広域同期グリッド
広域同期グリッド （北米では「 相互接続 」とも呼ばれます）は、同期されたユーティリティ周波数で動作し、通常のシステム状態で電気的に接続された地域規模以上の三相電力グリッドです。 同期ゾーンとも呼ばれ、最も強力なのは、667ギガワット（GW）の世代の大陸ヨーロッパ（ENTSO-E）の同期グリッドであり、最も広い地域は、旧ソビエト連邦の国々にサービスを提供するIPS / UPSシステムの地域です。 。十分な容量を持つ同期グリッドは、広範囲にわたる電力取引を促進します。 2008年のENTSO-Eでは、欧州エネルギー取引所（EEX）で1日あたり350,000メガワット時以上が販売されました。
北米のすべての相互接続は公称60 Hzで同期されますが、ヨーロッパの相互接続は50 Hzで実行されます。相互接続は、高電圧直流送電線（DCタイ）または可変周波数変圧器（VFT）を使用して相互に接続できます。これにより、制御されたエネルギーの流れが可能になり、各側の独立したAC周波数も機能的に分離されます。
同期ゾーンの利点には、生成のプールが含まれ、生成コストが低くなることが含まれます。負荷のプーリング、結果として大きな均等化効果。予備の一般的なプロビジョニングにより、一次および二次予備電力コストが安くなります。市場の開放。長期契約と短期電力交換の可能性をもたらします。障害が発生した場合の相互支援。
広域同期グリッドの欠点の1つは、一部の問題がグリッド全体に影響を与える可能性があることです。たとえば、2018年、コソボはセルビアとの列が原因で生成した電力よりも多くの電力を使用し、大陸ヨーロッパの同期グリッド全体が本来の状態に遅れをとっていました。周波数は49.996 Hzに低下しました。時間が経つにつれて、これにより、不一致が解決されるまで同期電気時計が6分間遅くなりました。
物性
広域同期ネットワークにより、信頼性が向上し、リソースのプールが可能になります。また、負荷を平準化し、必要な発電容量を減らし、より環境に優しい電力を使用できるようにします。より多様な発電スキームを可能にし、規模の経済を可能にします。
リンクする2つのネットワークが異なる周波数で実行されているか、標準が大幅に異なる場合、広域同期ネットワークを形成できません。たとえば、日本では、歴史的な理由により、国の北部は50 Hzで動作しますが、南部は60 Hzを使用します。そのため、単一の同期ネットワークを形成することはできません。これは、福島第一工場が溶けたときに問題でした。
また、ネットワークに互換性のある標準がある場合でも、障害モードに問題がある可能性があります。フェーズおよび現在の制限に達する可能性があり、広範囲の停止を引き起こす可能性があります。この問題は、ネットワーク内にHVDCリンクを追加して、非名義のイベント中により強力に制御できるようにすることで解決される場合があります。
カリフォルニア州の電力危機で発見されたように、一部の市場トレーダーの間では、相互接続ネットワークの意図的な混雑と発電能力の不十分な管理を作成して価格を引き上げようとする強いインセンティブがあります。隣接する同期ネットワークと統合することで伝送容量を増やし、市場を拡大すると、このような操作がより困難になります。
周波数
同期グリッド全体が同じ周波数で実行されます。異なる周波数で動作する隣接グリッドへの相互接続が必要な場合、周波数変換器が必要です。高電圧の直流リンクは、異なる周波数で動作するか、同期を維持していない2つのグリッドを接続できます。
同期グリッドでは、すべてのジェネレーターが同じ周波数で動作する必要があり、相互およびグリッドと非常に近い位相を維持する必要があります。回転発電機の場合、ローカルガバナーが駆動トルクを調整し、負荷が変化しても一定の速度を維持します。ドループ速度制御により、複数の並列発電機が定格に比例して負荷の変化を共有することが保証されます。エネルギーは生産時に消費されるため、発電と消費はグリッド全体でバランスをとる必要があります。エネルギーは、発電機の回転運動エネルギーにより、短期的に保存されます。
公称システム周波数からのわずかな偏差は、個々の発電機を調整し、グリッド全体の平衡を評価する上で非常に重要です。グリッドに大きな負荷がかかると、周波数が低下し、ガバナーが発電機を調整して、より多くの電力が出力されるようにします（ドループ速度制御）。グリッドの負荷が軽くなると、グリッド周波数は公称周波数を上回ります。これは、ネットワーク全体の自動生成制御システムによって、発電機が出力を削減する必要があることを示しています。
さらに、多くの場合、中央制御があり、1分以上のタイムスケールでAGCシステムのパラメーターを変更して、地域のネットワークフローとグリッドの動作周波数をさらに調整できます。計時のために、50Hzで432万サイクル、60で518万サイクルを確保することにより、偏差を相殺し、回線で動作するクロックが大幅な時間を増減しないように、1日の間に動作周波数が変更されます毎日Hzシステム。
高電圧直流線または可変周波数変圧器を使用して、必ずしも互いに同期されていない2つの交流相互接続ネットワークを接続できます。これにより、さらに広いエリアを同期する必要なく、相互接続の利点が得られます。たとえば、ヨーロッパの広域同期グリッドマップ（左上）とHVDCラインのマップ（右下）を比較します。
展開されたネットワーク
| 名前 | カバー | 発電能力 | 年間世代 | 年/参照 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 大陸ヨーロッパ | 欧州24か国にサービスを提供する同期ゾーン、450百万にサービスを提供 | 859 GW | 2569 TWh | 2017年 | |
| 東の相互接続 | 米国東部（テキサス州のほとんどを除く）およびカナダ東部（ケベックを除く） | 610 GW | |||
| IPS / UPS | 旧ソビエト連邦の12か国が2億8,000万人を支援 | 337 GW | 1285 TWh | 2005年 | |
| インド国立グリッド | 10億人以上にサービスを提供するインド | 329 GW | 1236 TWh | 2017年 | |
| 西部の相互接続 | メキシコ西部、カナダ西部、メキシコ北部バハカリフォルニア | 265 GW | 883 TWh | 2015 | |
| 北ヨーロッパの同期グリッド | 2,500万人にサービスを提供する北欧の同期ゾーン（フィンランド、スウェーデン、ノルウェー、デンマーク東部）。 | 93 GW | 390 TWh | ||
| National Grid（イギリス） | 英国の同期ゾーンで、6500万人にサービスを提供しています。 National Grid plcが実行 | 85 GW（2009） | 336 TWh | 2017年 | |
| テキサス相互接続 | テキサスの電気信頼性評議会は、2400万人の顧客にサービスを提供（ERCOT） | 78 GW | 352 TWh（2016） | 2018年 | |
| 全国電力市場 | 西オーストラリアおよびノーザンテリトリーを除くオーストラリアの州および準州。 | 50 GW | 196 TWh | 2018年 | |
| ケベック相互接続 | ケベック | 42 GW | 184 TWh | ||
| セム | 南東地中海ブロックは、リビア、エジプト、シリア、ヨルダン、レバノンにサービスを提供しています。 | ||||
| SIEPAC | 中央アメリカの電気相互接続システムは、コスタリカ、エルサルバドル、グアテマラ、ホンジュラス、ニカラグア、パナマにサービスを提供しています。 | ||||
| SWMB | 南西地中海ブロックは、モロッコ、アルジェリア、チュニジアにサービスを提供しています。 | ||||
| 南部アフリカの電力プール | SAPPは、南アフリカの12か国にサービスを提供しています。 | ||||
| アイルランド国立グリッド | アイルランド。 EirGridで実行 | ||||
| 状態グリッド | 中国国家グリッド公社が運営する中国北部の州グリッド | ||||
| 中国南部電力網 | 中国南部グリッド。 China Southern Power Gridが運営 |
いくつかのより大きな相互接続の部分的な表。
計画中
- 中国の電力供給業者は、2020年までに、現在の北、中央、東のグリッドをリンクする超高圧AC同期グリッドを完成させる予定です。完了すると、その発電能力はUCTE相互接続の発電能力よりも小さくなります。
- 13のタイムゾーンで36か国を統合するUCTEとIPS / UPSグリッドの連合。
- 米国の相互接続をスマートグリッド機能を備えた単一のグリッドに統合する統合スマートグリッド。
- SuperSmart Gridは、UCTE、IPSUPS、北アフリカ、トルコのネットワークをリンクする同様のメガグリッドの提案です。
計画された非同期接続
Tres Amigas SuperStationは、30GW HVDC接続を使用して、東部相互接続と西部相互接続間のエネルギー転送と取引を可能にすることを目的としています。
