유럽의 대규모 정전 미국 그리드의 경고 표시

스페인과 포르투갈에서 월요일의 대규모 정전의 원인은 여전히 ​​조사 중입니다. 그러나 유럽과 미국이 전기 그리드에 더 많은 재생 에너지를 가져 오기 때문에 지금까지 지상의 사실은 불편한 진실을 지적합니다.

스페인의 풍력 및 태양 기반 그리드에서 순간적인 혼란이 항상 관리됩니다. 그들은 텍사스, 캘리포니아, 플로리다, 아이오와 주 및 그레이트 플레인 스 주에서 재생 에너지가 강력한 존재를하는 Great Plains 주에서 관리됩니다. 그럼에도 불구하고 전통적인 발전기에서 태양열, 바람 및 배터리로 전환하면 고전압 그리드가 갑작스런 혼란을 흡수하기가 더 어려워졌지만 불가능하지는 않았습니다.

이 문제는 석탄 연방 및 가스 연소 플랜트, 원자로 및 수력 발전 댐에서 전기를 생산하는 데 사용되는 회전 발전기에 저장된 에너지 인 관성과 관련이 있습니다. 이러한 발전기는 혼란이 시작될 때 계속 회전하는 경향이 있으며 시스템에 실패에 응답하는 데 필요한 임계 초를 제공합니다.

에너지 국의 NREL (National Renewable Energy Laboratory)의 보고서에 따르면 내장 관성이 부족한 태양 및 풍력 및 풍력 및 배터리 저장은 다른 방어가 없으면 정전의 위험을 증가시킵니다. 전통적인 발전기의 전력은 교대 전류의 상승 및 하락주기와 동기화됩니다. 인버터로 알려진 기술은 태양 광 및 풍력 발전 단지에서 생산 한 직류 전류를 고객에게 전기를 전달하는 교대 전류로 변환합니다.

Doe의 Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E)의 프로그램 책임자 인 Mario Garcia-Sanz는“그리드는 지구상에서 가장 큰 기계입니다. “우리는 동기 생성기의 수와 관련 관성을 줄이면서 정상적인 그리드 우발 사태는 주파수의 더 극적인 스윙으로 이어질 수 있으며, 이로 인해 큰 정전이 발생할 수 있습니다.”

스페인 전송 시스템 운영자 인 레드 엘 레크 트리 카 (Red Eléctrica)에 따르면, 스페인은 월요일 정전 히트작 인 스페인 (Spain)은 전기의 59 %, 풍력 터빈에서 거의 12 %, 원자로에서 11 %, 원자로에서 11 %, 가스 연소 터빈에서 11 %를 끌어 올렸다.

Red Eléctrica의 시스템 운영 서비스 책임자 인 Eduardo Prieto에 따르면 이베리아 반도를 덮는 그리드의 붕괴는 월요일 오후 12시 38 분 현지 시간에 일어났다. 포르투갈의 그리드 운영자 인 Ren은 고전압 라인에 걸쳐 예상치 못한 변동으로 인해 그리드의 일부가 동기화되지 않아“상호 연결된 유럽 네트워크의 연속 교란을 초래합니다”라고 말했다.

마드리드 지역에 모니터가 설치된 미국 기술 회사는 그리드가 붕괴되기 3 시간 전에“스트레스와 불안정성의 표시”가 시작된 전압 수준에서 비정상적으로 날카로운 스윙을 기록했다고 메릴랜드에 본사를 둔 Wheisker Labs의 최고 경영자 인 Bob Marshall은 말했다. “우리는 그리드 고장과 붕괴까지 다음 3 시간 동안 주파수와 진폭의 전압 진동이 증가하는 것을 보았습니다.”

스페인의 그리드를 가로 지르는 정확하게 동기화 된 전류가 위험하게 자이라이트를 시작하기 시작하면 심장 부정맥과 같았습니다. 변동이 평평 해지거나 기계 시스템이 발전기에 심각한 손상을 방지하기 위해 전력을 차단해야했습니다.

S & P Global의 수석 유럽 전력 분석가 인 Daniel Muir는“정전의 본질과 규모는 재생 에너지의 양이 원인이 될 가능성은 거의 없을 것입니다.

무엇을 할 수 있습니까?

엔지니어 및 그리드 전문가의 경우 첫 번째 본능은 대형 네트워크를 가로 질러 중단에 대한 단일 전원을 비난하지 않았습니다. 정전의 트리거는 복잡 할 수 있습니다. 크고 통합 된 다양한 에너지 자원 네트워크에서 불균형과 위험한 전기 변동은 일반적으로 복잡합니다.

물론 정치인들에게는 대답이 더 명확 할 수 없었습니다.

기후 정책에 대한 비평가들은 더 많은 탄소 바람과 태양 광 발전을 통합하는 것이 재생 에너지에 의존하는 것이 너무 위험하다는 증거로 인해 정전에 뛰어 들었다. 트럼프의 플레이 북에 이어 에너지 비서 인 크리스 라이트 (Chris Wright)는 바람과 태양 광 발전을 손가락으로 가리 켰습니다. Wright는“포르투갈과 스페인과 많은 사람들에게 무슨 일이 있었는지 보는 것은 매우 슬프다”고 말했다. “그러나 당신은 당신이 당신의 마차를 날씨에 닿을 때, 그것은 단지 위험한 노력 일뿐입니다.”

실제로 NREL의 보고서에 따르면 ARPA-E 과학자 및 기타 전문가들은 실제로 재생 에너지는 본질적으로 신뢰할 수 없다고한다. 태양열, 풍력 및 배터리 시스템에는 위험한 그리드 업셋에 필요한 빠른 응답을 제공하는 장치 및 소프트웨어를 설계하고 장착 할 수 있습니다.

문제는 그렇게하는 것입니다.

텍사스 에너지 분석가이자 에너지 규제 기관의 전 최고 직원 인 앨리슨 실버스타인 (Alison Silverstein)은“장비와 전략과 계획이 있지만 널리 배포되거나 잘 이해되지는 않는다.

그러나 전압, 주파수 및 반응성 전력에 대한 더 많은 지원에 대한 투자는 분산 된 미국 시스템의 회사와 규제 기관 없이는 노력을 기울이지 않습니다. 인버터는 필수 도구입니다.

“이 변화의 속도는 그리드 플래너, 운영자, 보호 엔지니어 및 전기 부문의 많은 측면에 계속 도전하고 있습니다. 올바르게 구현 된 인버터 기술은 중요한 이점을 제공 할 수 있습니다.

그리드 모니터는 이러한 기술 문제 중 일부를 해결하는 방법에 대한 지침을 발행했습니다. 그러나 2021 년 NERC 보고서에서, 그 조언은 너무 자주 귀머거리에 떨어지고 있다고 말했다. 주변 그리드의 불안정성으로 인해 총 용량이 1,112 메가 와트의 태양 광 발전소가 예기치 않게 폐쇄 된 태양 광 발전소를 초래 한 텍사스에서 사건이 발생한 후 NERC는 태양 광 운영자가 그 지침을 따르지 않는다고 말했다. NERC는 전송 시스템 운영자에 의해“권장 사항은 널리 및 포괄적으로 채택되지 않았다”고 말했다.

ARPA-E의 Garcia-Sanz는 혼란이 시작될 때 그리드 신뢰성 문제를위한 주요 새로운 솔루션을 개발하려는 Gradients라는 연구 이니셔티브를 지시합니다. 저장된 에너지와 함께 고급 인버터는 석탄과 가스 관성이 현재 제공하는 것과 동일한 순간 지원을 제공 할 것이라고 그는 말했다.

그는 모니터로 모니터링하고 순간적인 그리드 교란을 모니터링하고 대응할 수있는 제어실도 해결책의 일부 여야한다고 말했다.

그 대답은 관성을 공급하기 위해 단순히 무거운 화석, 핵 또는 수력 발전으로 돌아가는 것이 아니라고 덧붙였다.

데이터 센터 확장 및 인공 지능 응용 프로그램에 따라 Ever-Bigger 그리드 시스템이 진화함에 따라 더 큰 혼란의 위험이 증가합니다. 매우 큰 데이터 센터의 손실은 큰 전력선의 손실이나 예기치 않게 스크램하는 원자로의 손실만큼 그리드에 충격을 줄 수 있다고 그는 말했다.

Garcia-Sanz는“인버터를 사용하면 동기 발전기로 할 수없는 일을 할 수 있습니다. “인버터는 더 똑똑하고 예측 제어와 같은 일을 할 수 있습니다.” “우리는 더 많은 지능을 적용하고 있기 때문에 사물을 예상하고 다른 방식으로 조정할 수 있습니다.”