고전압 전력선은 시드니 외곽의 전기 변전소 근처에 있습니다. 로이터
호주의 에너지 시장은 우리의 일상 뉴스 사이클에서 중요한 역할을합니다. 끝없는 이데올로기와 정치가 소용돌이 치는 가운데, "기저 부하 전력"과 "파견 가능한 세대"와 같은 기술 용어가 너무 자주 던져져이 논쟁의 의미가 공개 토론에서 사라질 위험이있다.
"에너지 위기"란 용어는 묶인 위기가 가격이나 공급의 안정성에 관한 것인지에 대한 약간의 혼란으로 꽤 느슨하게 주변에있다. 정치의 모든 측면이 20 년 동안 에너지 정책에 일관되고 원칙적으로 관심을 기울 였다면이 정치는 지옥적이고 대개 피할 수있다. 국가 에너지 시장.
이 용어 중 일부의 의미와 호주의 기후 정책, 신기술 및 시장 개혁과 규제의 진전과 관련하여이 기록을 바로 세울 가치가 있습니다.
이 용어집은 절대로 포괄적 인 것이 아니며 첫 번째 단계입니다.
기본 부하 전력
기본 부하는 일반적으로 1 년 내내 지속적으로 작동하며 안정적인 출력 수준에서 작동하는 발전 자원을 나타냅니다. 기저 부하 리소스의 지속적인 운영은 다른 전원 소스와 비교할 때 운영 비용이 낮기 때문에 경제적으로 합리적입니다. 기저 부하 발전소의 가치는 대부분 경제적이며 끊임없이 변화하는 시스템 요구 사항을 따라갈 수있는 능력과 관련이 없습니다.
기저 부하 발전소에는 석탄 연소 및 가스 연소 복합 발전소가 포함됩니다. 그러나 호주의 국제 헌신 탄소 배출량을 줄이면 전통적인 기저 부하 소스의 경제적 생존 가능성이 감소합니다.
Loy Yang의 석탄 화력 발전소는 점차 퇴역하고 있습니다.
도매 시장 ( "국가 에너지 시장")
국가 에너지 시장이라는 용어는 호주의 동쪽 비용에 주로 의존하는 도매 에너지 시장을 의미하기 때문에 혼란 스럽습니다. 웨스턴 오스트레일리아 또는 노던 테리토리는 포함되지 않으며 가스 시스템도 포함됩니다. 국가 에너지 시장은 모든 종류의 유틸리티 규모의 전력 자원을 대규모 전력 요구 사항을 충족시키기 위해 전송 시스템에 연결할 수 있도록합니다.
그러나 "에너지 시장"또는 "NEM"에 대한 업계의 논의는 전압 전송 및 중간 전압 및 저전압 분배뿐만 아니라 최종 소비자에 대한 소매 유통 네트워크를 포함하는 전체 공급망을 의미 할 수도 있습니다. 소비자가 보게되는 가격에는 공급망의 모든 측면이 포함됩니다. 이것은 혼란을 가져올 수 있습니다.
도매 시장은 발전기 간의 경쟁이 있기 때문에 "시장"이라고합니다. 각 발전기는 일일 가격 "입찰가"를 매기고 5 분마다 10 가격대의 수량을 조정합니다. 이러한 방식으로, 전력 판매는 발전 설비의 사용 가능한 에너지 및 성능과 일치합니다.
시장은 전기 비용을 최소화하기 위해 모든 가변적이고 "파견 가능한"자원을 효율적으로 파견하기 위해 노력합니다. 그만큼 호주 에너지 시장 운영자 (AEMO)는 국가 에너지 시장을 조정합니다.
도매 가격
NEM에서 전력이 거래되는 도매 가격은 각 지역의 수요와 공급의 균형을 맞추는 가장 큰 발전기 제의를 기반으로합니다. 이는 발전기의 효율적인 행동을 장려하고 효율적인 자원지도를 조정하기위한 것입니다.
스토리지
저장은 나중에 사용하기 위해 캡처 된 에너지를 말하며, 일반적으로 배터리로 사용됩니다. 과거에 전기를 저장하는 데 비용이 많이 들었지만 배터리 기술의 향상으로 인해 저장 비용은 계속 하락할 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 리튬 이온 전지 이동 통신 및 랩톱 용으로 개발되었지만 현재는 전기 자동차 및 유틸리티 규모의 에너지 저장 장치에 맞게 확장되고 있습니다.
리튬 이온 배터리는 휴대폰 용으로 개발되었지만 현재 테슬라 (Tesla Inc)의 모델 S 및 모델 X와 같은 전기 자동차의 일부로 사용되고있다. 로이터
시스템의 전통적으로 낮은 스토리지 수준으로 인해 전기는 대부분 필요할 때부터 몇 초 내에 생성되어야합니다. 그렇지 않으면 시스템의 안정성이 위험에 처할 수 있습니다. 바람과 태양 에너지의 시장 침투가 증가함에 따라 스토리지 기술이 더욱 중요해질 것입니다. 다양한 배터리 기술의 비용이 감소함에 따라이 기술은보다 쉽게 제공 될 것입니다.
수요 및 최대 수요
수요는 주어진 순간에 소비 수준을 충족시키는 데 필요한 전기량을 나타냅니다. 전력은 메가 와트 (MWh) 단위의 에너지 소비 비율을 말하며, 메가 와트 시간 (MWh) 단위의 에너지는 일, 월 또는 연도와 같은 기간 동안의 총 소비량을 나타냅니다.
피크 수요는 특정 계절에 필요한 가장 높은 에너지 소비량입니다 (예 : 겨울 난방 또는 여름철 냉각). 예기치 않은 정전을 막고 안정적인 공급을 유지하려면 발전 장비가 얼마나 필요한지 결정하기 때문에 중요한 측정 방법입니다.
디스패치 가능한 세대
파견 가능한 발전은 화석 연료 또는 수력을 기반으로하는 발전 유형을 말하며, 전력 공급과 수요의 균형을 맞추기 위해 제어 할 수 있습니다. 천연 가스 연소에 기반한보다 유연한 발전소 (예 : 개방 사이클 가스 터빈 또는 수력 발전소)는 부분 부하에서 작동 할 수 있으며 단기간의 수요 및 공급 변화에 대응할 수 있습니다.
여기에는 유연성이 핵심입니다. 스토리지는 배터리 또는 펌핑 된 수력 발전소에서 유연성을 제공 할 수 있습니다. 이러한 자원에 대한 필요성은 퇴직 배출 저감 집약적 인 에너지 원의 증가량에 따라 다르다.
주파수 제어
발전소의 동기식 발전기는 초당 50 회 전당 회전합니다. 이 속도는 "주파수"(Hertz, 기호 Hz로 표시)라고합니다. 이 일정한 주파수를 제어하는 것은 신뢰성을 유지하는 데 필수적입니다.
어딘가의 발전이 없으면 다른 발전소의 전기 네트워크를 통해 여분의 전력이 소비됩니다. 이로 인해이 발전기의 로터가 느려지고 시스템 주파수가 떨어집니다. 주요 매개 변수는 소위 말하는 "최대 주파수 변화율"입니다. 빈도가 변할수록 시간이 단축되어 시정 조치를 취할 수 있습니다.
관성
관성 (Inertia)이란 발전과 부하 사이에 심각한 불균형이 발생한 후에도 일정한 주파수를 유지하는 시스템의 능력을 말합니다. 관성이 높을수록 외란 이후의 주파수 변화율이 느려집니다.
하나의 중요한 관심사는 관성이 거의 항상 안정적인 전력을 공급하기에 충분해야한다는 것입니다. 많은 석탄 화력 발전소가 폐기되는 것을 감안할 때, 관성의 양은 현저하게 떨어지고 있습니다.
결국 전력 시스템은 동기식 로터 (발전과 독립적으로 작동)를 추가하거나 전력 시스템 주파수의 편차에 매우 신속하게 반응 할 수있는 다른 전원 시스템 제어를 제공하여 관성을 명시 적으로 제공해야합니다. 이는 오늘날 스토리지와 고급 전력 전자 장치의 결합을 기반으로 할 수 있습니다.
국가 에너지 시장 내의 지역 시장
국가 에너지 시장은 퀸즐랜드, 뉴 사우스 웨일즈, 빅토리아, 사우스 오스트레일리아 및 태즈 매니아와 같이 동부 주에서 상호 연결된 5 개의 지역 시장으로 운영됩니다. 이는 주 당국에서 전력 시스템을 원래 설치 한 방식을 반영합니다.
국가 에너지 시장은 두 가지 중요한 요소로 인해 단일 가격으로 단일 시장으로 운영 될 수 없습니다. 주 지역간의 동력 전달 제한을 완전히 제거하는 것은 비용 효율적이지 않으며 동력 전달에서의 전기 손실은 각 지역이 이러한 손실의 영향을 효율적으로 반영하기 위해 다른 가격을 필요로한다는 것을 의미합니다.
지역간에 큰 전력이 흐를 때 가격은 손실로 인해 지역 간 최대 30 %까지 달라질 수 있습니다. 높은 가격은 수요에 비해 전력 공급 부족이있을 때 발생합니다. 부정적 가격은 부하가 최소 안정 발전량보다 적을 때 발생합니다. 고가의 기간 (일반적으로 수요가 많거나 빈도가 낮기 때문에 더 적은 용량으로 인해) 인터커넥트가 한계에 도달하면 수입 지역에서 매우 고가의 세대가 파견되어 더 큰 가격 차이가 발생할 수 있습니다.
국가 에너지 시장은 호주의 동부 해안에서 운영됩니다.
연결자
국가 에너지 시장 (4000km, 종단 간, 세계에서 가장 긴 동기 전력 시스템)의 장거리를 고려할 때, 주 기반 지역 간의 전송 용량에는 상당한 제약이 있습니다. 이러한 제약 조건에는 "인터 커넥터 (interconnectors)"라는 특수 처리가 있습니다.
이러한 인터커넥터를 통한 주변 전력 손실은 효율적인 자원 파견을 지원하고 각 지역의 현물 가격이 효율적이며 통용되는 공급 및 수요와 일치하도록 5 분마다 계산됩니다. 그러나 이러한 인터 커넥터는 과열 및 기타 요인으로 인해 용량이 제한되어 있으며 AEMO는 균형을 유지하고 관성을 지역에 제공 할 수 있도록 신중하게 관리합니다.
부수적 인 서비스와 방적 준비금
보조 서비스는 시장이 일관된 주파수 및 전압 제어를 위해 요구하는 다양한 방법을 의미합니다. 그들은 공급의 질을 유지하고 교란에 대한 전력 시스템의 안정성을지지합니다. 이 주파수 제어는 에너지 공급 및 수요의 지속적인 균형을 유지하기 위해 정상 작동 중에 필요합니다. 이 목적을 위해 일부 세대 용량은 총 시스템 생성 수준을 조정하기 위해 출력을 위아래로 변경하기 위해 예비로 보유됩니다.
최대 동력 출력과 더 낮은 작동 레벨 사이의이 차이를 "회전 예비력"이라고합니다. 급격한 부하 단절이나 태양 광이나 풍력의 급격한 증가를 감안하여 출력 감축을 위해 회전 예비가 필요합니다.
변속기 업그레이드
인터 커넥터를 포함한 전송 시스템의 업그레이드는 복잡한 규제 프로세스입니다. 송전은 생산자에서 소비자에 이르기까지 전체 전기 공급망에서 중요한 가치를 지닌다.
이 값은 주어진 순간의 주어진 전기 시장 상황을 측정하기 쉽습니다. 그러나 일부 전송 자산이 최대 80 년 동안 작동 할 수 있기 때문에 이러한 인터 커넥터를 구축하거나 교체해야하는시기를 예측하기 어렵습니다. 새로운 재생 가능 발전 용량의 위치 및 배치시기가 불확실하고 가변적이어서 새로운 투자 계획에 중요한 조정이 필요합니다.
30 분 가격 결정 창 (5 분짜리 창)
발전기는 모든 생산량에 현물 가격으로 지불되며 소비자 (소매 업체를 통한)는 AEMO가 소비 한 현물 가격으로 부과됩니다. 이 "거래"가격은 현금 흐름을 처리 할 목적으로 30 분마다 계산됩니다 (5 분 분주 가격의 평균). 이 프로세스를 "결제"라고합니다.
향후 3 년 동안 5 분간의 합의로 이동할 계획이 있습니다. 이는 갑작스런 출력 변경의 영향에보다 효율적으로 대응할 때보다 유연한 자원 (배터리 포함)에 대한 보상에 도움이됩니다.
저자에 관하여
Ariel Liebman, Monash Energy 재료 및 시스템 인스 티 투트 부국장, 정보 기술 학부 수석 강사, Monash University 선임 연구원 인 로스 고울 러 (Ross Gawler) Monash University
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