]

Что, по вашему мнению, является основной причиной отказа на этой неделе энергосистемы Техаса?

Самым очевидным фактором, конечно же, являются экстремальные погодные условия. Тем не менее, это не было непредсказуемым событием. Коммунальные предприятия по всей стране в настоящее время в состоянии предвидеть и планировать такие события. А коммунальщики обязаны надежно обслуживать своих клиентов, и клиенты ожидают этой надежности даже в зимнюю бурю.

Некоторые аналитики говорят, что действия ERCOT проложили путь к подобному отключению электроэнергии, сохранив изоляцию энергосистемы от межгосударственных энергетических пулов и даже от двух других крупных энергосистем страны. Вы согласны?

В какой-то степени да. Я думаю, что мы могли бы понять это по-другому: какую цену готовы заплатить жители Техаса, чтобы сохранить независимость сети Texas Interconnection? Возможно, для некоторых техасцев это больше, чем то, через что они уже прошли. Для других будет обратная реакция.

Есть доля правды в идее о том, что если бы Техас имел [беспрепятственное] соединение с оптовым рынком электроэнергии и, таким образом, мог бы покупать и продавать электроэнергию коммунальным предприятиям за пределами Техаса, воздействие экстремальных погодных явлений не было бы столь значительным. Вы можете взглянуть на Эль-Пасо и Бомонт, города [недалеко от границы с Техасом], которые не являются частью ERCOT, а вместо этого соединили свои энергосистемы с энергосистемами в других штатах. Воздействие шторма на электроэнергию этих городов было относительно минимальным.Тем не менее, Техас будет подключен к Юго-западному энергетическому пулу, в который входят некоторые штаты, которые также пострадали от этого шторма и испытали постоянные отключения электроэнергии, такие как Канзас, Небраска и Дакота.

Какие факторы позволили изоляционистской энергетической политике в Техасе сохраниться на протяжении многих лет?

Штат имеет давнюю историю политической независимости с такими влиятельными игроками, как Линдон Джонсон, Сэм Рэйберн, Джордж Буш и Рик Перри.Государство оказывает значительное политическое влияние в стране. Это крупнейшее энергопроизводящее государство нашей страны. А государство потребляет много энергии, в том числе много природного газа. Все это позволяет государству действовать очень независимо.

Могут ли перебои в подаче электроэнергии в Техасе за последнюю неделю вызвать какие-либо существенные изменения в том, как штат управляет своей сетью в ближайшем будущем? Может ли это событие стать поворотным моментом?

Я думаю, что может и, скорее всего, будет.Скорее всего, мы увидим реформу на двух фронтах. Во-первых, в интересах Техаса реформировать ERCOT. Это может произойти в форме реформ управления и подотчетности. Мы уже видели, как губернатор Техаса Грег Эбботт призывал к таким реформам. И реформы, связанные с надежностью обслуживания, подготовкой сети к зиме и поддержанием запаса мощности для генераторов.

Второй фронт связан с планированием и адаптацией к экстремальным погодным условиям. Нынешняя авария в Техасе — это снежно-ледяная версия урагана на северо-востоке или юго-востоке.Однако ситуация в Техасе несколько хуже. Ураган обычно не затрагивает весь штат, в то время как потеря электроэнергии в Техасе затрагивает каждый округ. Таким образом, адаптация к экстремальным погодным условиям потребует лучшей подготовки энергосистемы штата как к зимним, так и к летним событиям.

Транспортировка нефти и газа, операции с электроэнергией и другие аспекты двух других энергосистем страны регулируются независимым агентством под названием Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC). Видите ли вы роль FERC в будущем энергосистемы Техаса?

FERC не в силах вмешаться.И FERC упомянул о своей готовности утвердить юрисдикцию над оптовыми продажами энергии между штатами в некоторых из своих предыдущих заказов, связанных с энергосистемой Техаса. Поэтому я думаю, что есть вопрос, как долго Техас может оставаться в изоляции?

Предоставлено:  Джим Росси

Почему Техас не подпадает под действие правил FERC?

Texas Interconnection была запущена после принятия Федерального закона об энергетике 1935 года. Texas Interconnection была разработана для расширения и объединения энергосистем Техаса, чтобы помочь с электрификацией сельских районов. Это было усилие снизу вверх. Из этого вышло, что Техас хотел сохранить независимость от федеральной юрисдикции в отношении эксплуатации своей сети. Я думаю, что как с точки зрения истории, так и с точки зрения политики, Техас не допускал синхронного потока энергии за пределами штата. Он сохранил внутригосударственный поток власти. Это не только состояние большого потребления энергии, но и состояние огромного производства энергии. Тогда он сможет лучше контролировать работу сети и оставаться независимым от федерального энергетического рынка.В 1970-х годах была создана ERCOT для более формального управления и эксплуатации энергосистемы Техаса.

В некотором смысле это позволило Техасу стать действительно интересным экспериментом в области работы рынков электроэнергии. Некоторые говорят, что это утопия. Он контролирует как оптовые, так и розничные продажи электроэнергии без федерального регулирующего надзора. Это было высоко оценено, потому что Техасу не нужно беспокоиться о каких-либо противоречиях между федеральной юрисдикцией и юрисдикцией штата. Некоторые винят эту напряженность в сбоях энергосистемы Калифорнии с ее рыночной политикой.Но в Техасе есть один регулятор, один человек, на которого можно указать пальцем. В некотором смысле вы можете видеть, что это более эффективный подход.

Некоторые комментаторы предположили, что растущая доля возобновляемых источников энергии в Техасе, таких как ветровая и солнечная энергия, лежит в основе отказа сети на прошлой неделе, но другие быстро указали, что возобновляемые источники энергии не являются доминирующим источником энергии в штате. Какова ваша точка зрения?

Я согласен с тем, что заявление о возобновляемых источниках энергии фактически является ложным.В зимнее время возобновляемые источники энергии составляют около 8 процентов энергии в сети, управляемой ERCOT, и это в основном из источников ветра. Это правда, что некоторые ветряки замерзли или были заморожены. Но провал на этой неделе был прежде всего провалом в производстве природного газа. Есть куча причин. Во-первых, Техас сильно зависит от природного газа. Это большое состояние добычи природного газа, а также состояние потребления, но ему не нужно много хранилищ природного газа, потому что производственные мощности находятся в штате.Во многих других штатах природный газ импортируется из Пенсильвании, Техаса или других штатов и хранится в резервуарах для последующего использования. Большая часть Техаса очень зависит от добычи газа в режиме реального времени. А инфраструктура газодобычи, как и инфраструктура электроэнергетики, хромает. Кроме того, для производства газа в штате требуется электроэнергия, поставляемая государственной сетью. Поэтому, когда вы отключаете сеть, вы прекращаете производство газа, и это превращается в карточный домик. Сильная зависимость от природного газа, наряду с отсутствием хранилищ природного газа, действительно поставили государство здесь в затруднительное положение.

Большой проблемой, которая вырисовывается после подобных бедствий, являются предложения по национальной суперсети, которая соединит все сети страны, включая сеть Техаса, и, таким образом, стабилизирует рынки и передачу для покупателей и продавцов. Но есть местное сопротивление среди поставщиков и других. Изменит ли энергетическая катастрофа в Техасе перспективы национальной суперсети?

Мы все больше и больше будем видеть взаимосвязь сети. Это может быть примером того, как это становится необходимым.И если подумать об этом, Техас может многое выиграть здесь, потому что сейчас это огромный штат с добычей не только газа, но и растущей за счет производства ветра. В той мере, в какой ветроснабжение в Техасе становится ресурсом, который они хотят экспортировать, ну, вы не можете просто взять ветровой ресурс и поставить его в трубопровод. Он должен передаваться по межгосударственным проводам. Это создает группу политических интересов в штате, которая теперь может захотеть, чтобы Техас был более взаимосвязан с другими штатами. Я думаю, что это направление, в котором мы будем двигаться, поскольку мы видим рост возобновляемых источников энергии.

А с акцентом на инфраструктуру и политический импульс, стоящий за «Зеленым новым курсом», мы, вероятно, увидим, что штаты захотят принять федеральное финансирование. Вы можете увидеть, как федеральное правительство протягивает пряник с точки зрения финансирования, как это было с автомагистралями между штатами. Мы также с большей вероятностью увидим, что государства сотрудничают между собой в рамках региональных усилий «снизу вверх», чтобы попытаться управлять этими программами на региональной основе.

Национальная энергосистема США сделает электричество дешевле и чище

Электричество – топливо будущего.И по мере того, как все больше и больше американской жизни электрифицируется — транспорт и здания уже в пути — электросеть столкнется с растущими требованиями и должна будет развиваться, чтобы удовлетворить их.

Одна ветвь этой эволюции меньше. «Микросети» — это небольшие сети, которые соединяют кампус колледжа, бизнес или даже дом, позволяя им действовать как полунезависимый остров в более крупной сети. Микросети помогают поддерживать рост распределенной энергии, при этом производство, хранение и управление электроэнергией происходят на стороне потребителя счетчика электроэнергии.

Но другая ветвь, не менее важная, крупнее. На самом деле в США нет национальной сети. Вместо этого наша сеть разделена на три региона — западное межсетевое соединение, восточное межсоединение и, э-э, Техас, — которые в основном работают независимо и обмениваются очень небольшим количеством энергии.

НКРЭ

Энергетики уже много лет знают, что это барьер, препятствующий любой эффективности.Ранее на этой неделе была предпринята попытка окончательно решить эту проблему: инициатива Macro Grid, которая «стремится расширить и модернизировать национальную сеть передачи». Это совместный проект Американского совета по возобновляемым источникам энергии, организации «Американцы за чистую энергетическую сеть», Advanced Power Alliance и Clean Grid Alliance.

Инициатива приветствуется; эта идея национальной сети уже давно нуждается в хорошо финансируемой поддержке.

Вместо того, чтобы вдаваться в политику и нормативные изменения, необходимые для достижения этой цели — которых много, они сложны и прискорбно скучны — я кратко расскажу о пяти главных причинах, почему это хорошая идея. Вот почему США должны, наконец, построить национальную сеть.

1. Раскроет потенциал возобновляемых источников энергии

Районы США с наибольшим потенциалом возобновляемых источников энергии не обязательно являются наибольшими потребностями в энергии. Отчет Ассоциации ветроэнергетики показал, что 15 штатов между Скалистыми горами и рекой Миссисипи — Монтана, Вайоминг, Колорадо, Нью-Мексико, Северная Дакота, Южная Дакота, Небраска, Канзас, Оклахома, Техас, Миннесота, Айова, Миссури, На Арканзас и Луизиану приходится 87 процентов общего потенциала ветровой энергии страны и 56 процентов ее солнечного потенциала коммунального масштаба, но, согласно прогнозам, в 2050 году на них будет приходиться только 30 процентов национального спроса на энергию.

На этой карте, взятой из отчета консалтинговой компании по энергетике ScottMadden, показан расчетный баланс спроса и предложения электроэнергии на 2030 год для каждого региона страны. Некоторые регионы (особенно Верхний Средний Запад и Техас) будут производить значительно больше, чем потребляют, в то время как другие (особенно на западе и северо-востоке) будут потреблять гораздо больше, чем производят.

Способ сбалансировать это — убедиться, что каждый регион производит как можно больше возобновляемой энергии и что энергия используется с пользой — это соединить эти регионы высоковольтными линиями электропередачи.Чем больше каждый регион может импортировать и экспортировать электроэнергию, тем лучше он может сбалансировать свои собственные колебания спроса и предложения с колебаниями спроса и предложения своих соседей и максимально использовать возобновляемые источники энергии.

Один пример: предлагаемый 780-мильный экспресс Grain Belt Express будет доставлять солнечную и ветровую энергию из Канзаса в Миссури и Иллинойс. Ожидается, что он будет передавать около 4 гигаватт дешевой возобновляемой энергии (достаточно для питания 1,6 миллиона домов в год), откроет новые проекты в области возобновляемых источников энергии на сумму 7 миллиардов долларов и уменьшит заторы на обоих концах линии.

Маршрут предлагаемой высоковольтной линии электропередачи постоянного тока (HVDC) Grain Belt Express. Зерновая лента Express

2. Сократит выбросы парниковых газов

Солнечная и ветровая энергия непостоянны; они приходят и уходят с погодой. Сеть с большим количеством энергии ветра и солнца нуждается в способах сгладить колебания и заполнить пробелы. Хранение энергии, включая батареи, может обеспечить некоторую гибкость, но этого недостаточно.

Трансмиссия — это отдельная история. В 2016 году Крис Клак, Александр Макдональд и их коллеги смоделировали энергетическую систему США до 2030 года с высокой степенью разрешения. Результаты, опубликованные в Nature Climate Change , показывают, что, используя только существующие технологии и без каких-либо дополнительных накопителей энергии, к 2030 году выбросы в энергетическом секторе США могут быть сокращены на 80 процентов по сравнению с уровнем 1990 года. И это может быть достигнуто «без увеличение приведенной стоимости электроэнергии.

Как это возможно? «Это сокращение выбросов углерода достигается за счет перехода от разделенного по регионам электроэнергетического сектора к национальной системе, основанной на высоковольтной передаче постоянного тока».

3. Это сэкономит деньги потребителей

Клак и его соавторы также обнаружили, что объединение региональной энергосистемы в единую национальную систему сэкономит потребителям около 47,2 млрд долларов в год за счет повышения эффективности и удешевления возобновляемой энергии.

В 2018 году группа, собранная Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL), опубликовала «Исследование межсоединений», подробный анализ затрат и выгод от объединения фрагментированной энергосистемы Америки. Выяснилось, что на каждый вложенный доллар налогоплательщики получат более 2,50 долларов прибыли. (Если вам интересно, я написал более длинный пост об исследовании швов.)

Возобновляемые ресурсы, электростанции и населенные пункты. НРЭЛ

4. Это сделает сеть более надежной

В наши дни много говорят об «устойчивости» в энергетическом секторе. Как показывает отчет ScottMadden, различные регионы страны во время тяжелых погодных явлений могут столкнуться с нехваткой топлива, перегрузкой линий электропередач и даже постоянными отключениями электроэнергии. Если ничего не предпринять, предстоящий вывод из эксплуатации многих угольных, нефтяных и газовых электростанций усугубит эту уязвимость.

Лучший способ повысить устойчивость к этим событиям, которые участились из-за изменения климата, — это соединить регионы страны в единую национальную сеть, чтобы регионы, столкнувшиеся с трудностями, могли получать энергию от соседей, которые этого не делают.

Оптимизированная по стоимости единая система электроснабжения для прилегающих территорий США. Природа Изменение климата

Это уже работает в меньшем масштабе. Во время продолжительных холодов «бомбового циклона» 2017 года способность восточных регионов обмениваться энергией предотвращала отключения электроэнергии и удерживала цены под контролем.

5. Это создаст рабочие места

Инвестиции в национальную энергосистему в стиле Нового Зеленого курса создадут тысячи рабочих мест в сфере строительства и обслуживания. Учитывая, что потребности и проблемы каждого региона уникальны, а процесс строительства линий сложный и вопиюще медленный (в среднем около 10 лет), невозможно оценить их количество. Но рабочие места в сфере развития электропередач — это высококачественные профсоюзные рабочие места, доступные в любой части страны.

Итак, вот оно: если вам нужна более чистая, более эффективная, более надежная и более дешевая электроэнергия, присоединяйтесь ко мне и трижды приветствуйте национальную энергосистему США!

Интеграция возобновляемых источников энергии в энергосистему

Генерация коммунального масштаба

Централизованные электростанции коммунального масштаба сравнимы с электростанциями, работающими на ископаемом топливе, и могут генерировать от нескольких до сотен мегаватт (МВт) энергии.Подобно станциям, работающим на природном газе, угле и атомным электростанциям, крупные электростанции на возобновляемых источниках энергии производят электроэнергию, которая передается по линиям электропередачи, преобразуется в более низкое напряжение и передается по распределительным линиям в здания и дома.

Однако, в отличие от обычных электростанций, работающих на ископаемом топливе, электростанции, работающие на возобновляемых источниках энергии, как правило, не могут диспетчеризироваться (или не могут вырабатывать электроэнергию, когда это необходимо), поскольку они зависят от переменных ресурсов, таких как солнце и ветер, которые меняются в течение определенного периода времени. день. Кроме того, поскольку ветровая и солнечная энергия имеют нулевую стоимость топлива, они получают приоритет в порядке отправки, а это означает, что их производство используется раньше других типов генераторов.(Чтобы лучше понять, как распределяется производство электроэнергии, прочитайте «Рынки электроэнергии 101».)

Распределенная генерация

На другом конце спектра небольшие бытовые и коммерческие возобновляемые источники энергии обычно находятся в диапазоне от 5 до 500 киловатт (кВт). Большинство этих небольших возобновляемых источников энергии представляют собой солнечные панели, размеры которых легко настраиваются (разбивку по типам солнечных батарей см. на стр. 3 этого документа RMI). Эти распределенные ресурсы обычно располагаются дома или на предприятии (например, солнечные панели на крыше).В отличие от крупных централизованных электростанций, использующих возобновляемые источники энергии, которые подключаются к сети через высоковольтные линии электропередачи, распределенные ресурсы, подобные этим, подключаются к сети через электрические линии в распределительной сети более низкого напряжения, которые являются теми же линиями, которые доставляют электроэнергию потребителям.

Часто эти проекты происходят « за счетчиком », что означает, что электричество вырабатывается для использования на месте (например, солнечная система на крыше, которая снабжает дом электроэнергией).Эти небольшие распределенные проекты обычно снижают спрос на электроэнергию у источника, а не увеличивают подачу электроэнергии в сеть. Например, когда светит солнце, дом с солнечными панелями на крыше может не нуждаться в электричестве из сети, потому что его солнечные панели вырабатывают достаточно электроэнергии для удовлетворения потребностей жителей.

Возобновляемые источники энергии в масштабах сообщества, которые больше, чем проекты на крыше, но меньше, чем коммунальные предприятия, также подключены к сети через распределительные линии и поэтому также считаются распределенной генерацией.Однако, в отличие от небольших возобновляемых источников энергии на крышах, возобновляемые источники энергии в масштабе сообщества находятся « перед счетчиком », что означает, что вырабатываемая ими энергия не используется на месте, а поступает в распределительную сеть для использования домами и предприятиями в районе. ближняя окрестность.

Сравнение типов генерации

Как централизованная, так и распределенная генерация возобновляемых источников энергии имеют свои преимущества и издержки для клиентов и сетевых операторов. С экономической точки зрения, централизованные возобновляемые источники энергии коммунального масштаба намного дешевле, чем распределенные ресурсы из-за эффекта масштаба.По состоянию на ноябрь 2018 года приведенная стоимость 90 179 90 177 (чистая приведенная стоимость стоимости производства электроэнергии в течение срока службы станции) солнечной энергии на крыше оценивалась в 3,5–7 раз дороже за МВтч по сравнению с солнечными батареями коммунального масштаба.

Помимо того, что централизованные проекты дешевле, сетевому оператору часто намного легче контролировать централизованные проекты. Поскольку распределенные возобновляемые источники энергии часто бывают небольшими и за пределами счетчика, их может быть очень трудно отслеживать с точки зрения оператора сети, и это может значительно усложнить прогнозирование нагрузки (подробнее см. здесь).По большей части сетевые операторы знают о существовании этих проектов только потому, что они заметно снижают потребительский спрос на электроэнергию в определенное время суток.

Тем не менее, распределенные возобновляемые источники энергии могут обеспечить энергосистеме преимущества, недоступные для крупных проектов. Поскольку энергия от распределенной генерации обычно используется на месте или поблизости, распределенные энергетические ресурсы могут значительно снизить потери энергии, возникающие при передаче электроэнергии по линиям электропередачи, и позволяют избежать затрат на новую инфраструктуру передачи и распределения (см. NREL и Acadia). Центр).Если они подключены к микросетям , , они также могут обеспечить преимущества большей устойчивости во время штормов, которые нарушают работу энергосистемы, обеспечивая питание, даже если в более крупной сети происходят перебои.

Объяснение энергосистемы Техаса — Quick Electricity

Почему в Техасе есть собственная электросеть?

Первые электрические компании в США были созданы в конце 1800-х годов, и когда электроэнергетика только зарождалась, не существовало федеральных правил.Однако президент Франклин Д. Рузвельт принял в 1935 году Федеральный закон об энергетике , который регулировал работу любой электрической компании, работающей за пределами штатов. Чтобы избежать регулирования, техасские энергетические компании того времени решили работать без межгосударственных связей, и это продолжается и сегодня.

Другими словами, энергосистема Техаса была независимой с момента ее создания . Есть соседние сети, которые покрывают небольшие районы Техаса (WECC, SPP, SERC), и они подпадают под действие FERC.Тем не менее, 90% населения штата получает электроэнергию из сети ERCOT , что ограничивает его работу в штате.

Электрические сети с соединениями между штатами подпадают под действие Федеральной комиссии по регулированию энергетики (FERC), но ERCOT практически полностью изолирован. Незначительные межсетевые соединения существуют, но им не хватает возможностей для крупномасштабной торговли энергией с соседними государствами.

  • В Техасе действуют четыре энергосистемы , но ERCOT охватывает 75% территории штата и 90% населения.
  • Некоторые западные районы Техаса находятся в ведении Западного координационного совета по электроэнергии (WECC).
  • Некоторые северные и восточные районы охвачены Юго-западным энергетическим пулом (СЭС).
  • Есть также восточные районы, охваченные Юго-восточным советом по надежности электроснабжения (SERC).
  • WECC, SPP и SERC работают в нескольких штатах и ​​подпадают под федеральное регулирование, в отличие от ERCOT.

Будучи изолированной, энергосистема Техаса зависит от внутренних ресурсов для обеспечения электричеством.Обычно это не проблема, поскольку Техас имеет самое высокое производство энергии среди всех штатов. Однако изоляция делает сеть уязвимой для таких событий, как зимний шторм в феврале 2021 года:

.
  • Например, из-за холодов добыча природного газа была временно сокращена на 50%, а ветряные электростанции отключились.
  • Поскольку Техас получает большую часть электроэнергии от газовых электростанций и ветряных турбин, по всему штату произошли серьезные отключения электроэнергии.

Летние месяцы самые сложные для электросети Техаса, поскольку системы кондиционирования воздуха в домах и на предприятиях потребляют много электроэнергии.Однако февральский зимний шторм стал неожиданным событием, которое застало энергетическую отрасль врасплох.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.