電気は複雑なネットワークを介して消費者に配信されます

電気は発電所で発生し、電力の生産者と消費者を結ぶ変電所、変圧器、電力線の複雑なシステム、グリッドと呼ばれることもある。 ほとんどのローカルグリッドは、信頼性と商業目的のために相互接続されており、電力供給の調整と計画を強化するより大きく、より信頼性の高いネッ

米国では、電力網全体は、数十万マイルの高電圧電力線と数百万マイルの低電圧電力線で構成されており、数千の発電所と数億の電力顧客を全国の何百万人もの電力顧客に接続する配電変圧器を備えています。

電気は、さまざまなソースとプロバイダーの種類から来ています

消費者が購入する電気の起源は異なります。 いくつかの電気事業者は、彼らが所有する発電所だけを使用して販売するすべての電気を生成します。 他の電力会社は、他の電力会社、電力販売業者、および独立した電力生産者から直接、または地域の送電信頼性組織が主催する卸売市場から電力を購入

電力業界の小売構造は、地域によって異なります。 電力を販売する会社は、非営利の地方自治体の電気事業、そのメンバーが所有する電気協同組合、株主が所有する民間の営利の電気事業（しばしば投資家所有の電気事業と呼ばれる）、またはいくつかの州では、電力マーケティング担当者を通じて電気を購入することができます。 連邦政府が所有するいくつかの電力当局（Bonneville Power AdministrationやTennessee Valley Authorityなど）も発電、購入、販売、分配を行っている。 地元の電気事業者は、電力源に関係なく、消費者とグリッドを結ぶ配電システムを運営しています。

電気を供給するプロセス

発電所は、送配電線を介して顧客に供給される電気を生成します。 高い金属タワーの間で掛かるそれらのような高圧送電線は、顧客の必要性を満たすために長い間隔上の電気を運びます。 より高い電圧電気は長距離の電気伝達のためにより有効、より少なく高いです。 低電圧の電気は、家庭や企業での使用のために安全です。 変電所の変圧器は、長距離送電線の発電所から家庭や企業に電気を運ぶ配電線までの旅のさまざまな段階に合わせて電圧を増加（ステップアップ）ま

電力網の進化

20世紀の初めには、4,000以上の個々の電力会社が互いに孤立して運営されていました。 特に第二次世界大戦後、電力需要が増加するにつれて、電力会社は送電システムを接続し始めました。 これらの接続により、電力会社は、可能な限り低いコストで電力需要を満たすために、大規模でしばしば共同所有の発電ユニットを建設することの経済的利益を共有することができました。 相互接続はまたピーク需要の時の間に信頼できるサービスを保障するために各実用性が保持しなければならなかった余分発電容量の量を減らした。 時間の経過とともに、三つの大規模な、相互接続されたシステムは、米国で進化しました。

米国 電気システムは現在、相互接続されています

電力網の安定性は、常に順番にグリッドの異なるコンポーネントを動作させる多数のエンティティの調整を必要とする電力需要を満たすために電力供給を必要とします。 地元の電力網は、信頼性と商業目的のために、より大きなネットワークを形成するために相互接続されています。 最高レベルでは、下位48州の米国の電力システムは、3つの主要な相互接続で構成されており、それらの間の電気の移動が制限されているため、主に互いに独立して動作します。

• 東部のインターコネクションは、ロッキー山脈の東の地域とテキサス州パンハンドルの一部を包含しています。
• 西部の相互接続は、ロッキー山脈から西への領域を包含します。
• テキサス州電気信頼性評議会（ERCOT）は、テキサス州のほとんどをカバーしています。

米国の東部と西部の相互接続は、カナダの電力網ともリンクされています。 相互接続のネットワーク構造は、電力が流れるための複数のルートを提供し、発電機が多くの負荷センターに電力を供給することを可能にすることによ この冗長性は、送電線または発電所の故障が小売顧客へのサービスの中断を引き起こすのを防ぐのに役立ちます。

バランシング権限は、グリッド操作を管理します

三つの相互接続は、グリッドの大規模な物理的構造を記述します。 電気システムの地域運営は、電力供給が電力需要と常に一致することを保証するバランシング当局と呼ばれる機関によって管理されています。 バランス当局のほとんどは、電力システムの特定の部分のバランスをとる責任を取っている電気事業者です。 米国のすべての地域の送信組織は、バランス当局としても機能します。 ERCOTは、バランシング権限、相互接続、および地域の送信組織がすべて同じエンティティと物理システムであるという点でユニークです。

バランス権限は、電力システムの安全で信頼性の高い動作を維持するために、電力需要と供給が細かくバランスされていることを保証します。 需要と供給のバランスが崩れた場合、地域的または広範な停電が発生する可能性があります。 バランシング当局は、他のバランシング当局との電気の転送を管理することを含む、期待される需要に対応するために十分な電力供給が利用可能であることを保証することにより、電気システムの適切な運転条件を維持する。

電気信頼性組織は、グリッド操作のための基準を設定します

電気事業者は、彼らのシステムの安全性を維持し、顧客の将来の電力ニーズのた 当初、電力業界は、リンクされた相互接続操作の調整を確保するための自主的な基準を開発しました。 今日では、電力システムの計画と運用、および重要な電気インフラストラクチャのセキュリティ上の懸念に対処するための必須の信頼性基準が North American Electric Reliability Corporationは、連邦エネルギー規制委員会（FERC）によって承認された必須のグリッド信頼性基準を開発し、実施しています。 カナダでは、カナダの規制当局がこの役割を果たしています。/p>

スマートグリッドは、ユーティリティや顧客がから情報を受信し、グリッドと通信することができ、伝統的な電気システムにデジタル技術と高度な計 よりスマートな格子は実用性が電気損失を減らし、問題をよりすぐに検出し、修理するのを助けることによって電気システムをより信頼でき、有効に スマートグリッドは、特に需要が大幅に高いレベルに達したときや、システムの信頼性をサポートするためにエネルギー需要の削減が必要なときに、消費者

家庭、オフィス、工場のスマートデバイスは、家電製品が比較的高価な電気を使用している時間を消費者とそのエネルギー管理システムに通知するこ これらの警告は、消費者またはそのインテリジェントシステムが、需要削減インセンティブまたは使用時間の電気料金によってサポートされていると、 送電線および配電線および変電所のスマートデバイスにより、電力会社は電圧レベルをより効率的に管理し、システム上の停電やその他の問題がどこ スマートグリッドは、システムの状態を調整できる機器に指示をデジタル送信することにより、配電システムの問題をリモートで修正することが

電力網が直面している課題

米国における電力インフラの建設は1900年代初頭に始まり、投資は新しい送電技術、中央駅発電所、特に第二次世界大戦後の電力需要の増加によって推進された。 現在、古い既存の送電線および配電線の一部は耐用年数の終わりに達しており、交換またはアップグレードする必要があります。 また、電気システム全体の信頼性を維持し、電力需要が集中している場所から遠く離れた風力や太陽光などの新しい再生可能エネルギー資源へのリンクを提供するためにも、新しい電力線が必要です。

グリッドのインフラを改善するためのいくつかの課題が存在します:

• 新しい送電線の立地（新しいルートの承認を取得し、必要な土地への権利を得る）
• ラインが他の州の消費者に利益を提供するときに、ある州に建設された新しい送電線の建設費を回収するための公平なアプローチを決定する
• 民間部門が送電線を建設するための資金を調達する能力に影響を与える新しい送電線の支払いを担当する人に関する連邦規制の不確実性に対処する
• 長距離送電線のネットワークを再生可能エネルギーに拡大する 電力需要が集中している場所から遠く離れていることが多い高品質の風力と太陽資源があるエネルギー発電サイト
• 物理的およびサイバー攻撃からグリッドを保護する

最後のレビュー：2020年10月22日