energia elektryczna jest dostarczana do odbiorców za pośrednictwem złożonej sieci

energia elektryczna jest wytwarzana w elektrowniach i przechodzi przez złożony system, czasami nazywany siecią, podstacji elektrycznych, transformatorów i linii energetycznych, które łączą producentów energii elektrycznej i konsumentów. Większość lokalnych sieci jest połączonych ze sobą w celu zapewnienia niezawodności i celów komercyjnych, tworząc większe, bardziej niezawodne sieci, które usprawniają koordynację i planowanie dostaw energii elektrycznej.

w Stanach Zjednoczonych cała sieć elektroenergetyczna składa się z setek tysięcy kilometrów linii wysokiego napięcia i milionów kilometrów linii niskiego napięcia z transformatorami dystrybucyjnymi, które łączą tysiące elektrowni z setkami milionów odbiorców energii elektrycznej w całym kraju.

energia elektryczna pochodzi z różnych źródeł i rodzajów dostawców

pochodzenie energii elektrycznej, którą nabywają konsumenci, jest różne. Niektóre media elektryczne wytwarzają całą energię elektryczną, którą sprzedają, używając tylko własnych elektrowni. Inne media kupują energię elektryczną bezpośrednio od innych mediów, sprzedawców energii i niezależnych producentów energii lub z rynku hurtowego zorganizowanego przez regionalną organizację ds. niezawodności przesyłu.

struktura detaliczna branży elektroenergetycznej różni się w zależności od regionu. Firma sprzedająca ci energię może być komunalnym przedsiębiorstwem elektrycznym non-profit; spółdzielnią elektryczną należącą do jej członków; prywatnym przedsiębiorstwem elektrycznym działającym na rzecz zysku należącym do akcjonariuszy (często nazywanym przedsiębiorstwem należącym do inwestora); lub w niektórych stanach możesz kupować energię elektryczną za pośrednictwem sprzedawcy energii. Kilka federalnych władz energetycznych-w tym Bonneville Power Administration i Tennessee Valley Authority, między innymi-również generuje, kupuje, sprzedaje i dystrybuuje władzę. Lokalne sieci elektroenergetyczne obsługują system dystrybucji, który łączy odbiorców z siecią niezależnie od źródła energii elektrycznej.

proces dostarczania energii elektrycznej

elektrownie wytwarzają energię elektryczną, która jest dostarczana do odbiorców za pośrednictwem linii przesyłowych i dystrybucyjnych. Linie przesyłowe wysokiego napięcia, takie jak te, które wiszą między wysokimi metalowymi wieżami, przenoszą energię elektryczną na duże odległości, aby zaspokoić potrzeby klientów. Energia elektryczna o wyższym napięciu jest bardziej wydajna i tańsza w przypadku przesyłu energii elektrycznej na duże odległości. Energia elektryczna o niższym napięciu jest bezpieczniejsza w domach i firmach. Transformatory w podstacjach zwiększają (zwiększają) lub zmniejszają (zmniejszają) napięcia, aby dostosować się do różnych etapów podróży od elektrowni na dalekobieżnych liniach przesyłowych do linii dystrybucyjnych, które przenoszą energię elektryczną do domów i firm.

Ewolucja sieci elektroenergetycznej

na początku XX wieku ponad 4000 pojedynczych instalacji elektrycznych działało w izolacji od siebie. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na energię elektryczną, zwłaszcza po ii Wojnie Światowej, media zaczęły podłączać swoje systemy przesyłowe. Połączenia te pozwoliły zakładom użyteczności publicznej na dzielenie się korzyściami ekonomicznymi wynikającymi z budowy dużych i często współwłasnych jednostek wytwórczych energii elektrycznej, aby zaspokoić ich łączne zapotrzebowanie na energię elektryczną po najniższych możliwych kosztach. Połączenie międzysystemowe zmniejszyło również ilość dodatkowej mocy wytwórczej, którą każde przedsiębiorstwo musi posiadać, aby zapewnić niezawodną obsługę w okresach szczytowego zapotrzebowania. Z czasem w Stanach Zjednoczonych rozwinęły się trzy duże, połączone ze sobą systemy.

systemy elektryczne są obecnie połączone

stabilność sieci elektrycznej wymaga dostaw energii elektrycznej, aby stale zaspokajać zapotrzebowanie na energię elektryczną, co z kolei wymaga koordynacji wielu podmiotów obsługujących różne elementy sieci. Lokalne sieci elektroenergetyczne są połączone w celu utworzenia większych sieci w celu zapewnienia niezawodności i celów komercyjnych. Na najwyższym poziomie amerykański system elektroenergetyczny w niższych 48 stanach składa się z trzech głównych połączeń międzysystemowych, które działają w dużej mierze niezależnie od siebie, z ograniczonymi transferami energii elektrycznej między nimi.

• połączenie Wschodnie obejmuje obszar na wschód od Gór Skalistych i część panhandle Teksasu.
• połączenie Zachodnie obejmuje obszar od Gór Skalistych na zachód.
• Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) obejmuje większość Teksasu.

Wschodnie i Zachodnie połączenia międzysystemowe w Stanach Zjednoczonych są również połączone z kanadyjską siecią energetyczną. Struktura sieci połączeń pomaga utrzymać niezawodność sieci, zapewniając wiele tras przepływu energii i umożliwiając generatorom dostarczanie energii elektrycznej do wielu centrów obciążenia. Ta redundancja pomaga zapobiegać awariom linii przesyłowych lub elektrowni powodującym przerwy w świadczeniu usług dla klientów detalicznych.

organy bilansujące zarządzają operacjami sieci

trzy połączenia wzajemne opisują fizyczną strukturę sieci na dużą skalę. Regionalną eksploatacją systemu elektroenergetycznego zarządzają podmioty zwane organami bilansującymi, które zapewniają stałe dopasowanie dostaw energii elektrycznej do zapotrzebowania na energię. Większość organów bilansujących to przedsiębiorstwa energetyczne, które przejęły obowiązki bilansujące w odniesieniu do określonej części systemu elektroenergetycznego. Wszystkie regionalne organizacje przesyłowe w Stanach Zjednoczonych działają również jako organy bilansujące. ERCOT jest wyjątkowy, ponieważ organ bilansujący, połączenia międzysystemowe i Regionalna Organizacja przesyłowa są tym samym podmiotem i systemem fizycznym.

Organ bilansujący zapewnia, że zapotrzebowanie na energię elektryczną i podaż są dokładnie zrównoważone, aby utrzymać bezpieczną i niezawodną pracę systemu elektroenergetycznego. Jeśli popyt i podaż nie są zrównoważone, mogą wystąpić lokalne lub nawet powszechne przerwy w dostawie prądu. Organy bilansujące utrzymują odpowiednie warunki funkcjonowania systemu elektrycznego poprzez zapewnienie wystarczającej podaży energii elektrycznej, aby zaspokoić oczekiwany popyt, co obejmuje zarządzanie transferami energii elektrycznej z innymi organami bilansującymi.

niezawodność elektryczna organizacje wyznaczają standardy działania sieci

dostawcy energii elektrycznej są odpowiedzialni za utrzymanie bezpieczeństwa swoich systemów i planowanie przyszłych potrzeb energetycznych swoich klientów. Początkowo branża elektroenergetyczna opracowywała dobrowolne normy w celu zapewnienia koordynacji operacji związanych z połączeniami międzysystemowymi. Obecnie obowiązują obowiązkowe standardy niezawodności w zakresie planowania i eksploatacji systemów zasilania oraz rozwiązywania problemów związanych z bezpieczeństwem krytycznej infrastruktury elektrycznej. North American Electric Reliability Corporation opracowała i egzekwuje obowiązkowe standardy niezawodności sieci zatwierdzone przez Federalną Komisję Regulacji Energetyki (FERC). W Kanadzie rolę tę pełnią kanadyjscy regulatorzy.

inteligentny licznik energii elektrycznej

źródło: Fotografia stockowa (prawa autorskie)