Welche Faktoren bestimmen wann Spitzenlastanlagen in Stromnetzen aktiviert werden?

Faktoren, die bestimmen, wann Gleichrichter-Einheiten gestartet werden

Die Zeitpunkte für den Start von Gleichrichter-Einheiten werden hauptsächlich durch mehrere Faktoren bestimmt, um eine stabile Betriebssicherheit und eine effiziente Nutzung der Ressourcen im Energiesystem zu gewährleisten. Im Folgenden sind die wichtigsten Faktoren aufgeführt, die den Start von Gleichrichter-Einheiten beeinflussen:

1. Schwankungen der Lastnachfrage

• Höchstlastzeiträume: Zu Zeiten, wenn die Netzzugangsbelastung ihren Höchstwert erreicht oder annähert (zum Beispiel während der Arbeitszeiten oder bei Spitzenverbrauch von Klimaanlagen im Sommer), ist zusätzliche Erzeugungskapazität erforderlich, um die Nachfrage zu decken. In solchen Zeiten können Gleichrichter-Einheiten gestartet werden.

• Niedriglastzeiträume: In der Nacht oder in anderen Zeiträumen mit geringem Strombedarf kann das Netzwerk die Erzeugung reduzieren, um Verschwendung zu vermeiden. Gleichrichter-Einheiten können ihre Leistung schnell anpassen oder sogar herunterfahren, um den Lastwechseln gerecht zu werden.

2. Intermittierende erneuerbare Energien

• Schwankungen von Wind- und Solarenergie: Da erneuerbare Energien wie Wind und Sonne ihren Anteil am Netz erhöhen, stellen deren Intermittenz und Unvorhersehbarkeit Herausforderungen für die Netzstabilität dar. Wenn Windgeschwindigkeiten oder Sonneneinstrahlung nicht ausreichen, können Gleichrichter-Einheiten schnell die fehlende Erzeugung ergänzen.

• Wettervorhersagen: Genauere Wettervorhersagen helfen den Verwaltungszentren, die erneuerbare Energieerzeugung vorherzusehen, sodass sie entscheiden können, wann Gleichrichter-Einheiten gestartet werden sollen.

3. Elektrizitätsmarkt-Preise

• Preisschwankungen: Auf dem Elektrizitätsmarkt schwanken die Preise je nach Angebot und Nachfrage. Bei hohen Preisen (gewöhnlich aufgrund übermäßiger Nachfrage) kann der Start von Gleichrichter-Einheiten wirtschaftlicher sein.

• Grenzkosten: Die Grenzkosten (d. h. die Kosten zur Herstellung einer zusätzlichen Einheit an Elektrizität) von Gleichrichter-Einheiten sind in der Regel höher, so dass sie nur gestartet werden, wenn die Marktpreise ausreichend hoch sind.

4. Anforderungen an die Systemzuverlässigkeit

• Reservekapazität: Um die Systemzuverlässigkeit zu gewährleisten, muss eine bestimmte Reservekapazität aufrechterhalten werden. Falls konventionelle Erzeugungseinheiten ausfallen oder Wartungsarbeiten benötigen, können Gleichrichter-Einheiten als Ersatzstromquelle dienen und schnell ans Netz gehen.

• Frequenz- und Spannungskontrolle: Die Stabilität der Netzfrequenz und -spannung ist entscheidend für den normalen Betrieb des Energiesystems. Gleichrichter-Einheiten können schnell auf Änderungen der Frequenz und Spannung reagieren und die Netzstabilität aufrechterhalten.

5. Umwelt- und politische Faktoren

• Emissionsgrenzwerte: Einige Regionen haben strenge Grenzwerte für Kohlendioxidemissionen und andere Schadstoffe, was die Wahl und Nutzung von Gleichrichter-Einheiten beeinflusst. Zum Beispiel sind Erdgas-Gleichrichter-Einheiten im Allgemeinen umweltfreundlicher als Kohleeinheiten und werden daher in Gebieten mit strengen Umweltauflagen bevorzugt.

• Politische Unterstützung: Regierungen können Maßnahmen einführen, die die Nutzung flexibler Gleichrichter-Stromquellen fördern oder Subventionen für instabile erneuerbare Energien bereitstellen, was ebenfalls die Entscheidung zum Start von Gleichrichter-Einheiten beeinflusst.

6. Technische Eigenschaften

• Startzeit: Verschiedene Arten von Gleichrichter-Einheiten haben unterschiedliche Startzeiten. So können Gasturbinen innerhalb weniger Minuten starten, während Wasserkraftwerke auch schnell reagieren, aber Kohlekraftwerke länger brauchen, um anzulaufen. Daher hängt die Wahl der Gleichrichter-Einheit von der erforderlichen Reaktionsgeschwindigkeit des Netzes auf Laständerungen ab.

• Leistungsanstiegsrate: Die Leistungsanstiegsrate (d. h. die Fähigkeit, die Leistung pro Zeiteinheit zu steigern) von Gleichrichter-Einheiten ist ein weiterer entscheidender Faktor, um ihre Eignung für eine schnelle Reaktion auf Lastschwankungen zu bestimmen.

7. Verfügbarkeit von Energiespeichersystemen

Batteriespeichersysteme: In den letzten Jahren sind Batteriespeichersysteme (wie Lithium-Ionen-Batterien) zu einem wichtigen Mittel zur Gleichrichtung geworden. Wenn Energiespeichersysteme ausreichend Kapazität haben, kann der Bedarf an Gleichrichter-Einheiten sinken. Andererseits, wenn Energiespeichersysteme wenig geladen sind, kann die Häufigkeit des Starts von Gleichrichter-Einheiten zunehmen.

8. Saisonale Faktoren

Saisonale Lastschwankungen: Die Lastanforderungen variieren stark über die Jahreszeiten. Beispielsweise führt eine erhöhte Nutzung von Klimaanlagen im Sommer und Heizbedarf im Winter zu Lastschwankungen, die die Entscheidung zum Start von Gleichrichter-Einheiten beeinflussen.

9. Status der Netzausrüstung

• Übertragungsleitungskapazität: Wenn die Kapazität der Übertragungsleitungen begrenzt ist und keine Energie aus entfernten Quellen zu den Lastzentren transportiert werden kann, können Gleichrichter-Einheiten lokal gestartet werden, um Engpässe in der Übertragung zu lindern.

• Zustand von Umspannwerken und Verteilungseinrichtungen: Wenn bestimmte Umspannwerke oder Verteilungseinrichtungen Wartungs- oder Modernisierungsarbeiten durchführen, können Gleichrichter-Einheiten temporär die Lücke im Stromversorgungsaufkommen schließen.

Zusammenfassung

Die Entscheidung, Gleichrichter-Einheiten zu starten, ist ein komplexer Prozess, der mehrere Faktoren wie Lastnachfrage, Fluktuationen erneuerbarer Energien, Marktpreise, Systemzuverlässigkeit, Umweltpolitik und technische Eigenschaften berücksichtigt. Die Versorgungssteuerzentralen des Energiesystems bedenken in der Regel diese Faktoren umfassend und nutzen fortschrittliche Überwachungs- und Steuerungssysteme, um den Betrieb von Gleichrichter-Einheiten dynamisch anzupassen und die Sicherheit, Zuverlässigkeit und wirtschaftliche Effizienz des Netzes zu gewährleisten.