Ano ang mga paraan ng pag-regulate ng frequency ng kuryente?

Ang pag-aayos ng pagsasahimpapawid (Frequency Regulation) ay isang mahalagang tungkulin sa mga sistema ng kuryente, na may layuning panatilihin ang estabilidad ng pagsasahimpapawid ng grid. Ang pagsasahimpapawid ng isang sistema ng kuryente kadalasang kailangang i-maintain sa loob ng partikular na saklaw, tulad ng 50 Hz o 60 Hz, upang matiyak ang tamang operasyon ng lahat ng mga kagamitan ng kuryente. Narito ang ilang karaniwang paraan ng pag-aayos ng pagsasahimpapawid:

1. Unang Pag-aayos ng Pagsasahimpapawid

Prinsipyo: Ang unang pag-aayos ng pagsasahimpapawid ay natutugunan sa pamamagitan ng awtomatikong pag-aayos ng output power ng mga generating units sa pamamagitan ng kanilang mga governor upang tugunan ang maikling termino na pagbabago ng pagsasahimpapawid.

Pangangailangan: Angkop para sa mabilis na tugon sa maikling termino na pagbabago ng load.

Operasyon: Ang mga governor ay awtomatikong nagsasama-sama ng flow ng steam o tubig sa mga turbine batay sa pagbabago ng pagsasahimpapawid, na nagreresulta sa pagbabago ng output power ng generator.

2. Ikalawang Pag-aayos ng Pagsasahimpapawid

Prinsipyo: Ang ikalawang pag-aayos ng pagsasahimpapawid ay higit pang nagsasama-sama ng output power ng mga generating units, na nagpapatuloy sa unang pag-aayos ng pagsasahimpapawid, gamit ang Automatic Generation Control (AGC) systems upang ibalik ang pagsasahimpapawid sa set point nito.

Pangangailangan: Angkop para sa medyo mahabang termino na pag-aayos ng pagsasahimpapawid.

Operasyon: Ang mga AGC systems ay awtomatikong nagsasama-sama ng output power ng mga generating units batay sa pagbabago ng pagsasahimpapawid at Area Control Error (ACE).

3. Ikatlong Pag-aayos ng Pagsasahimpapawid

Prinsipyo: Ang ikatlong pag-aayos ng pagsasahimpapawid ay optimizes ang output power ng mga generating units para sa economic dispatch, na nagpapatuloy sa ikalawang pag-aayos ng pagsasahimpapawid, upang minimisahan ang cost ng pag-generate.

Pangangailangan: Angkop para sa mahabang termino na pag-aayos ng pagsasahimpapawid at economic dispatch.

Operasyon: Ang mga algoritmo ng pag-optimize ay nagtutukoy ng optimal na output power para sa bawat generating unit upang matiyak ang estabilidad ng pagsasahimpapawid at minimisahan ang cost.

4. Pag-aayos ng Pagsasahimpapawid Gamit ang Energy Storage Systems (ESS)

Prinsipyo: Ang energy storage systems ay maaaring mabilis na mag-charge o mag-discharge upang magbigay o mag-absorb ng power, na tumutulong sa pagpapanatili ng estabilidad ng pagsasahimpapawid.

Pangangailangan: Angkop para sa mabilis na tugon at maikling termino na pag-aayos ng pagsasahimpapawid.

Operasyon: Ang energy storage systems ay gumagamit ng power electronics converters (tulad ng inverters) upang mabilis na tumugon sa pagbabago ng pagsasahimpapawid at magbigay ng kinakailangang suporta ng power.

5. Demand Side Management (DSM)

Prinsipyo: Ang DSM ay nagbibigay ng insentibo sa mga user upang ayusin ang kanilang konsumo ng kuryente upang matiyak ang estabilidad ng pagsasahimpapawid ng grid.

Pangangailangan: Angkop para sa medyo mahabang termino na pag-aayos ng pagsasahimpapawid.

Operasyon: Ang mga price signals, insentivo mechanisms, o smart grid technologies ay nagbabayad-bayan sa mga user na bawasan ang konsumo sa peak hours at dagdagan ang konsumo sa off-peak hours.

6. Pag-aayos ng Pagsasahimpapawid Gamit ang Renewable Energy Sources (RES)

Prinsipyo: Gumagamit ng mabilis na tugon ng renewable energy sources (tulad ng hangin at solar) upang magbigay ng frequency regulation services sa pamamagitan ng power electronics converters (tulad ng inverters).

Pangangailangan: Angkop para sa mabilis na tugon at maikling termino na pag-aayos ng pagsasahimpapawid.

Operasyon: Ang mga inverter ay mabilis na nagsasama-sama ng output power ng renewable energy sources upang tumugon sa pagbabago ng pagsasahimpapawid.

7. Virtual Synchronous Generator (VSG)

Prinsipyo: Simula ang dynamic characteristics ng synchronous generators upang payagan ang distributed power sources (tulad ng inverters) na magbigay ng frequency regulation capabilities.

Pangangailangan: Angkop para sa frequency regulation sa distributed power sources at microgrids.

Operasyon: Ang mga control algorithms ay nagpapahintulot sa mga inverter na sumunod sa behavior ng synchronous generators, nagbibigay ng inertia at suporta sa frequency regulation.

8. Black Start

Prinsipyo: Ibalik ang operasyon ng grid pagkatapos ng buong blackout gamit ang pre-designated generating units upang matiyak ang estabilidad ng pagsasahimpapawid.

Pangangailangan: Angkop para sa grid recovery at emergency situations.

Operasyon: Ang ilang pre-designated generating units ay itinalaga bilang black start sources, na unang nagsisimula sa panahon ng grid recovery, na unti-unting nagsisimula ng iba pang generating units at loads.

Buod

Ang pag-aayos ng pagsasahimpapawid ay isang mahalagang paraan upang matiyak ang estabilidad ng pagsasahimpapawid ng grid at maaaring matamo sa pamamagitan ng iba't ibang paraan. Ang unang at ikalawang pag-aayos ng pagsasahimpapawid ay mga basic methods na angkop para sa iba't ibang timescales ng pag-aayos ng pagsasahimpapawid. Ang energy storage systems, demand side management, at renewable energy frequency regulation ay nagbibigay ng flexible means para sa mabilis na tugon at maikling termino na pag-aayos ng pagsasahimpapawid. Ang virtual synchronous generators at black start ay may mahalagang papel sa partikular na scenarios.