electricitatea este livrată consumatorilor printr-o rețea complexă

electricitatea este generată la centralele electrice și se deplasează printr-un sistem complex, numit uneori rețea, de stații electrice, transformatoare și linii electrice care conectează producătorii și consumatorii de energie electrică. Majoritatea rețelelor locale sunt interconectate pentru fiabilitate și scopuri comerciale, formând rețele mai mari, mai fiabile, care sporesc coordonarea și planificarea aprovizionării cu energie electrică.în Statele Unite, întreaga rețea electrică este formată din sute de mii de mile de linii electrice de înaltă tensiune și milioane de mile de linii electrice de joasă tensiune cu transformatoare de distribuție care conectează mii de centrale electrice la sute de milioane de clienți de energie electrică din întreaga țară.

electricitatea provine din diverse surse și tipuri de furnizori

originea energiei electrice pe care consumatorii o achiziționează variază. Unele utilități electrice generează toată energia electrică pe care o vând folosind doar centralele electrice pe care le dețin. Alte utilități achiziționează energie electrică direct de la alte utilități, comercianți de energie electrică și producători independenți de energie sau de pe o piață angro organizată de o organizație regională de fiabilitate a transmisiei.

structura de retail a industriei de energie electrică variază de la o regiune la alta. Compania care vă vinde energie electrică poate fi o utilitate electrică municipală non-profit; o cooperativă electrică deținută de membrii săi; o utilitate electrică privată, cu scop lucrativ, deținută de acționari (adesea numită utilitate deținută de investitori); sau în unele state, puteți achiziționa energie electrică printr-un comerciant de energie electrică. Câteva autorități de putere deținute federal—inclusiv Bonneville Power Administration și Tennessee Valley Authority, printre altele-generează, cumpără, vând și distribuie energie. Utilitățile electrice locale operează sistemul de distribuție care conectează consumatorii cu rețeaua, indiferent de sursa de energie electrică.

procesul de livrare a energiei electrice

centralele electrice generează energie electrică care este livrată clienților prin intermediul liniilor electrice de transport și distribuție. Liniile de transmisie de înaltă tensiune, cum ar fi cele care atârnă între turnuri metalice înalte, transportă electricitate pe distanțe lungi pentru a satisface nevoile clienților. Electricitatea de tensiune mai mare este mai eficientă și mai puțin costisitoare pentru transmisia de energie electrică pe distanțe lungi. Energia electrică de joasă tensiune este mai sigură pentru utilizare în case și întreprinderi. Transformatoarele la substații cresc (cresc) sau reduc (reduc) tensiunile pentru a se adapta la diferitele etape ale călătoriei de la centrala electrică pe linii de transport pe distanțe lungi la linii de distribuție care transportă electricitate către case și întreprinderi.

evoluția rețelei electrice

la începutul secolului 20, mai mult de 4.000 de utilități electrice individuale funcționau izolat unele de altele. Pe măsură ce cererea de energie electrică a crescut, mai ales după cel de-al Doilea Război Mondial, utilitățile au început să-și conecteze sistemele de transmisie. Aceste conexiuni au permis utilităților să împărtășească beneficiile economice ale construirii unor unități generatoare electrice mari și adesea deținute în comun pentru a-și satisface cererea combinată de energie electrică la cel mai mic cost posibil. Interconectarea a redus, de asemenea, cantitatea de capacitate suplimentară de generare pe care fiecare utilitate a trebuit să o dețină pentru a asigura un serviciu fiabil în perioadele de vârf ale cererii. De-a lungul timpului, trei sisteme mari, interconectate au evoluat în Statele Unite.

S. U. A. sistemele electrice sunt acum interconectate

stabilitatea rețelei electrice necesită furnizarea de energie electrică pentru a satisface în mod constant cererea de energie electrică, ceea ce, la rândul său, necesită coordonarea a numeroase entități care operează diferite componente ale rețelei. Rețelele electrice locale sunt interconectate pentru a forma rețele mai mari în scopuri de fiabilitate și comerciale. La cel mai înalt nivel, sistemul energetic american din cele 48 de state inferioare este alcătuit din trei interconexiuni principale, care funcționează în mare parte independent unele de altele, cu transferuri limitate de energie electrică între ele.

• interconectarea estică cuprinde zona de la est de Munții Stâncoși și o porțiune din Texas panhandle.interconectarea vestică cuprinde zona de la Munții Stâncoși la vest.
• Consiliul de fiabilitate Electrică din Texas (ERCOT) acoperă cea mai mare parte a Texasului.

interconexiunile estice și occidentale din Statele Unite sunt, de asemenea, legate de rețeaua electrică Canadiană. Structura de rețea a interconexiunilor ajută la menținerea fiabilității rețelei prin furnizarea de rute multiple pentru fluxul de energie și permițând generatoarelor să furnizeze energie electrică multor centre de încărcare. Această redundanță ajută la prevenirea defecțiunilor liniei de transmisie sau a centralei electrice de a provoca întreruperi în serviciu clienților cu amănuntul.

autoritățile de echilibrare gestionează operațiunile rețelei

cele trei interconexiuni descriu structura fizică pe scară largă a rețelei. Funcționarea regională a sistemului electric este gestionată de entități numite autorități de echilibrare, care se asigură că furnizarea de energie electrică corespunde în mod constant cererii de energie electrică. Majoritatea autorităților de echilibrare sunt utilități electrice care și-au asumat responsabilitățile de echilibrare pentru o anumită parte a sistemului energetic. Toate organizațiile regionale de transmisie din Statele Unite funcționează, de asemenea, ca autorități de echilibrare. ERCOT este unic prin faptul că autoritatea de echilibrare, interconectarea și organizația regională de transmisie sunt toate aceeași entitate și sistem fizic.

o autoritate de echilibrare asigură că cererea și oferta de energie electrică sunt bine echilibrate pentru a menține funcționarea sigură și fiabilă a sistemului energetic. Dacă cererea și oferta nu se echilibrează, pot rezulta întreruperi locale sau chiar răspândite. Autoritățile de echilibrare mențin condiții de funcționare adecvate pentru sistemul electric, asigurându-se că este disponibilă o cantitate suficientă de energie electrică pentru a satisface cererea preconizată, ceea ce include gestionarea transferurilor de energie electrică cu alte autorități de echilibrare.

organizațiile de fiabilitate electrică stabilesc standarde pentru operațiunile de rețea

utilitățile electrice sunt responsabile pentru menținerea siguranței sistemelor lor și planificarea pentru nevoile viitoare de energie ale clienților lor. Inițial, industria energiei electrice a dezvoltat standarde voluntare pentru a asigura coordonarea operațiunilor de interconectare legate. Astăzi, există standarde obligatorii de fiabilitate pentru planificarea și operarea sistemelor de alimentare și pentru abordarea problemelor de securitate la infrastructura electrică critică. Corporația de fiabilitate Electrică din America de nord a dezvoltat și impune standarde obligatorii de fiabilitate a rețelei aprobate de Comisia Federală de reglementare a energiei (FERC). În Canada, autoritățile de reglementare canadiene îndeplinesc acest rol.

un contor inteligent de energie electrică

Sursa: fotografie de stoc (drepturi de autor)

provocările cu care se confruntă rețeaua electrică

construcția infrastructurii electrice în Statele Unite a început la începutul anilor 1900, iar investițiile au fost conduse de noile tehnologii de transmisie, centrale generatoare de stații centrale și cererea tot mai mare de energie electrică, mai ales după al doilea război mondial. Acum, unele dintre liniile de transport și distribuție mai vechi, existente, au ajuns la sfârșitul vieții lor utile și trebuie înlocuite sau modernizate. De asemenea, sunt necesare noi linii electrice pentru a menține fiabilitatea generală a sistemului electric și pentru a oferi legături cu noi resurse de generare a energiei regenerabile, cum ar fi energia eoliană și solară, care sunt adesea situate departe de locul în care este concentrată cererea de energie electrică.

există mai multe provocări pentru îmbunătățirea infrastructurii rețelei:

• amplasarea de noi linii de transport (obținerea aprobării de noi rute și obținerea drepturilor asupra terenului necesar)
• determinarea unei abordări echitabile pentru recuperarea costurilor de construcție ale unei noi linii de transport construite într-un stat atunci când linia oferă beneficii consumatorilor din alte state
• abordarea incertitudinii din reglementările federale cu privire la cine este responsabil pentru plata noilor linii de transport, ceea ce afectează capacitatea sectorului privat de a strânge bani pentru a construi linii de transport
• extinderea rețelei de linii de transport pe distanțe lungi site-uri de generare a energiei în care se află resurse eoliene și solare de înaltă calitate, care sunt adesea departe de locul în care cererea de energie electrică este concentrată
• protejând rețeaua de atacurile fizice și cibernetice

ultima revizuire: 22 octombrie 2020