運転準備金
電力網において、運転予備力とは、発電機の故障やその他の供給途絶が発生した場合に、システム運用者が需要を満たすために短時間で利用できる発電容量のことです。ほとんどの電力システムは、通常条件下では、運転予備力が常に最大供給業者の容量にピーク負荷の一部を加えた値以上となるように設計されています。[ 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、既に電力系統に接続されている発電機の出力を増加させ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、この出力増加はタービンローターに印加されるトルクを増加させることによって実現されます。[ 3 ]
- 非回転予備力または補助予備力とは、現在システムに接続されていないが、短時間でオンライン化できる余剰の発電容量です。独立電力系統では、これは通常、高速起動発電機から利用可能な電力に相当します。[ 3 ]しかし、連系電力系統では、他の系統から電力を輸入したり、現在他の系統に輸出されている電力を回収したりすることで、すぐに利用可能な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。[ 5 ]ほとんどの電力システムのガイドラインでは、運転予備力のかなりの部分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、回転予備力は若干信頼性が高く（起動の問題に悩まされない）、迅速に応答できますが、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します。[ 6 ]バッテリーも運転予備力として使用され、1秒未満で反応できます。[ 7 ] [ 8 ]
大規模な住宅地で使用されている集中制御式のエアコンとサーモスタットは、迅速かつ大幅な出力抑制の予備力として活用できます。この技術の利点は現在研究中です。[ 9 ]
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。
2006年、カリフォルニア独立系統運用機関（CIS）は、計測負荷の6%の運転予備力を有していました。これには、計測負荷の3%の瞬発予備力が含まれています。[ 10 ]
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的な反応として設けられる。これは、供給喪失直後、発電機は負荷の増加により速度が低下するため発生する。この速度低下に対処するため、多くの発電機には調速機が搭載されている。調速機は発電機の速度上昇を助けることで、各発電機の出力周波数と電力をわずかに上昇させる。しかし、周波数応答予備力は多くの場合小さく、系統運用者の裁量で制御できないため、運転予備力の一部とはみなされない。[ 11 ]
- 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、起動に長い時間（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電力である。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分運転予備力または60分運転予備力と呼ばれることもある）。[ 11 ]
参考文献
- ^ BJ カービー、「応答負荷からのスピニング予備力」、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。
- ^ a b c回転予備力と非回転予備力Archived 2020-11-09 at the Wayback Machine、カリフォルニアISO、2006年1月。
- ^ WSCC運用準備金白書、西部システム調整評議会、1998年7月。
- ^ 「回転予備力とは何か、そしてなぜ重要なのか？」アライド・パワー・グループ、2023年6月14日。
- ^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。
- ^ Kashif, Muhammad (2024年10月28日). 「バッテリーエネルギー貯蔵システムのグリッドアプリケーションと技術的考慮事項 | EEP」 . EEP - 電気工学ポータル.
- ^ Adeyemo, Ayotunde A.; Marra, Francesco; Tedeschi, Elisabetta (2025年3月). 「データ駆動型確率的ユニットコミットメントフレームワークにおける、独立電源システムにおける回転予備力と効率向上のためのエネルギー貯蔵容量の決定」 . Journal of Energy Storage . 111 115051. doi : 10.1016/j.est.2024.115051 .
- ^ 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 .
- ^ 「回転準備制度と非回転準備制度」（PDF） caiso.com 2006年2月3日。2006年2月3日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） 。 2020年8月28日閲覧。
- ^ a b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。
