सहायक सेवाएं (विद्युत शक्ति)

सहायक सेवाएं वे सेवाएं हैं जो विद्युत् संयंत्र से उपभोक्ताओं को विद्युत शक्ति के संचरण का समर्थन करने के लिए आवश्यक हैं, नियंत्रण क्षेत्रों और उन नियंत्रण क्षेत्रों के अंदर पारेषण उपयोगिताओं के दायित्वों को परस्पर विद्युत विद्युत संचरण के विश्वसनीय संचालन को बनाए रखने के लिए है ।

अनुषंगी सेवाएं वे सभी सेवाएं हैं जिनकी पारेषण या वितरण प्रणाली संचालक को पारेषण या वितरण प्रणाली के साथ-साथ विद्युत् की गुणवत्ता की अखंडता और स्थिरता बनाए रखने में सक्षम बनाने के लिए आवश्यकता होती है। सहायक सेवाएं विद्युत ग्रिड के अंदर अभिनेताओं द्वारा प्रदान की जाने वाली विशेष सेवाएं और कार्य हैं जो विद्युत् के निरंतर प्रवाह को सुगम और समर्थन करते हैं, जिससे वास्तविक समय में विद्युत ऊर्जा की मांग पूरी हो सके। सहायक सेवाओं शब्द का उपयोग विद्युत ऊर्जा उत्पादन और विद्युत शक्ति ट्रांसमिशन से परे विभिन्न प्रकार के संचालन को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जो ग्रिड स्थिरता और सुरक्षा को बनाए रखने के लिए आवश्यक हैं। इन सेवाओं में सामान्यतः सक्रिय शक्ति नियंत्रण या आवृत्ति नियंत्रण और प्रतिक्रियाशील शक्ति नियंत्रण या वोल्टेज नियंत्रण, विभिन्न समय-सीमाओं पर सम्मिलित होते हैं। परंपरागत रूप से, जनरेटर जैसी बड़ी उत्पादन इकाइयों द्वारा सहायक सेवाएं प्रदान की जाती रही हैं। अधिक आंतरायिक उत्पादन के एकीकरण और समार्ट ग्रिड प्रौद्योगिकियों के विकास के साथ, सहायक सेवाओं के प्रावधान को छोटी वितरित उत्पादन और खपत इकाइयों तक बढ़ाया गया है।

सहायक सेवाओं के प्रकार
सहायक सेवाओं की दो व्यापक श्रेणियां हैं:
 * आवृत्ति से संबंधित: जड़ता, फ़्रीक्वेंसी कन्टेनमेंट रिज़र्व (एफसीआर), और ऑटोमैटिक आवृत्ति रिस्टोरेशन रिज़र्व (एएफआरआर)
 * गैर-आवृत्ति संबंधी: वोल्टेज नियंत्रण और प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रबंधन और अतिप्रजन प्रबंधन

अन्य प्रकार की सहायक सेवाओं के प्रावधान में सम्मिलित हैं:
 * प्रणाली पुनरारंभ
 * शेड्यूलिंग और प्रेषण
 * हानि की भरपाई
 * निम्नलिखित भार करें
 * प्रणाली संरक्षण
 * ऊर्जा असंतुलन

आवृत्ति नियंत्रण
आवृत्ति नियंत्रण यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता को संदर्भित करता है कि ग्रिड आवृत्ति नाममात्र आवृत्ति की एक विशिष्ट सीमा के अंदर रहती है। विद्युत् उत्पादन और मांग के बीच असंबद्ध आवृत्ति में भिन्नता का कारण बनता है, इसलिए आवृत्ति को उसके नाममात्र मान पर वापस लाने के लिए नियंत्रण सेवाओं की आवश्यकता होती है और यह सुनिश्चित करता है कि यह सीमा से बाहर न हो।

यदि हमारे पास एक जनरेटर के लिए एक ग्राफ है जहां आवृत्ति ऊर्ध्वाधर अक्ष पर है और क्षैतिज अक्ष पर शक्ति है:

$$ slope = -R = \frac{\Delta f}{\Delta P_{m}} $$

जहां P m व्यवस्था की शक्ति में परिवर्तन है। यदि हमारे पास एकाधिक जनरेटर हैं, तो प्रत्येक का अपना R हो सकता है। बीटा को इसके द्वारा पाया जा सकता है:

$$ \beta = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ... + \frac{1}{R_n} $$

शक्ति में परिवर्तन के कारण आवृत्ति में परिवर्तन पाया जा सकता है:

$$ \Delta f = \frac{\Delta P_{m}}{\beta} $$

आवृत्ति में दिए गए परिवर्तन से संबंधित शक्ति में परिवर्तन का पता लगाने के लिए इस सरल समीकरण को पुनर्व्यवस्थित किया जा सकता है।

प्रतिक्रियाशील शक्ति और वोल्टेज नियंत्रण
उपभोक्ता भार एक निश्चित सीमा के अंदर वोल्टेज की अपेक्षा करते हैं, और नियामकों को नाममात्र वोल्टेज के एक निश्चित प्रतिशत के अंदर होने की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, यूएस में यह% 5% है)।

एसी शक्ति या सक्रिय, प्रतिक्रियाशील और स्पष्ट शक्ति का उपयोग वोल्टेज ड्रॉप्स की भरपाई के लिए किया जा सकता है, किंतु वास्तविक विद्युत् की जरूरतों की तुलना में भार के समीप प्रदान किया जाना चाहिए (यह इसलिए है क्योंकि प्रतिक्रियाशील शक्ति ग्रिड के माध्यम से बुरी तरह से यात्रा करती है)। ध्यान दें कि टैप (ट्रांसफार्मर) और वोल्टेज नियामकों का उपयोग करके भी वोल्टेज को नियंत्रित किया जा सकता है।

निर्धारण और प्रेषण
शेड्यूलिंग और प्रेषण आवश्यक हैं क्योंकि अधिकांश विद्युत प्रणालियों में ऊर्जा संचयन लगभग शून्य है, इसलिए किसी भी समय, प्रणाली में विद्युत् (जनरेटर द्वारा उत्पादित) प्रणाली से बाहर की शक्ति (उपभोक्ताओं से मांग) के समान होनी चाहिए। चूंकि उत्पादन को मांग से बहुत निकटता से मेल खाना चाहिए, सावधानीपूर्वक शेड्यूलिंग और प्रेषण आवश्यक है।

सामान्यतः स्वतंत्र प्रणाली ऑपरेटर या ट्रांसमिशन प्रणाली ऑपरेटर द्वारा किया जाता है, दोनों शक्ति ग्रिड की विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए उत्पादन और ट्रांसमिशन इकाइयों की प्रतिबद्धता और समन्वय के लिए समर्पित सेवाएं हैं।

समय-निर्धारण से पहले की कार्रवाइयाँ संदर्भित होती हैं (जैसे अगले सप्ताह एक निश्चित मात्रा में विद्युत् का उत्पादन करने के लिए एक जनरेटर का समय-निर्धारण), जबकि प्रेषण उपलब्ध संसाधनों के वास्तविक समय नियंत्रण को संदर्भित करता है।

ऑपरेटिंग रिजर्व
चूंकि उत्पादन और मांग को पूरी तरह से मेल खाना चाहिए (देखें या शेड्यूलिंग और डिस्पैच), ऑपरेटिंग रिजर्व उत्पादन के बहुत कम होने पर अंतर को पूरा करने में सहायता करते हैं।

एक ऑपरेटिंग रिजर्व एक जनरेटर है जिसे भार को पूरा करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा उत्पादन सुनिश्चित करने के लिए जल्दी से भेजा जा सकता है। स्पिनिंग रिज़र्व जनरेटर हैं जो पहले से ही ऑनलाइन हैं और मांग में तेजी से बदलाव को पूरा करने के लिए अपने विद्युत् उत्पादन को तेजी से बढ़ा सकते हैं। कताई संचय की आवश्यकता होती है क्योंकि मांग कम समय के मापदंड पर भिन्न हो सकती है और तेजी से प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है। अन्य ऑपरेटिंग रिजर्व जेनरेटर हैं जिन्हें ऑपरेटर द्वारा मांग को पूरा करने के लिए भेजा जा सकता है, किंतु यह स्पिनिंग रिजर्व के रूप में जल्दी से प्रतिक्रिया नहीं दे सकता है, और ग्रिड बैटरी संचयन जो दसियों मिलीसेकंड के अंदर प्रतिक्रिया दे सकता है, सामान्यतः स्पिनिंग रिजर्व से भी तेज है ।

नवीकरणीय पीढ़ी
नवीकरणीय उत्पादन के ग्रिड एकीकरण के साथ-साथ अतिरिक्त सहायक सेवाओं की आवश्यकता होती है और इसमें ग्रिड को सहायक सेवाएं प्रदान करने की क्षमता होती है। वितरित जनरेशन प्रणाली और रूफ टॉप सोलर प्रणाली के साथ स्थापित इनवर्टर में कई सहायक सेवाएं प्रदान करने की क्षमता है जो पारंपरिक रूप से कताई जनरेटर और वोल्टेज नियामकों द्वारा प्रदान की जाती हैं। इन सेवाओं में प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षतिपूर्ति, वोल्टेज विनियमन, झलक नियंत्रण, सक्रिय शक्ति फ़िल्टरिंग और हार्मोनिक निरस्तीकरण सम्मिलित हैं। चर-गति जनरेटर के साथ पवन टर्बाइनों में ग्रिड में सिंथेटिक जड़त्व जोड़ने और आवृत्ति नियंत्रण में सहायता करने की क्षमता होती है।  काइसो ने 2018 में 131 मेगावाट ट्यूल विंड फार्म के सिंक्रोन्टर का परीक्षण किया, और पाया कि यह पारंपरिक जनरेटर की तुलना में कुछ ग्रिड सेवाओं के समान या बेहतर प्रदर्शन कर सकता है।  हाइड्रो-क्यूबेक ने 2005 में पहले ग्रिड ऑपरेटर के रूप में सिंथेटिक जड़ता की आवश्यकता प्रारंभ की पवन टरबाइन डिजाइन या ब्लेड की जड़ता के क्षण के साथ विद्युत् इलेक्ट्रॉनिक्स को जोड़कर आवृत्ति ड्रॉप का प्रतियोगी करते हुए अस्थायी 6% विद्युत् की वृद्धि की मांग की इसी तरह की आवश्यकताएं 2016 में यूरोप में प्रयुक्त हुईं।

विद्युत वाहन
प्लग-इन विद्युत वाहन में ग्रिड को सहायक सेवाएं प्रदान करने के लिए उपयोग करने की क्षमता है, विशेष रूप से भार विनियमन और कताई संचय प्लग-इन विद्युत वाहन वितरित ऊर्जा संचयन की तरह व्यवहार कर सकते हैं और द्विदिश प्रवाह के माध्यम से ग्रिड को वापस विद्युत् देने की क्षमता रखते हैं, जिसे वाहन-से-ग्रिड (वी2जी) कहा जाता है। प्लग-इन विद्युत वाहनों में तेज दर पर विद्युत् की आपूर्ति करने की क्षमता होती है जो उन्हें स्पिनिंग रिजर्व की तरह उपयोग करने में सक्षम बनाती है और हवा और सौर जैसे आंतरायिक उत्पादन के बढ़ते उपयोग के साथ ग्रिड स्थिरता प्रदान करती है। संदर्भ में उद्धृत अध्ययन के अनुसार, जो वाहनों के एक बेड़े से वी2जी ऊर्जा की बिक्री के साथ ऑपरेटिंग रिजर्व सहायक सेवा की प्रस्तुति की लाभप्रदता की तुलना करता है, केवल वी2जी ऊर्जा बेचने की तुलना में ऑपरेटिंग रिजर्व विनियमन सेवा प्रदान करना अधिक लाभदायक है। चूँकि सहायक सेवाएं प्रदान करने के लिए विद्युत वाहनों का उपयोग करने की विधियों को अभी तक व्यापक रूप से प्रयुक्त नहीं किया गया है, किंतु उनकी क्षमता की बहुत प्रत्याशा है।

यह भी देखें

 * राष्ट्रीय ग्रिड रिजर्व सेवा
 * उपलब्धता-आधारित टैरिफ
 * निम्नलिखित विद्युत् संयंत्र भार करें
 * वर्चुअल शक्ति प्लांट

संदर्भ

 * U.S. Federal Energy Regulatory Commission 1995, Promoting Wholesale Competition Through Open Access Non-discriminatory Transmission Services by Public Utilities, Docket RM95-8-000, Washington, DC, March 29.
 * E. Hirst and B. Kirby, “Ancillary Services,” Oak Ridge National Laboratory, Technical Report ORNL/CON 310, February 1996. https://web.archive.org/web/20150225160053/http://web.ornl.gov/~webworks/cpr/rpt/84170.pdf
 * Operations, Power Exchange. "Guide to Ancillary Services in the National Electricity Market." (2010).
 * ARENAWIRE, “What is Frequency Control Ancillary Services?” February 1996. https://arena.gov.au/blog/what-is-frequency-control-ancillary-services/