خدمة احتياطي الشبكة الوطنية

لتحقيق التوازن بين العرض والطلب على الكهرباء على المدى القصير، أبرمت الشبكة الوطنية البريطانية عقودًا مع شركات توليد الطاقة وكبار مستهلكيها لتوفير طاقة إضافية مؤقتة، أو لخفض الطلب. وتُعدّ خدمات الاحتياط هذه ضرورية في حال تعطل محطة توليد الطاقة، على سبيل المثال، أو إذا اختلف الطلب المتوقع عن الطلب الفعلي. وتقدم الشبكة الوطنية عدة فئات من خدمات الاحتياط، مرتبة تنازليًا حسب زمن الاستجابة، وهي: بدء تشغيل آلية الموازنة، والاحتياطي التشغيلي قصير الأجل، وإدارة الطلب، والاحتياطي السريع. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

هذه خدمة يمكن أن تقدمها جهات استهلاك الطاقة الكبيرة، مثل مصانع الصلب ومخازن التبريد ومحطات ضخ المياه الضخمة، إلى الشبكة الوطنية البريطانية . تُجهز هذه الجهات مرحلات حساسة للتردد على قواطع الدائرة الكهربائية الداخلة، والتي تفصل الأحمال إذا انخفض تردد النظام عن قيمة محددة مسبقًا (49.7 هرتز). يتم فصل هذه الأحمال لفترة تعاقدية لا تقل عن 30 دقيقة. خلال هذه الفترة، تبدأ محركات ديزل احتياطية (خدمة احتياطية) ذات سعة مماثلة (أي حوالي 660 ميغاواط إجمالاً) بالعمل، مما يسمح بإعادة توصيل أحمال خدمة التردد وإعادة تفعيل المرحلات.  

صُممت خدمة التردد للتعامل مع فقدان  مجموعتين من المولدات بقدرة 660 ميجاواط لكل منهما على التوالي. ويتوفر  في المملكة المتحدة حوالي 2.25 جيجاواط من أحمال خدمة التردد هذه لتغطية ذروة الطلب التي تبلغ حوالي 60  جيجاواط.

إذا تم تقسيم إجمالي مدفوعات خدمة الاحتياطي، حوالي 2250  ميجاوات × 7000 جنيه إسترليني = 15.75 مليون جنيه إسترليني، على إجمالي الكيلوواط ساعة التي توفرها الشبكة الوطنية لجميع العملاء، أي ما يقرب من 0.3 تريليون كيلوواط ساعة، فإن هذا يصل إلى تكلفة إجمالية تبلغ حوالي 0.005 بنس/كيلوواط ساعة.

تُطبق ترتيبات مماثلة في الولايات المتحدة وفرنسا وجميع شبكات الطاقة الكبيرة الأخرى. ^{[ 3 ]}

تحتاج الشبكة الوطنية للكهرباء في بعض أوقات اليوم إلى مصادر طاقة إضافية، سواءً عن طريق توليد الطاقة أو خفض الطلب، وذلك لمواجهة الطلب الفعلي الذي قد يفوق الطلب المتوقع، أو في حال حدوث انقطاع غير متوقع في توليد الطاقة. تُعرف هذه المصادر الإضافية المتاحة للشبكة الوطنية باسم "الاحتياطي"، وتشمل مصادر متزامنة وغير متزامنة. وتحصل الشبكة الوطنية على الطاقة غير المتزامنة بشكل أساسي من خلال التعاقد على احتياطي تشغيلي قصير الأجل، والذي توفره مجموعة من مزودي الخدمات عبر توليد الطاقة الاحتياطية و/أو خفض الطلب.

تختلف الحاجة إلى احتياطي التشغيل قصير الأجل (STOR) باختلاف الوقت من السنة، ووقت الأسبوع، ووقت اليوم، وذلك تبعًا لنمط الطلب على الشبكة في ذلك الوقت. ولتوضيح ذلك، تقسم شركة الشبكة الوطنية (National Grid) السنة إلى عدة فصول، تشمل أيام العمل (بما في ذلك أيام السبت) وأيام العطلات الرسمية (أيام الأحد ومعظم العطلات الرسمية)، وتحدد الفترات الزمنية في كل يوم التي يكون فيها احتياطي التشغيل قصير الأجل مطلوبًا. وتُعرف هذه الفترات باسم "نوافذ التوافر".

خدمة الاحتياطي التشغيلي قصير الأجل هي خدمة موازنة متعاقد عليها، حيث يقوم مزود الخدمة بتوفير مستوى طاقة محدد بموجب العقد عند تلقيه تعليمات من الشبكة الوطنية، وذلك ضمن معايير متفق عليها مسبقًا. وفيما يلي المتطلبات الأساسية الدنيا لهذه الخدمة:

• الحد الأدنى للقدرة المتعاقد عليها بالميغاواط = 3  ميغاواط.
• يجب أن يكون من الممكن تحقيق الميغاواط المتعاقد عليها في موعد لا يتجاوز 240 دقيقة بعد تلقي التعليمات من الشبكة الوطنية.
• يجب أن يكون من الممكن تسليم خدمات الميكروويف المتعاقد عليها لمدة لا تقل عن ساعتين.

يمكن تقديم الخدمة من قبل المشاركين في نظام إدارة التوازن (BM) وغير المشاركين فيه. ويتم استخدام الخدمة من قبل المشاركين في نظام إدارة التوازن عبر آلية الموازنة. أما بالنسبة لمقدمي الخدمات من غير المشاركين في نظام إدارة التوازن، فيتم تثبيت نظام مراقبة وإرسال مخصص، وهو نظام STOR Dispatch (المعروف سابقًا باسم SRD - نظام إرسال الاحتياطي الدائم).

هناك نوعان من طرق الدفع التي ستقدمها شركة ناشونال جريد كجزء من الخدمة:

1. مدفوعات التوافر. عندما يقوم مزود الخدمة بتوفير وحدته/موقعه لخدمة التخزين المؤقت للطاقة (STOR) خلال نافذة التوافر، ستدفع الشبكة الوطنية مقابل هذا التوافر على أساس جنيه إسترليني/ميغاواط/ساعة.
2. مدفوعات الاستخدام. عندما تُصدر الشبكة الوطنية تعليمات بتسليم الطاقة المخزنة من وحدة/موقع، فإنها ستدفع مقابل الطاقة المُسلّمة على أساس جنيه إسترليني/ميغاواط ساعة. (يشمل ذلك الطاقة المُسلّمة أثناء رفع مستوى الطاقة المُتعاقد عليها وخفضه). بالنسبة لمُقدّمي خدمات إدارة الطاقة، سيتمّ هذا الدفع من خلال آلية الموازنة.

يخضع نظام تخزين الطاقة الشمسية (STOR) لعدد من القيود والشروط، بما في ذلك حد أدنى للسعة يبلغ 3  ميغاواط. ويمكن تقديم العطاءات مباشرةً إلى الشبكة الوطنية لتوفير خدمات STOR، أو عن طريق وكيل، في حال تجاوزت السعة هذا الحد. ويحق للموردين المحتملين الاستعانة بوكيل لإدارة عملية تقديم العطاءات، وتقديم عطاءات STOR إلى الشبكة الوطنية نيابةً عنهم. وترحب الشبكة الوطنية بالتعامل مع الوكلاء شريطة ألا يعيق ذلك أي جزء من عملية تقديم العطاءات أو التعاقد. ويتم تقييم عطاءات STOR بنفس الطريقة سواءً قُدّمت مباشرةً أو عن طريق وكيل.

توفر شركات تجميع الطاقة خيارًا بديلًا للمواقع التي لا تملك  الحد الأدنى من السعة البالغة 3 ميغاواط في موقع واحد، أو التي تفضل تفويض مسؤوليات التشغيل إلى مزود خدمة متخصص من طرف ثالث. تقوم شركة تجميع الطاقة بتطوير وتشغيل مواقع متعددة (مواقع فرعية لتخزين الطاقة) وتقدمها إلى الشبكة الوطنية كوحدة تخزين طاقة واحدة. ويختلف هذا الدور تحديدًا عن دور الوكيل.

مع أن المُجمِّع قد يكون مالكًا للأصول، إلا أنه عادةً ما يعمل نيابةً عن مالك أصول واحد أو أكثر من الأطراف الثالثة لتقديم عروض "مُجمَّعة" لعقود تخزين الطاقة قصيرة الأجل (STOR) إلى شركة الشبكة الوطنية. ولذلك، تنظر شركة الشبكة الوطنية إلى دور المُجمِّع على أنه "مُزوِّد احتياطي"، حيث يحتفظ بعقد تخزين الطاقة قصيرة الأجل (STOR) نفسه، ويتولى إدارة عمليات التواصل اللازمة مع مختلف مالكي الأصول.

ستحدد الأسعار التي يقدمها المورد المحتمل موقعه في ترتيب الجدارة التشغيلية وستؤثر على عدد الأحداث وساعات العمل ومستويات الدفع التي سيحصل عليها.

تُنفَّذ الإجراءات المذكورة أعلاه بشكل روتيني ودون أي تأثير على إمدادات الطاقة للمستهلكين. توجد ترتيبات أخرى مماثلة تُستخدم فقط كملاذ أخير لأنها تتضمن فصل التيار عن بعض المستهلكين. إذا فشلت استجابة التردد والاحتياطي الدوار في التحكم بتردد الشبكة وانخفض بشكل كبير، فإن مراوح تغذية هواء الاحتراق في غلايات محطات توليد الطاقة تبدأ بالعمل بضغط/سحب غير كافٍ نظرًا لتزامنها ، مما يؤدي إلى انخفاض إنتاج جميع محطات توليد الطاقة في الشبكة بشكل لا رجعة فيه. ولمنع ذلك، يتم فصل المرحلات الحساسة للتردد في المحطات الفرعية بأكملها، مما يؤدي إلى فصل التيار عن مناطق المستهلكين بالكامل وفقًا لجدول زمني محدد مسبقًا.

يستمر هذا حتى يتم، كحل أخير، استبدال مساحات كبيرة يدويًا.

• الشبكة الوطنية
• ما هي خدمات الاحتياط؟، الشبكة الوطنية
• احتياطي التشغيل قصير الأجل ، الشبكة الوطنية
• خدمات استجابة التردد ، الشبكة الوطنية