מהן דרכים לבקרת תדר חשמל?

רגולציה של תדר (Frequency Regulation) היא משימה חיונית במערכות חשמל, שנועדה לשמור על יציבות תדר הרשת. תדר מערכת החשמל צריך להישמר בדרך כלל בתוך טווח מסוים, כגון 50 הרץ או 60 הרץ, כדי להבטיח את הפעולה הנכונה של כל הציוד החשמלי. הנה כמה מהשיטות הנפוצות לרגולציה של תדר:

1. רגולציה ראשונית של תדר

עקרון: רגולציה ראשונית של תדר מושגת על ידי התאמה אוטומטית של הפלט החשמלי של יחידות ייצור באמצעות מתגי פיקוד שלהם בתגובה לשינויי תדר קצרים.

יישום: מתאים לתגובה מהירה לשינויי עומס קצרים.

פעולת: המתגים מתאימים באופן אוטומטי את זרימת הקיטור או המים לטורבינות בהתאם לשינויי תדר, ובכך משנה את פלט הגנרטור.

2. רגולציה שנייה של תדר

עקרון: רגולציה שנייה של תדר מתאימה את פלט הכוח של יחידות הייצור, מעל לרגולציה הראשונית, באמצעות מערכות שליטה אוטומטית בייצור (AGC) כדי לשחזר את התדר למצבו המקורי.

יישום: מתאים לשליטה בינונית בתדר.

פעולת: מערכות AGC מתאימות באופן אוטומטי את פלט הכוח של יחידות הייצור בהתאם לשינויי תדר וטעויות שליטה אזורית (ACE).

3. רגולציה שלישית של תדר

עקרון: רגולציה שלישית של תדר אופטימיזה את פלט הכוח של יחידות הייצור עבור הפצה כלכלית, מעל לרגולציה השנייה, כדי לצמצם את עלויות הייצור.

יישום: מתאים לשליטה ארוכת טווח בתדר והפצה כלכלית.

פעולת: אלגוריתמי אופטימיזציה קובעים את הפלט האופטימלי לכל יחידה לייצור כדי להשיג יציבות תדר ומינימום עלויות.

4. רגולציה של תדר באמצעות מערכות אחסון אנרגיה (ESS)

עקרון: מערכות אחסון אנרגיה יכולות לנצל או לשחרר אנרגיה במהירות כדי לספק או לספוג כוח, ולסייע שמירת יציבות תדר.

יישום: מתאים לתגובה מהירה ורגולציה קצרת טווח של תדר.

פעולת: מערכות אחסון אנרגיה משתמשות במעברי אנרגיה אלקטרוניים (כמו מפאיירים) כדי לענות במהירות לשינויי תדר ולהספק תמיכה אנרגטית הנדרשת.

5. ניהול צד הדרישה (DSM)

עקרון: DSM כולל עידוד משתמשים להתאים את צריכת החשמל שלהם כדי לעזור שמירת יציבות תדר הרשת.

יישום: מתאים לשליטה בינונית בתדר.

פעולת: אותות מחיר, מכניות עידוד או טכנולוגיות רשת חכמה מדריכים משתמשים להפחית את הצריכה בשעות השיא ולהגדיל אותה בשעות העומק.

6. רגולציה של תדר באמצעות מקורות אנרגיה מתחדשים (RES)

עקרון: שימוש בהישגונות התגובה המהירה של מקורות אנרגיה מתחדשים (כמו רוח ושמש) כדי לספק שירותים של רגולציה של תדר באמצעות מעברי אנרגיה אלקטרוניים (כמו מפאיירים).

יישום: מתאים לתגובה מהירה ורגולציה קצרת טווח של תדר.

פעולת: המפאיירים מתאימים במהירות את פלט הכוח של מקורות האנרגיה המתחדשים בתגובה לשינויי תדר.

7. גנרטור סינכרוני וירטואלי (VSG)

עקרון: הדמיה של מאפייני הדינמיקה של גנרטורים סינכרונים מאפשרת למקורות אנרגיה מבוזרים (כמו מפאיירים) לספק יכולות של רגולציה של תדר.

יישום: מתאים לרגולציה של תדר במקורות אנרגיה מבוזרים וברשתות מיקרו.

פעולת: אלגוריתמים של שליטה גורמים למפאיירים לדמות את התנהגות הגנרטורים הסינכרונים, ומספקים התנגדות ותמיכה ברגולציה של תדר.

8. הזנקה שחורה (Black Start)

עקרון: שחזור פעולת הרשת לאחר כיבוי מלא באמצעות יחידות ייצור מוקדמות כדי להבטיח יציבות תדר.

יישום: מתאים לשחזור רשת וסיטואציות חירום.

פעולת: בחירת יחידות ייצור מסוימות כאזנקה שחורה, שהן מתחילות ראשונות במהלך השחזור, והדרגתי השבת יחידות ייצור אחרות והתקנים.

סיכום

רגולציה של תדר היא אמצעי קריטי להבטיח יציבות תדר הרשת יכולה להיות מושגת דרך שיטות שונות. רגולציה ראשונית ושנייה של תדר הן שיטות בסיסיות המתאימות לשליטה בטווחי זמן שונים. מערכות אחסון אנרגיה, ניהול צד הדרישה ורגולציה של תדר באמצעות אנרגיה מתחדשת מספקות אמצעים גמישים לתגובה מהירה ורגולציה קצרת טווח. גנרטורים סינכרוניים וירטואליים והזנקה שחורה משחקים תפקידים חשובים בסituations ספציפיים.