211service.com
Plánování větrné energie
Jak se větrná energie stává běžnější, její nepředvídatelnost se stává větším problémem. Náhlé poklesy rychlosti větru mohou způsobit, že se provozovatelé sítě budou snažit pokrýt výpadek a dokonce způsobit výpadky proudu; neočekávané rázové vlny mohou nechat konvenční elektrárny naprázdno, což způsobuje náklady a chrlí znečištění k ničemu.
Zralé na sklizeň: Provozovatelé energetických sítí používají větrné anemometry a meteorologické stanice instalované na větrných farmách k předpovědi výroby větrné energie na hodiny nebo dny předem.
K vyřešení tohoto problému operátoři energetických sítí kombinují hyper-lokální meteorologická data a umělou inteligenci, aby předpověděli, kdy se větrné turbíny instalované v jejich sítích otočí. Tento měsíc, Nezávislý systémový operátor v New Yorku (NYISO) oznámila plány na integraci modelování větru do svých schémat řízení sítě do léta Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) plánuje spustit podobný systém letos v létě, ne-li dříve. Kalifornský nezávislý systémový operátor (Cal-ISO) mezitím plánuje rozšířit program předpovědí, který již pokrývá asi čtvrtinu kapacity větrné energie ve státě.
Co dělá tyto modelovací systémy přesnými a dostupnými, jsou data v reálném čase dodávaná samotnými větrnými elektrárnami: rychlost a směr větru a v mnoha případech také místní teplota, barometrický tlak a vlhkost. Společnosti, které se specializují na modelování počasí, poskytují software, který se postupem času naučí korelovat tato data s výkonem a rozpoznat povětrnostní podmínky, které signalizují větší či menší výkon v blízké budoucnosti. Jedna z těchto společností, Albany's AWS Truewind , spolupracuje s Kalifornií, New Yorkem a Texasem, ale mezi její konkurenty patří Třívrstvá skupina pro environmentální předpověď ; Garrad Hassan , ve Spojeném království; a WindLogics , se sídlem v St. Paul.
V době, kdy větrné farmy byly méně běžné, mohli regulátory sítě v podstatě ignorovat jejich měnící se výkon, protože to bylo téměř k nerozeznání od přirozených výkyvů ve spotřebitelském využití. Škrcení konvenčních elektráren nahoru nebo dolů udržovalo nabídku a poptávku v rovnováze. Ale ty dny rychle ubíhají. Vezměte si NYISO, které před pěti lety nemělo prakticky žádnou větrnou energii. Dnes má ve své síti více než 500 megawattů a čekající návrhy, které by to posunuly na téměř 7 000 megawattů. To je asi 17 procent jeho současné energetické základny.
Texas, který měl na své síti do konce roku 2007 4 446 megawattů větru – více než kterýkoli jiný stát – již zjistil, co dokáže velké odlivy a toky větrných elektráren, pokud je řídící jednotky nesledují. Nedávno jsme měli několik případů, kdy jsme buď měli velmi vysoké ceny na krátkodobém trhu kvůli naší neschopnosti předpovídat vítr, nebo kdy jsme skutečně museli vyhlásit stav nouze, protože jsme měli obavy o spolehlivost. Částečně proto, že jsme neviděli, jak velký vítr fouká do systému, říká Jess Totten, ředitel dozoru nad elektrotechnickým průmyslem v Texaské komisi pro veřejné služby.
Prudký pokles větrné energie byl uváděn jako hlavní příčina nouzových výpadků elektřiny, které ERCOT nařídil například večer 26. února. Spotřebitelé odebírali mnohem více energie, než ERCOT předpokládalo, a několik konvenčních elektráren neběželo podle plánu, ale nedostatek větrné energie byl poslední kapkou.
Je ironií, že pilotní projekt předpovědi větru, který ERCOT inicioval s AWS Truewind, předpovídal pokles větru více než o den dříve. Operátoři systému nevěděli, že se to blíží, ale prognostici ano, což je trochu frustrující, říká Michael Goggin, analytik elektrického průmyslu z American Wind Energy Association, obchodní skupina ve Washingtonu, DC. Jen to nepředali správné osobě. Kdyby to integrovali do svého systému, věci by se vyvíjely úplně jinak.
Takové předpovědi budou mnohem kritičtější. Začátkem tohoto měsíce a zpráva společnost General Electric, pověřená státem, předpověděla, že když texaská větrná kapacita dosáhne 15 000 megawattů, bude větrem způsobený pokles energie řádově 2 400 megawattů za méně než půl hodiny každoroční. Pro kontext, pokles, který operátory zastihl 26. února, byl pouhých 80 megawattů.
Prognóza není jen způsob, jak zajistit spolehlivost systému. Cal-ISO a Kalifornská energetická komise určily, že je také důležité minimalizovat náklady a zároveň dosáhnout snížení znečištění předpokládaného státním standardem portfolia obnovitelných zdrojů, který vyžaduje, aby veřejné služby získávaly 20 procent své energie z obnovitelných zdrojů do roku 2010 a 33 procent do roku 2010. 2020. Cal-ISO se musí chránit před nedostatkem větrné energie uzavřením smlouvy o záložní energii s konvenčními elektrárnami ve své síti. Aby byla zajištěna účinná záloha, některé z těchto konvenčních elektráren by musely být nečinné a produkovat znečištění, i když nikdy nejsou povolány k tomu, aby dodávaly megawatty. Lepší předpověď větru zajistí, že méně z těchto záložních elektráren se bude muset nejprve zapojit.
Cal-ISO plánuje posílit svůj současný systém předpovědí větru, který předpovídá větrnou energii na příští hodinu, tak, aby zahrnoval předpověď na nadcházející den – časové měřítko, na kterém stahuje záložní energii. Roztažení předpovědí na jeden den pravděpodobně zvýší jejich průměrnou chybovost na 15 procent nebo více, ve srovnání se 7 procenty nebo méně u jedno až čtyřhodinové předpovědi, podle údajů poskytnutých AWS Truewind. Zprávy vypracované státem v roce 2007 však naznačují, že i relativně nepřesné předpovědi na den dopředu mohou mít velký vliv.
Pokud se předpovídá 5 000 megawattů větrné energie, chyba 20 procent by znamenala, že by větrné farmy skutečně poskytovaly někde mezi 4 000 a 6 000 megawatty energie. V tomto případě by objednávka záložního napájení Cal-ISO byla běžně 1 000 megawattů příliš vysoká nebo příliš nízká. Ale bez předpovědi by záložní objednávka byla vždy minimálně o 4000 megawattů příliš vysoká.