Mis on elektrivoolu sageduse reguleerimise viisid?

Sageduse reguleerimine (Frequency Regulation) on oluline ülesanne elektrivõrkudes, mille eesmärk on hoida võrgusagedust stabiilse. Elektrisüsteemi sagedus tuleb tavaliselt hoida kindlas vahemikus, näiteks 50 Hz või 60 Hz, et tagada kõigi elektrooniliste seadmete õige toimimine. Siin on mitmed levinud sageduse reguleerimise meetodid:

1. Esmane sageduse reguleerimine

Printsiip: Esmane sageduse reguleerimine saavutatakse genereerimise üksuste väljundvõimu automaatseks korrigeerimiseks nende regulaatoride kaudu lühiajaliste sagedusekiirte reageerimiseks.

Rakendamine: Sobib kiireks reageerimiseks lühiajaliste koormuse muutuste korral.

Toiming: Regulaatorid automaatselt korrigeerivad turbiinidesse virtsata või veevoolu sagedusekiirte põhjal, muutes seeläbi generaatori väljundvõimu.

2. Teine sageduse reguleerimine

Printsiip: Teine sageduse reguleerimine edasi korrigeerib genereerimise üksuste väljundvõimu, rajates esimese sageduse reguleerimisele, kasutades automaatset genereerimise kontrollisüsteeme (AGC), et taastada sagedus oma seadistuspunktini.

Rakendamine: Sobib keskmise aja sageduse reguleerimiseks.

Toiming: AGC süsteemid automaatselt korrigeerivad genereerimise üksuste väljundvõimu sagedusekiirte ja piirkonna kontrollieela (ACE) põhjal.

3. Kolmas sageduse reguleerimine

Printsiip: Kolmas sageduse reguleerimine optimeerib genereerimise üksuste väljundvõimu majandusliku dispaatmiseks, rajates teise sageduse reguleerimisele, et minimeerida genereerimiskulusid.

Rakendamine: Sobib pikema aja sageduse reguleerimiseks ja majanduslikuks dispaatmiseks.

Toiming: Optimeerimisalgoritmid määrame igale genereerimise üksusele optimaalse väljundvõimu, et saavutada sageduse stabiilsus ja kulude minimeerimine.

4. Sageduse reguleerimine energiavarude süsteemide (ESS) abil

Printsiip: Energivarude süsteemid võivad kiiresti laetuda või laetud, et anda või absorbereerida energiat, aidates sageduse stabiilsuse säilitamisel.

Rakendamine: Sobib kiireks reageerimiseks ja lühiajaliseks sageduse reguleerimiseks.

Toiming: Energivarude süsteemid kasutavad energiaelektroonika konverteerijaid (nt inverteerija) sageduse muutuste kiireks reageerimiseks ja vajaliku energiatugi andmiseks.

5. Nõudluse poolt haldamine (DSM)

Printsiip: DSM hõlmab kasutajate soodsustamist, et nad kohandaksid oma elektri tarbimist, aidates sageduse stabiilsuse säilitamisel.

Rakendamine: Sobib keskmise aja sageduse reguleerimiseks.

Toiming: Hindesignaalid, soodsustamismeetodid või intelligentsed võrgutehnoloogiad juhivad kasutajaid vähendama tarbimist tipperioodidel ja suurendama tarbimist madalaperioodidel.

6. Sageduse reguleerimine taastuvenergia allikate (RES) abil

Printsiip: Kasutatakse taastuvenergia allikate (nt tuule- ja päikesepaneelide) kiiret reageerimisoskust, et pakkuda sageduse reguleerimispalveid energiaelektroonika konverteerijate (nt inverteerijate) abil.

Rakendamine: Sobib kiireks reageerimiseks ja lühiajaliseks sageduse reguleerimiseks.

Toiming: Inverteerijad kiiresti korrigeerivad taastuvenergia allikate väljundvõimu sageduse muutuste reageerimiseks.

7. Virtuaalne sinkronne generaator (VSG)

Printsiip: Simuleeritakse sinkroonsete generaatorite dünaamilisi omadusi, et võimaldada jaotatud energiallike allikate (nt inverteerijate) pakkuda sageduse reguleerimispalveid.

Rakendamine: Sobib sageduse reguleerimiseks jaotatud energiallikes allikates ja mikrovõrkudes.

Toiming: Juhtimisalgoritmid panevad inverteerijad järgima sinkroonsete generaatorite käitumist, pakkudes inertsiat ja sageduse reguleerimispalveid.

8. Must start

Printsiip: Taastatakse võrgu töö järele täieliku musta väljakutsumise korral eelnevalt määratud genereerimise üksuste abil, et tagada sageduse stabiilsus.

Rakendamine: Sobib võrgu taastamiseks ja eriolukordade korral.

Toiming: Eelnevalt määratakse teatud genereerimise üksused musta väljakutsumise allikateks, mis käivituvad esimesena võrgu taastamisel, järk-järgult taastades teised genereerimise üksused ja koormused.

Kokkuvõte

Sageduse reguleerimine on oluline viis võrgusageduse stabiilsuse tagamiseks ja seda saab saavutada mitmel erineval viisil. Esmane ja teine sageduse reguleerimine on perussaadused, mis sobivad erinevate aja skaalade sageduse reguleerimiseks. Energivarude süsteemid, nõudluse poolelt haldamine ja taastuvenergia sageduse reguleerimine pakuvad paindlikke viise kiireks reageerimiseks ja lühiajaliseks sageduse reguleerimiseks. Virtuaalsed sinkroonsed generaatorid ja must start mängivad olulist rolli konkreetsetes stsenaariumides.