피크 발전소

Peaking power plant
뉴저지의 해켄삭 강에 있는 이전 석탄 화력 베이스 로드 발전소, 현재는 가스 화력 피크 장치인 키니 발전소

피크 발전소로도 알려져 있고 때로는 "피크"로도 알려져 있는 피킹 발전소는 일반적으로 [1][2][3]전력에 대한 수요가 높을 때만 가동되는 발전소이다.전력공급은 간혹만 하기 때문에 전력공급은 기본부하전력보다 킬로와트시당 가격이 훨씬 높아집니다.피크 부하 발전소는 최소 수요를 충족시키기 위해 신뢰할 수 있고 일관된 양의 전력을 공급하는 베이스 부하 [citation needed]발전소와 함께 파견된다.

역사적으로 피크 발전소는 석탄 베이스라아드 발전소와 함께 자주 사용되었지만, 현재는 피크 발전소가 덜 일반적으로 사용되고 있다.복합 사이클 가스터빈 플랜트는 두 개 이상의 사이클이 있으며, 첫 번째 사이클은 피크 플랜트와 매우 유사하며, 두 번째 사이클은 첫 번째 사이클의 폐열로 작동합니다.이러한 유형의 플랜트는 효율이 떨어지더라도 신속하게 가동하여 몇 시간 동안 보다 효율적인 베이스로드 생성 모드로 전환할 수 있습니다.복합 사이클 플랜트는 피크 플랜트와 와트당 자본 비용이 비슷하지만 훨씬 더 오랜 기간 가동되며 전반적으로 연료 사용량이 적기 때문에 더 저렴한 전기를 제공합니다.

2020년 현재 오픈 사이클 가스 터빈의 전력 비용은 약 $[4]151-198/MWh입니다.

피크 시간

피크타임은 보통 지역에 따라 오전 또는 오후 늦게/저녁에 발생합니다.온대 기후에서는 퇴근 후 저녁에 가전제품을 많이 사용할 때 피크 시간이 종종 발생한다.더운 기후에서는 에어컨 부하가 높은 늦은 오후가 피크이며, 이 기간 동안 많은 작업장이 여전히 개방되어 전력을 소비합니다.추운 기후에서는 난방과 산업이 [5]모두 시작되는 아침이 피크입니다.

피크기 발전소는 지역 전력망의 상태에 따라 하루에 많은 시간을 가동할 수도 있고 연간 몇 시간만 가동할 수도 있다.효율적인 발전소를 건설하는 비용 때문에 피크 상태의 발전소가 단시간 또는 매우 가변적인 시간 동안만 가동될 경우, 베이스 로드 발전소만큼 효율적인 발전소를 만드는 것은 경제적으로 타당하지 않습니다.또한 변동 조건이 기기에 심각한 부담을 주기 때문에 베이스 로드 플랜트에 사용되는 장비와 연료는 피크 플랜트에서 사용하기에 적합하지 않은 경우가 많습니다.이러한 이유로 원자력, 에너지 폐기물, 석탄 및 바이오매스는 피크 발전소로 가동되는 경우는 거의 없다.

2005년 독일의 하루 동안 태양광과 풍력 발전 없이 전력 생산

재생 에너지

국가들이 화석 연료 화력 기본 부하 발전소에서 벗어나 풍력 및 태양열과 같은 재생 가능하지만 간헐적인 에너지원으로 이동함에 따라 발전소에 따라 더 많은 피크를 건설하거나 부하를 가하는 재생 가능한 대안으로 그리드 에너지 저장 시스템의 필요성이 증가하고 있다.또 다른 옵션은 WECC Intertie Paths와 같은 그리드 인터티 사용을 통한 발전 용량의 광범위한 분배이다.

종류들

피크 플랜트는 일반적으로 천연가스를 태우는 가스 터빈 또는 가스 엔진입니다.디젤유나 제트연료 등 바이오가스나 석유유래 액체를 태우는 경우도 있지만 일반적으로 천연가스보다 비싸기 때문에 천연가스가 공급되지 않는 지역으로 한정된다.그러나, 많은 피크기 발전소들은 석유를 예비 연료로 사용할 수 있다. 왜냐하면 석유를 탱크에 저장하는 것이 쉽기 때문이다.단순 사이클 가스터빈 발전소의 열역학 효율은 20~42%이며, 신규 발전소의 경우 30~42%가 평균입니다.

효율을 높이기 위해 열 회수 증기 발생기(HRSG)가 배기구에 추가됩니다.이것은 복합 사이클 플랜트로 알려져 있습니다.열병합 발전은 프로세스, 지역 난방 또는 기타 난방 용도로 폐배기를 사용합니다.이 두 가지 옵션 모두 평소보다 더 오랜 시간 동안 가동되도록 의도된 발전소에서만 사용된다.왕복 엔진이 있는 천연 가스 및 디젤 발전기는 소규모 발전소를 이용한 그리드 지원에 사용되기도 한다.

가스터빈의 효율과 출력을 높이기 위한 또 다른 옵션은 흡기 온도를 냉각시켜 질량 유량을 증가시키는 터빈 흡기 냉각 시스템을 설치하는 것입니다.이 옵션을 열 에너지 저장 탱크와 함께 사용하면 온피크 시간대에 터빈 출력을 최대 30%[6]까지 높일 수 있습니다.

BPA 대규모 수력/기부하 열발전 및 간헐적 풍력발전을 수반하는 일일 피크 부하.히드로가 피크를 관리하고 있고 [7]열 반응도 있습니다.

수력 발전 댐은 의도적으로 가변적이다. 비수기 동안 적은 양의 발전량을 발생시키고 피크 수요에 신속하게 대응할 수 있다. 따라서 수력 발전소는 부하 추종 플랜트 또는 피크 플랜트, 충분한 물을 가진 베이스 부하 플랜트로서 기능할 수 있다.천연 가스 터빈 또는 양수 저장고는 발전 및 [8]소비의 일별 및 주별 변화에 대응할 수 있는 수력 전기가 충분하지 않은 경우에 종종 사용됩니다.댐이 급수로 지탱할 수 있는 용량보다 더 많은 용량으로 건설되는 것은 드문 일이 아니다. 따라서 더 높은 피크 출력이 가능하다.기존 댐의 설비 업그레이드는 피크 [9]발생을 증가시키는 가장 저렴한 방법 중 하나입니다.발전량을 변화시키는 능력은 종종 하류에서 최소 또는 최대 흐름이 [10]충족되어야 하는 요건에 의해 제한된다.

펌핑 스토리지 수력 전기는 사용 가능한 그리드 에너지 스토리지 중 가장 큰 용량으로, 오프 피크 및 피크 전력 수요를 평균화하는 데 사용됩니다.그 장소는 저수지에 저장된 물의 중력 전위를 이용하여 에너지를 저장한다.베이스 로드 또는 간헐적인 전원으로부터의 저비용 오프 피크 전력은, 저고도의 물을 펌핑 해 고고도의 저장고에 보관하기 위해서 사용된다.전기 수요가 많은 기간 동안 저장된 물은 터빈을 통해 방출되어 전력을 생산합니다.기동 시간은 불과 몇 분이며, 몇 십 초 만에 기동할 수 있는 것도 있습니다.

배터리는 원활한 흐름(비용이 많이 드는 전력선 업그레이드 방지)과 피크 전력[11][12] 및 기타 그리드[13] 서비스(예: 작동 예비)를 제공하는 데 유리한 경우에 사용됩니다. 때로는 터빈 또는 디젤 엔진과 하이브리드[14] 구성으로 사용되기도 합니다.배터리 전력은 모든 발전소 중 가장 빠른 응답 속도이며, 밀리초 단위로 그리드 상태에 응답할 수 있기 때문에 응답 속도가 느린 기기가 정전에 대응할 수 있습니다.

펌핑 스토리지와 배터리는 고유의 에너지원이 없기 때문에 순소비자이며, 전기와 저장소의 전환 및 역방향 전환으로 인해 일부 손실이 발생합니다.

태양 열 peaker 식물인 2017년에는 행크 가격 SolarDynamics의 종이"Dispatchable 태양열 발전소"[16]은 열 에너지 저장은 태양열 에너지 발전 시설에 고유한 활용을 제안했다, a처럼 만들어 내는 태양 이heat-based 형태 가능하게 할 미국 에너지 기술 2의 Market[15]상 밑에 제안하였다.가스 콩ker: 주야간 전력 공급, 그 대가로 전력회사에 의해 제어되고 필요할 때 사용할 수 있는 용량 지불로 지불됩니다(기존 피크 플랜트 등).태양광 화력발전소는 기존 발전소처럼 증기사이클 발전소에서 전기를 만들지만 증기의 열은 용융염 등의 물질을 가열해 발전용 증기를 만들 때까지 열을 저장함으로써 공급된다.

베이스 로드 발전소

경제적인 전력 공급 시스템은 또한 베이스 부하 발전소를 포함할 것이다.이러한 발전 장치는 낮은 증분 연료 비용을 강조하지만 효율성을 개선하기 위해 더 높은 자본 투자를 사용할 수 있습니다.예를 들어, 피크 발전소는 가스터빈만을 사용할 수 있으며, 베이스 부하 발전소는 생산되는 전기 단위당 전체 발전소 연료 소비를 개선하기 위해 증기 "바닥 사이클"을 추가할 수도 있다.원자력 및 석탄 연소 발전소는 일반적으로 유지관리 또는 예기치 않은 정지를 위해 계속 가동된다.높은 자본 비용에 비해 낮은 증분 연료 비용은 원자력 발전소를 기본 부하 공급에 사용하는 것이 가장 경제적이다.급수 제한이 거의 없는 수력발전소는 연료비가 0이므로 기본부하에 사용할 수 있다.증기 사이클 발전소는 콜드 스탠바이에서 풀 정격으로 이행하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있기 때문에 일반적으로 피크 부하 [17]서비스를 제공하기 위해 사용되지 않습니다.

수력 발전소와 같은 발전소에 따른 중간 부하는 이러한 극한 사이에서 작동하여 수요가 적은 야간과 주말에 출력을 감소시킨다.전력 수요를 충족시키기 위해 기본 부하와 중간 발전소가 우선적으로 사용된다. 피크 상태의 발전소의 효율성이 낮으면 가동 [2]비용이 더 많이 들기 때문이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Gilbert M의 재생 가능하고 효율적인 전력 시스템.마스터스
  2. ^ a b "Peaking Plants". Oglethorpe Power Corporation. Archived from the original on 2009-11-01. Retrieved 2016-08-22.
  3. ^ "Electricity Peaking Stations". Clarke Energy. Retrieved 2019-08-06.
  4. ^ "Levelized Cost of Energy and of Storage".
  5. ^ Dennis R. Landsberg, Ronald Stewart: 건물의 에너지 효율 향상(books.google.ca 페이지 284), 2019년 11월 16일 접속
  6. ^ Kamal NA, Zuhair AM (2006). Enhancing gas turbine output through inlet air cooling. Sudan Eng. Soc. J., 52(4-6): 7-14.
  7. ^ "BPA Balancing Authority Load and Total Wind Generation". transmission.bpa.gov. Retrieved 16 November 2019.
  8. ^ "California drought leads to less hydropower, increased natural gas generation - Today in Energy - U.S. Energy Information Administration (EIA)". www.eia.gov. Retrieved 16 November 2019.
  9. ^ 매립: 서부 수력 발전의 물 관리 www.usbr.gov, 2019년 11월 16일 접속
  10. ^ "NC DEQ: Instream Flow Unit". deq.nc.gov. Retrieved 16 November 2019.
  11. ^ "Mitsubishi Electric Delivers High-capacity Energy-storage System to Kyushu Electric Power's Buzen Substation". EQ Int'l Magazine. 4 March 2016. Retrieved 24 January 2017. The facility offers energy-storage capabilities similar to those of pumped hydro facilities while helping to improve the balance of supply and demand
  12. ^ Lambert, Fred (23 January 2017). "Tesla quietly brings online its massive – biggest in the world – 80 MWh Powerpack station with Southern California Edison". Electrek. Retrieved 24 January 2017. capacity of 20 MW/80 MWh . the system will charge using electricity from the grid during off-peak hours, when demand is low, and then deliver electricity during peak hours
  13. ^ Shallenberger, Krysti (30 November 2015). "5 battery energy storage projects to watch in 2016". Utility Dive. Retrieved 24 January 2017. manage demand during peak periods, provide reliable back-up power, and reduce their peak demand charges during the day. The project also aims to sell frequency regulation . The utility is leveraging multiple value streams
  14. ^ "Inside GE and SoCal Edison's First-of-a-Kind Hybrid Peaker Plant With Batteries and Gas Turbines". 2017-04-18. Retrieved 19 April 2017. two hybrid electric gas turbine (EGT) units . Each peaker plant is in the 50-megawatt range, and is outfitted with a set of batteries capable of providing 10 megawatts and 4 megawatt-hours of power. the trick here is how you coordinate the control system, so from the grid operation standpoint, you see a black box that delivers power how they need it, when they need it
  15. ^ "Technology to Market Department of Energy". energy.gov. Retrieved 2018-01-09.
  16. ^ Hank Price, David Kearney, Frederick Redell, Robert Charles, Frederick Morse. Dispatchable Solar Power Plant (PDF). SolarPACES (Report). Retrieved 8 January 2018.{{cite report}}: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크)
  17. ^ 도널드 G.Fink, H. Wayne Beaty, 전기 엔지니어를 위한 표준 핸드북, 11판, McGraw Hill, 1978, ISBN 0-07-020974-X, "용량 혼합 생성" 페이지 12-18