Elektřina je dodávána spotřebitelům prostřednictvím složité sítě

Elektřina vyráběná v elektrárnách a pohybuje se přes složitý systém, někdy nazývaný grid, elektrické rozvodny, transformátory a napájecí linky, které spojují výrobci elektřiny a spotřebiteli. Většina místních sítí je propojena pro spolehlivost a komerční účely a vytváří větší, spolehlivější sítě, které zlepšují koordinaci a plánování dodávek elektřiny.

Ve Spojených Státech, celé elektrické rozvodné sítě se skládá ze stovek tisíc kilometrů vedení vysokého napětí a miliony mil low-napětí napájecí linky s distribuční transformátory, které se připojují tisíce elektráren na stovky milionů odběratelů elektřiny po celé zemi.

Elektřina pochází z různých zdrojů a typů služeb

původ elektřiny, aby spotřebitelé zakoupit liší. Některé elektrické nástroje generují veškerou elektřinu, kterou prodávají, pouze pomocí elektráren, které vlastní. Další pomůcky nákup elektřiny přímo z jiných utilit, posilovač obchodníci a nezávislí výrobci elektrické energie, nebo z velkoobchodního trhu, pořádá regionální spolehlivosti přenosu organizace.

maloobchodní struktura elektroenergetického průmyslu se v jednotlivých regionech liší. Společnost prodává energie může být ne-pro-zisk obecních elektrické nástroje; elektrické družstvo vlastněné jeho členy; privátní, pro-zisk, electric utility vlastněné akcionáři (často volal investor-vlastnil utility), nebo v některých státech, může nákup elektřiny přes sílu marketingu. Pár federálně vlastnictví moci orgány—včetně Bonneville Power Administration a Tennessee Valley Authority, mimo jiné—také generovat, koupit, prodat a distribuovat síly. Místní elektrické sítě provozují distribuční systém, který spojuje spotřebitele se sítí bez ohledu na zdroj elektřiny.

proces dodávky elektřiny

elektrárny vyrábějí elektřinu, která je dodávána zákazníkům prostřednictvím přenosových a distribučních vedení. Vysokonapěťové přenosové vedení, jako jsou ty, které visí mezi vysokými kovovými věžemi, přenášejí elektřinu na velké vzdálenosti, aby uspokojily potřeby zákazníků. Elektřina s vyšším napětím je účinnější a levnější pro dálkový přenos elektřiny. Nižší napětí elektřiny je bezpečnější pro použití v domácnostech a podnicích. Transformátory v rozvodnách zvýšit (krok) nebo snížit (krok dolů) napětí, aby se přizpůsobily různých fázích cesty z elektrárny na dálkových vedení pro distribuční linky, které přenášejí elektřinu do domácností a firem.

Vývoj elektrické rozvodné sítě

Na začátku 20. století, více než 4000 jednotlivých elektrické nástroje provozované v izolaci od sebe navzájem. S rostoucí poptávkou po elektřině, zejména po druhé světové válce, začaly inženýrské sítě propojovat své přenosové systémy. Tyto spoje povolené pomůcky sdílet ekonomické přínosy budování velkých a často společně vlastněné elektrické jednotky vytvářející sloužit jejich kombinaci poptávka po elektrické energii na nejnižší možné náklady. Propojení také snížilo množství dodatečné výrobní kapacity, kterou musel každý nástroj držet, aby zajistil spolehlivý servis v době špičkové poptávky. V průběhu času se ve Spojených státech vyvinuly tři velké propojené systémy.

U. S. elektrické systémy jsou nyní propojeny

stability elektrické rozvodné sítě vyžaduje elektrické napájení, aby neustále splňovaly poptávky po elektřině, což vyžaduje koordinaci řady subjektů, které provozují různé komponenty sítě. Místní elektrické sítě jsou propojeny tak, aby vytvářely větší sítě pro spolehlivost a komerční účely. Na nejvyšší úrovni, USA napájecí systém v Dolním 48 států se skládá ze tří hlavních propojení, které fungují do značné míry nezávisle na sobě s omezenými převody elektřiny mezi nimi.

• Východní propojení zahrnuje oblast východně od Skalistých hor a část Texas panhandle.
• Západní propojení zahrnuje oblast od Skalistých hor na západ.
• Rada elektrické spolehlivosti Texasu (ERCOT) pokrývá většinu Texasu.

východní a západní propojení ve Spojených státech je také spojeno s kanadskou rozvodnou sítí. Síťová struktura propojení pomáhá udržovat spolehlivost sítě tím, že poskytuje více cest pro tok energie a umožňuje generátorům dodávat elektřinu do mnoha zatěžovacích Center. Tato redundance pomáhá zabránit selhání přenosového vedení nebo elektrárny v přerušení provozu maloobchodním zákazníkům.

vyrovnávací orgány spravují operace sítě

tři propojení popisují rozsáhlou fyzickou strukturu sítě. Regionální provoz elektrické soustavy řídí subjekty zvané vyvažovací orgány, které zajišťují, aby dodávka elektřiny neustále odpovídala poptávce po energii. Většina vyrovnávacích orgánů jsou elektrické nástroje, které převzaly vyrovnávací odpovědnost za určitou část energetického systému. Všechny regionální přenosové organizace ve Spojených státech fungují také jako vyrovnávací orgány. ERCOT je jedinečný v tom, že vyrovnávací orgán, propojení a regionální přenosová organizace jsou všechny stejné entity a fyzický systém.

vyvážení orgán zajišťuje, že poptávka po elektřině a dodávky jsou jemně vyvážené udržet bezpečný a spolehlivý provoz elektrizační soustavy. Pokud poptávka a nabídka vypadnou z rovnováhy, může dojít k lokálním nebo dokonce rozsáhlým výpadkům. Vyvažování orgány udržovat vhodné podmínky pro činnost elektrického systému tím, že zajistí dostatečné dodávky elektřiny je k dispozici sloužit očekávané poptávky, která zahrnuje správu převody elektřiny s jinými vyrovnávací orgány.

Elektrická spolehlivost organizací stanovených standardů pro provoz sítě

Elektrické nástroje jsou odpovědné za udržování bezpečnosti jejich systémů a plánování pro budoucí energetické potřeby svých zákazníků. Zpočátku, elektroenergetický průmysl vyvinul dobrovolné standardy pro zajištění koordinace propojených propojovacích operací. Dnes jsou zavedeny povinné standardy spolehlivosti pro plánování a provoz energetických systémů a pro řešení bezpečnostních problémů v kritické elektrické infrastruktuře. North American Electric Reliability Corporation vyvinula a prosazuje povinné standardy spolehlivosti sítě schválené federální energetickou regulační Komisí (FERC). V Kanadě plní tuto roli Kanadští regulátoři.

chytrý elektroměr

Zdroj: Akcií fotografie (chráněné autorskými právy)

Výzvy, kterým čelí power grid

Výstavba elektroenergetické infrastruktury ve Spojených Státech začal v časném 1900s a investic byl tažen novými přenosovými a přepravními technologiemi, centrální stanice, výrobny, a rostoucí poptávka po elektrické energii, a to zejména po druhé Světové Válce. Nyní, některé ze starších, stávající přenosové a distribuční linky dosáhly konce své životnosti a musí být nahrazeny nebo modernizovány. Nové elektrické vedení jsou také potřebné k udržení elektrického systému je celková spolehlivost a poskytovat odkazy na nové obnovitelné zdroje energie zdroje, jako je větrná a solární energie, které se často nacházejí daleko od místa, kde poptávka po elektrické energii je koncentrovaný.

existuje několik výzev pro zlepšení infrastruktury sítě:

• Umístění nových přenosových linek (získání schválení nových tras a získání práv na potřebné pozemky)
• Určení spravedlivého přístupu pro obnovu náklady na výstavbu nové přenosové linky postavené v jednom státě, když linka poskytuje výhody pro spotřebitele v jiných státech
• Řešení nejistoty v federální předpisy ohledně toho, kdo je zodpovědný za placení za nové přenosové linky, které ovlivňuje soukromý sektor má schopnost získat peníze na výstavbu přenosových linek
• Rozšíření sítě dálkových přenosových linek do obnovitelných zdrojů energie míst, kde vysoce kvalitní větrné a solární zdroje jsou umístěny, které jsou často daleko od místa, kde poptávka po elektrické energii je soustředěna
• Ochrana sítě od fyzické a kybernetické útoky

Poslední přezkoumány: 22. října 2020