Dieser Blog-Beitrag 1 identifiziert die beiden Hauptträgheitsquellen innerhalb des Stromnetzes:
- "Klassische" Generation, typisch Dampfturbinen
- Große Industriemotoren
Ihr Verständnis ist insofern richtig, als die Gesamtsystemkapazität vergleichsweise gering ist und die Systemträgheit vernachlässigbar beeinträchtigt.
Aus Sicht der Zuverlässigkeit ist die Trägheit des Systems eine gute Sache. Die Trägheit des Systems aufgrund der großen Rotationsmasse verlangsamt die Abnahme der Frequenz, falls sich die Erzeugung oder Last des Systems plötzlich ändert. Die Trägheit des Systems hilft, das Eintreten von Schutzmechanismen gegen Lastabwurf zu verhindern, indem es Zeit für die Kompensation von Steuerungssystemen zur Anpassung der Erzeugung an die sich ändernde Umgebung gibt.
Trägheit ist zu einem immer größeren Thema geworden, da neuere Technologien zur Erzeugung erneuerbarer Energie ihren Fußabdruck in Stromnetzen vergrößert haben. Neuere erneuerbare Technologien verbinden ihre Erzeugungsquelle über Wechselrichter mit dem Stromnetz, die für den Rest des Systems keine Trägheit aufweisen. Ebenso ermöglichen erneuerbare Technologien die Stilllegung von Technologien älterer Generationen, was dazu führt, dass weniger Systemträgheit zur Verfügung steht. Dieser Rückgang der Trägheit wird durch einen Rückgang der großen Industriemotoren noch verstärkt.
1 Bitte beachten Sie, dass diese Quelle etwas voreingenommen ist, da sie ein Produkt im Zusammenhang mit der Netzträgheit verkauft
Diese Präsentation befasst sich mit einigen Details zur Berechnung der Systemträgheit.
Die mechanische Dynamik wird durch die Differentialgleichung zweiter Ordnung modelliert:
Jd2θdt2= Tm- Te
θ
J
Tm
Te
Von dort müssten Sie die Trägheit aller maßgeblichen Quellen summieren. Dies ist offensichtlich eine nicht triviale Übung, da die Erzeugungspläne ebenso wie die Produktionspläne für große Industrien variieren. Sie müssen auch die bevorzugte Anstiegsrate der Generatoren berücksichtigen, die je nach Kraftstoffquelle variiert.
Um eine negative Antwort auf Ihre Frage zu geben - ich denke, es sind diese Aspekte, die es so schwierig machen, die Trägheit des Systems in quantifizierter Form zu diskutieren. Es gibt zu viele Variablen und die Umgebung ist dynamisch. Sie könnten vielleicht die Trägheit für eine kleine Region identifizieren, aber sicherlich nicht für die Region einer typischen Ausgleichsbehörde oder auf nationaler Ebene.
Einige abschließende Gedanken:
Der Pessimist könnte argumentieren, dass die Systemzuverlässigkeit aufgrund der Abnahme der Trägheit des Gesamtsystems zum Scheitern verurteilt ist und dass im Rahmen der Aufrüstung des gesamten Stromnetzes mehr Stromausfälle und Stromausfälle auftreten werden.
Dieser Ausblick ist allerdings wahrscheinlich ein bisschen zu düster. Die Ausgleichsbehörden können verlangen, dass mehr Spinnreserven zur Verfügung stehen, um bei lokalisierten Ungleichgewichten innerhalb des Netzes schnell (er) reagieren zu können. Ebenso können nationale Energiekomitees auf dem Arbitrage-Markt für schnelle Spannungs- und Frequenzanbieter wie BES-Systeme (Grid Scale Bulk Electric Storage) eine Entschädigung bereitstellen.
Offensichtlich werden diese Änderungen nicht kostenlos sein - es wird Treibstoff benötigt, um Spinnreserven bereitzustellen, und BES im Grid-Maßstab sind nicht billig. Die Herausforderungen sind jedoch auch dann zu bewältigen, wenn Entscheidungen auf der Grundlage empirischer Erkenntnisse getroffen werden müssen.