गतिशील मांग (विद्युत शक्ति)
डायनेमिक डिमांड एक अर्ध-निष्क्रिय तकनीक का नाम है जो विद्युत पावर ग्रिड पर लोड की मांग को समायोजित करके मांग प्रतिक्रिया का समर्थन करती है। यह इस तकनीक को बढ़ावा देने के लिए समर्पित एस्मी फेयरबैर्न फाउंडेशन से धर्मार्थ अनुदान द्वारा समर्थित यूनाइटेड किंगडम में एक स्वतंत्र गैर-लाभकारी संगठन का नाम भी है। अवधारणा यह है कि पावर ग्रिड की आवृत्ति की निगरानी के साथ-साथ अपने स्वयं के नियंत्रण, आंतरायिक घरेलू और औद्योगिक भार उत्पादन के साथ समग्र ग्रिड लोड को संतुलित करने के लिए इष्टतम क्षणों में खुद को चालू/बंद करते हैं, महत्वपूर्ण बिजली बेमेल को कम करते हैं।[1] चूंकि यह स्विचिंग केवल कुछ सेकंड के लिए उपकरण संचालन चक्र को आगे या देरी करेगा, यह अंतिम उपयोगकर्ता के लिए ध्यान देने योग्य नहीं होगा। यह गतिशील मांग नियंत्रण की नींव है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, 1982 में, इस विचार के लिए एक (अब समाप्त हो चुका) पेटेंट पावर सिस्टम इंजीनियर फ्रेड श्वेपे को जारी किया गया था।[2] इस विचार के आधार पर अन्य पेटेंट जारी किए गए हैं।[3][4][5][6]
गतिशील मांग आपूर्ति की स्थिति के जवाब में बिजली की घरेलू और औद्योगिक खपत को प्रबंधित करने के लिए मांग प्रतिक्रिया तंत्र के समान है, उदाहरण के लिए, बिजली ग्राहकों को महत्वपूर्ण समय पर या कीमतों के जवाब में अपनी खपत कम करना।[7]अंतर यह है कि डायनेमिक डिमांड डिवाइस निष्क्रिय रूप से बंद हो जाते हैं जब ग्रिड में तनाव महसूस होता है, जबकि डिमांड रिस्पांस मैकेनिज्म बंद करने के लिए प्रेषित अनुरोधों का जवाब देता है,
स्पिनिंग रिजर्व की आवश्यकता
विद्युत उपयोगिता किसी विशेष दिन के दौरान मांग पैटर्न की उचित सटीकता (आमतौर पर एक या दो प्रतिशत के भीतर) की भविष्यवाणी करने में सक्षम हैं। इसका मतलब यह है कि बिजली में मुक्त बाजार पहले से ही पर्याप्त बेस लोड शेड्यूल करने में सक्षम है। कोई भी शेष असंतुलन या तो भविष्यवाणी में अशुद्धियों, या आपूर्ति में अनिर्धारित परिवर्तन (जैसे कि पावर स्टेशन की गलती) और/या मांग के कारण होगा। तथाकथित आवृत्ति प्रतिक्रिया मोड (जिसे आवृत्ति नियंत्रण मोड भी कहा जाता है) में संचालित करने के लिए जनरेटर से अनुरोध करके इस तरह के असंतुलन को हटा दिया जाता है, आवृत्ति को आवश्यक मूल्य के पास रखने के लिए लगातार अपने आउटपुट में बदलाव किया जाता है।
ग्रिड फ्रीक्वेंसी समग्र बिजली असंतुलन का एक सिस्टम-वाइड संकेतक है। उदाहरण के लिए, अगर बहुत अधिक मांग है तो यह गिर जाएगी क्योंकि जेनरेटर थोड़ा धीमा होना शुरू कर देंगे।आवृत्ति-प्रतिक्रिया मोड में एक विद्युत जनरेटर, नाममात्र की शर्तों के तहत अतिरिक्त क्षमता के बफर को बनाए रखने के लिए कम आउटपुट पर चलेगा। यह तब अपने आउटपुट को लगातार दूसरे से दूसरे आधार पर ग्रिड की जरूरतों के लिए ड्रॉप गति नियंत्रण के साथ बदल देगा।
यह कताई रिजर्व बिजली उपयोगिताओं के लिए एक महत्वपूर्ण खर्च है क्योंकि इसे बनाए रखने के लिए अक्सर ईंधन को जलाना पड़ता है या संभावित बिजली की बिक्री खो जाती है। तेजी से प्रतिक्रिया के लिए उपयोग की जाने वाली पीढ़ी आमतौर पर जीवाश्म ईंधन से संचालित होती है जो उत्पन्न प्रत्येक मेगावाट घंटे (MWh) के लिए 0.48 और 1.3 टन CO2 के बराबर उत्सर्जन पैदा करती है। इस प्रकार, एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय बोझ, बढ़े हुए ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के रूप में, इस असंतुलन से जुड़ा हुआ है।
स्थानीय भार नियंत्रण
सिद्धांत रूप में, कोई भीउपकरण जो एक कर्तव्य चक्र (जैसे औद्योगिक या घरेलू एयर कंडीशनर,वॉटर हीटर, ताप पंप और प्रशीतन) को संचालित करता है, का उपयोग सिस्टम लोड के जवाब में उनके कर्तव्य चक्रों को समयबद्ध करके एक निरंतर और विश्वसनीय ग्रिड संतुलन सेवा प्रदान करने के लिए किया जा सकता है।
क्योंकि ग्रिड पर किसी भीपावर आउटलेट से ग्रिड आवृत्ति को मापना संभव है, बिजली के उपकरणों के लिए नियंत्रकों को डिजाइन करना संभव है जो वास्तविक समय में किसी भी आवृत्ति असंतुलन का पता लगाते हैं। डायनेमिक-डिमांड सक्षम उपकरण इसी संकेत पर प्रतिक्रिया करेंगे। जब आवृत्ति कम हो जाती है तो उनके बंद होने की संभावना अधिक होगी, ग्रिड पर भार कम होगा और संतुलन बहाल करने में मदद मिलेगी। जब आवृत्ति मानक से अधिक बढ़ जाती है, तो अतिरिक्त शक्ति का उपयोग करके, उनके चालू होने की अधिक संभावना होगी। जाहिर है, नियंत्रक (नियंत्रण सिद्धांत) को यह भी सुनिश्चित करना चाहिए कि उपकरण किसी भी बिंदु पर अपनी स्वीकार्य ऑपरेटिंग रेंज से बाहर नहीं भटके। चूंकि लाइन फ्रीक्वेंसी सीधे तौर पर सिस्टम पर जनरेटर के रोटेशन की गति से संबंधित होती है, ऐसे लाखों उपकरण एक साथ काम करते हुए एक विशाल, तेजी से प्रतिक्रिया करने वाले पीकिंग पावर प्लांट की तरह काम करेंगे।
सहायक सेवाएं
डायनेमिक कंट्रोलर अन्य सहायक सेवाएं भी प्रदान कर सकता है, जैसे कि ब्लैकस्टार्ट रिकवरी में सहायता करना - पावर ग्रिड की क्षमता को पावर आउटेज के बाद सेवा में वापस लाने की क्षमता - यदि उस फ़ंक्शन के साथ प्रोग्राम किया गया हो। आम तौर पर ब्लैकस्टार्ट को और अधिक कठिन बना दिया जाता है क्योंकि बड़ी संख्या में प्रतिक्रियाशील भार वोल्टेज कम होने पर स्टार्ट अप पर एक साथ बिजली खींचने का प्रयास करते हैं। यह भारी अधिभार का कारण बनता है जो स्थानीय ब्रेकरों को पूर्ण सिस्टम पुनर्प्राप्ति में देरी करता है। डायनेमिक कंट्रोलर इन भारों को "अपनी बारी की प्रतीक्षा" कर सकता था, जैसा कि यह था, जब तक कि पूरी शक्ति बहाल नहीं हो जाती।
एक अन्य महत्वपूर्ण संतुलन सेवा 'फास्ट रिजर्व' है, जो संभावित खोए हुए उत्पादन को बदलने के लिए स्टैंडबाय प्लांट का उपयोग है (उदाहरण के लिए एक विफल बिजली जनरेटर या खोई हुई बिजली लाइन के कारण)। चल रहे जनरेटर के घूमने के दौरान लोड को जल्दी से बहाकर, फिर आवृत्ति को मानक पर वापस लाने के लिए वापस स्विच करके, डायनेमिक कंट्रोलर फास्ट रिजर्व जनरेटर की उच्च लागत को कम कर सकते हैं। साथ ही इस पद्धति की तेज़ प्रतिक्रिया गति संभावित ब्राउनआउट्स को होने से रोकेगी।
प्रौद्योगिकी पवन ऊर्जा जैसे चर स्रोतों से उत्पादन के अधिक उपयोग को सुविधाजनक बनाने में भी मदद कर सकती है। इस संसाधन को ग्रिड पर एकीकृत करने में मदद करने के लिए मांग-पक्ष तकनीक एक कुशल और लागत प्रभावी तरीका हो सकता है। विशेष रूप से यह इन स्रोतों को नगरपालिका जल टावरों [8] जैसे आभासी बिजली भंडार के साथ मिलकर काम करने की अनुमति देगा, ताकि यथोचित अनुमानित प्रेषण क्षमता प्रदान की जा सके।
कार्यान्वयन के लिए मुद्दें
डायनेमिक डिमांड डिवाइस में उनके द्वारा प्रदान की जाने वाली सेवाओं द्वारा काफी मात्रा मेंऊर्जा बचाने की क्षमता होती है। लेकिन इससे पहले कि गतिशील मांग नियंत्रण को व्यापक रूप से शामिल किया जा सके, कम से कम नए उपकरणों पर स्थापना को अनिवार्य करने के लिए नियमन लागू किया जाना चाहिए या प्रौद्योगिकी की स्थापना को निष्पक्ष रूप से पुरस्कृत करने के लिए एक प्रभावी बाजार तंत्र बनाया जाना चाहिए। विचार किया गया एक तरीका बिजली मीटर को सक्षम करना है जो बिजली की खपत को मापता है और ग्रिड आवृत्ति को भी मापता है, और यदि आवृत्ति एक निश्चित स्तर से कम हो जाती है तो उच्च टैरिफ पर स्विच करें। मासिक बिजली बिल तब कहेगा कि इतने घंटे (और इतने किलोवाट घंटे) नियमित टैरिफ पर और कुछ घंटे शॉर्ट सप्लाई टैरिफ पर थे। स्मार्ट मांग प्रबंधन के बिना उन उपभोक्ताओं को अतिरिक्त लागत का भुगतान करना पड़ता है, लेकिन जो स्मार्ट प्रौद्योगिकियों को स्थापित करते हैं जो कम आपूर्ति अवधि के अनुकूल होते हैं, वे पैसे बचाएंगे।
1 मार्च 2011 को, RLtec ने गर्म पानी और HVAC लोड उपकरणों में अपनी डायनेमिक डिमांड फ्रीक्वेंसी रिस्पॉन्स सर्विस लॉन्च की, जो यूके की सबसे बड़ी सुपरमार्केट चेन, सेन्सबरी में से एक में वितरित की गई थी। यह मेगावॉट स्केल वर्चुअल पावर प्लांट सेवा ब्रिटेन में राष्ट्रीय ग्रिड के लिए वाणिज्यिक आवृत्ति विनियमन प्रतिक्रिया प्रदान करती है। कंपनी को अब ओपन एनर्जी कहा जाता है।[9]
फ्रीक्वेंसी सर्विस और रिजर्व सर्विस
यूके में राष्ट्रीय ग्रिड पहले से ही एक औद्योगिक पैमाने पर इस तकनीक का एक विशाल उपयोगकर्ता है - 2 GW तक का लोड फ़्रीक्वेंसी सेंसिटिव रिले द्वारा स्टीलवर्क्स आदि को बंद करके तुरंत खोया जा सकता है, जो कि 20 मिनट के चक्र से ऊपर तक मेल खाता है। काफी छोटे आपातकालीन डीजल जनरेटर के 2 गीगावॉट। इस जटिल प्रणाली के पूर्ण विवरण के लिए उदाहरण के लिए देखें "इमरजेंसी डीजल स्टैंडबाय जेनरेटर का नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से निपटने में आंतरायिकता और परिवर्तनशीलता का संभावित योगदान" - वेसेक्स वाटर के डेविड एंड्रयूज द्वारा एक वार्ता जो इस सेवा को प्रदान करने के लिए यूके नेशनल ग्रिड के साथ मिलकर काम करती है। 24 जनवरी 2006 को ओपन यूनिवर्सिटी सेमिनार "कोपिंग विथ वेरिएबिलिटी - इंटीग्रेटिंग रिन्यूएबल्स इन द इलेक्ट्रिसिटी सिस्टम" दिया गया।[10]
फ़्रांस में इसी तरह के उद्देश्यों के लिए 5 GW तक ऐसे डीजल उत्पादन का उपयोग किया जाता है, लेकिन ये प्रौद्योगिकियां अपेक्षाकृत अज्ञात हैं[11]। ऐसा कोई कारण नहीं है कि पवन ऊर्जा द्वारा शुरू की गई आंतरायिकता से निपटने के लिए उन्हें व्यापक रूप से दायरे में नहीं बढ़ाया जाना चाहिए[12]
यूके सरकार की जांच
अगस्त 2007 में, यूके सरकार ने एक रिपोर्ट प्रकाशित की जिसमें यह बताया गया था कि वह गतिशील मांग प्रौद्योगिकी के लिए क्या संभावना देखती है।[13] सरकार को इसकी शुरूआत को प्रोत्साहित करने की सिफारिश करने से रिपोर्ट कम हो जाती है। यह इसके परिचय के लिए कई तकनीकी और आर्थिक बाधाओं को सूचीबद्ध करता है और सरकार को गतिशील मांग के उपयोग को प्रोत्साहित करने से पहले इनकी जांच करने की सिफारिश करता है। गतिशील मांग प्रौद्योगिकियों में व्यापक सरकारी जांच का एक तत्व है जो ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में कटौती कर सकती है।
हालांकि, 2009 में यह घोषणा की गई थी कि घरेलू रेफ्रिजरेटर अब एक गतिशील भार नियंत्रण प्रणाली को शामिल करते हुए यूके में बेचे जा रहे हैं।[14]
यह भी देखें
- उन्नत वितरण स्वचालन
- वितरण प्रबंधन प्रणाली
- मांग प्रतिक्रिया एक स्मार्ट ग्रिड पर गतिशील मांग
- बिजली बाजार
- बिजली खुदरा बिक्री
- ऊर्जा मांग प्रबंधन
- लचीला एसी संचरण प्रणाली
- ग्रिड के अनुकूल
- ग्रिडलैब-डी
- ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं की सूची
- एनर्जी रिडक्शन एसेट्स
संदर्भ
- ↑ http://webarchive.nationalarchives.gov.uk/20090609003228/http://www.berr.gov.uk/files/file41011.pdf page3 domestic and industrial
- ↑ US patent 4317049, "Frequency adaptive, power-energy re-scheduler", issued 1982-02-23
- ↑ US patent 7010363, "Electrical appliance energy consumption control methods and electrical energy consumption systems", issued 2006-03-07
- ↑ US patent 7149605, "Electrical power distribution control methods, electrical energy demand monitoring methods, and power management devices", issued 2006-12-12
- ↑ US patent 7420293, "Electrical appliance energy consumption control methods and electrical energy consumption systems", issued 2008-09-02
- ↑ US patent 8073573, "Electric Power Distribution Control Methods, Electrical Energy Demand Monitoring Methods, and Power Management Devices", issued 2011-12-06
- ↑ [1] Description of French EJP demand reduction tariff
- ↑ DJ Hammerstrom et al., "Pacific Northwest GridWise™ Testbed Demonstration Projects: Part I. Olympic Peninsula Project," PNNL-17167, October 2007.
- ↑ "Sainsbury's | Open Energi". Archived from the original on 2016-01-31.
- ↑ "Coping with Variability".
- ↑ "Programme | Claverton Group". Archived from the original on 2008-12-26.
- ↑ "Archived copy". www.claverton-energy.com. Archived from the original on 17 February 2010. Retrieved 12 January 2022.
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link) - ↑ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2009-06-09. Retrieved 2008-08-01.
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link) - ↑ "BBC talks about Dynamic Demand (Smart fridges) and Smart Metering. | Claverton Group".
बाहरी कड़ियाँ
- Dynamic Demand U.K.
- Open Energi
- A Note On the Potential Value of "Dynamic Demand" Control (in the UK/EU)
- "Frequency Control by Demand Management". National Grid. Archived from the original on 2011-06-11. Retrieved 2010-11-22.
