विद्युत आवृत्ति नियंत्रण के तरीके क्या हैं

आवृत्ति नियंत्रण (Frequency Regulation) विद्युत प्रणालियों में स्थिरता बनाए रखने का एक महत्वपूर्ण कार्य है। आमतौर पर विद्युत प्रणाली की आवृत्ति को 50 Hz या 60 Hz जैसे विशिष्ट परिसर में रखना आवश्यक होता है ताकि सभी विद्युत उपकरणों का सही संचालन सुनिश्चित किया जा सके। यहाँ आवृत्ति नियंत्रण के कई सामान्य तरीके दिए गए हैं:

1. प्राथमिक आवृत्ति नियंत्रण

सिद्धांत: प्राथमिक आवृत्ति नियंत्रण छोटे समय के आवृत्ति विचलनों पर प्रतिक्रिया के लिए उत्पादन इकाइयों की आउटपुट शक्ति को उनके गवर्नर्स के माध्यम से स्वचालित रूप से समायोजित करके प्राप्त किया जाता है।

अनुप्रयोग: छोटे समय के लोड परिवर्तनों पर त्वरित प्रतिक्रिया के लिए उपयुक्त।

संचालन: गवर्नर्स आवृत्ति विचलनों के आधार पर टर्बाइनों में भाप या पानी के प्रवाह को स्वचालित रूप से समायोजित करते हैं, जिससे जनित्र की आउटपुट शक्ति में परिवर्तन होता है।

2. द्वितीयक आवृत्ति नियंत्रण

सिद्धांत: द्वितीयक आवृत्ति नियंत्रण प्राथमिक आवृत्ति नियंत्रण पर निर्भर करता है और ऑटोमैटिक जनरेशन कंट्रोल (AGC) प्रणालियों का उपयोग करके आवृत्ति को निर्धारित बिंदु पर वापस लाने के लिए उत्पादन इकाइयों की आउटपुट शक्ति को आगे समायोजित करता है।

अनुप्रयोग: मध्यम समय के आवृत्ति नियंत्रण के लिए उपयुक्त।

संचालन: AGC प्रणालियाँ आवृत्ति विचलनों और क्षेत्र नियंत्रण त्रुटि (ACE) के आधार पर उत्पादन इकाइयों की आउटपुट शक्ति को स्वचालित रूप से समायोजित करती हैं।

3. तृतीयक आवृत्ति नियंत्रण

सिद्धांत: तृतीयक आवृत्ति नियंत्रण द्वितीयक आवृत्ति नियंत्रण पर निर्भर करता है और उत्पादन लागत को कम करने के लिए उत्पादन इकाइयों की आउटपुट शक्ति को अर्थव्यवस्थात्मक डिस्पैच के लिए अनुकूलित करता है।

अनुप्रयोग: लंबे समय के आवृत्ति नियंत्रण और अर्थव्यवस्थात्मक डिस्पैच के लिए उपयुक्त।

संचालन: अनुकूलन एल्गोरिदम प्रत्येक उत्पादन इकाई के लिए आवृत्ति स्थिरता और लागत कमी प्राप्त करने के लिए इष्टतम आउटपुट शक्ति निर्धारित करते हैं।

4. ऊर्जा संचय प्रणालियों (ESS) का उपयोग करके आवृत्ति नियंत्रण

सिद्धांत: ऊर्जा संचय प्रणालियाँ शक्ति प्रदान या अवशोषण करने के लिए तेजी से चार्ज या डिस्चार्ज कर सकती हैं, जो आवृत्ति स्थिरता बनाए रखने में मदद करता है।

अनुप्रयोग: त्वरित प्रतिक्रिया और छोटे समय के आवृत्ति नियंत्रण के लिए उपयुक्त।

संचालन: ऊर्जा संचय प्रणालियाँ आवृत्ति परिवर्तनों पर तेजी से प्रतिक्रिया करने और आवश्यक शक्ति समर्थन प्रदान करने के लिए शक्ति इलेक्ट्रोनिक्स कन्वर्टर्स (जैसे इनवर्टर) का उपयोग करती हैं।

5. मांग पक्ष प्रबंधन (DSM)

सिद्धांत: DSM उपयोगकर्ताओं को अपनी विद्युत खपत को समायोजित करने के लिए प्रोत्साहित करता है ताकि ग्रिड आवृत्ति स्थिरता बनाए रखी जा सके।

अनुप्रयोग: मध्यम समय के आवृत्ति नियंत्रण के लिए उपयुक्त।

संचालन: मूल्य संकेत, प्रोत्साहन तंत्र या स्मार्ट ग्रिड तकनीकें उपयोगकर्ताओं को शिखर घंटों में खपत को कम करने और गैर-शिखर घंटों में खपत को बढ़ाने के लिए दिशा देती हैं।

6. नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों (RES) का उपयोग करके आवृत्ति नियंत्रण

सिद्धांत: नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों (जैसे वायु और सौर) की तेज प्रतिक्रिया क्षमता का उपयोग करके शक्ति इलेक्ट्रोनिक्स कन्वर्टर्स (जैसे इनवर्टर) के माध्यम से आवृत्ति नियंत्रण सेवाएं प्रदान की जाती हैं।

अनुप्रयोग: त्वरित प्रतिक्रिया और छोटे समय के आवृत्ति नियंत्रण के लिए उपयुक्त।

संचालन: इनवर्टर आवृत्ति परिवर्तनों पर तेजी से नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की आउटपुट शक्ति को समायोजित करते हैं।

7. वर्चुअल सिंक्रोनस जनरेटर (VSG)

सिद्धांत: सिंक्रोनस जनरेटरों की गतिक विशेषताओं की नकल करके वितरित शक्ति स्रोतों (जैसे इनवर्टर) को आवृत्ति नियंत्रण क्षमताएं प्रदान करने की क्षमता।

अनुप्रयोग: वितरित शक्ति स्रोतों और माइक्रोग्रिड में आवृत्ति नियंत्रण के लिए उपयुक्त।

संचालन: नियंत्रण एल्गोरिदम इनवर्टर को सिंक्रोनस जनरेटरों की व्यवहार की तरह कार्य करने के लिए बनाते हैं, जो इनर्शिया और आवृत्ति नियंत्रण समर्थन प्रदान करते हैं।

8. ब्लैक स्टार्ट

सिद्धांत: पूर्वनिर्धारित उत्पादन इकाइयों का उपयोग करके पूर्ण अंधकार के बाद ग्रिड संचालन को फिर से स्थापित करना ताकि आवृत्ति स्थिरता सुनिश्चित की जा सके।

अनुप्रयोग: ग्रिड पुनरुत्थान और आपात स्थितियों के लिए उपयुक्त।

संचालन: कुछ उत्पादन इकाइयों को ब्लैक स्टार्ट स्रोतों के रूप में पूर्वनिर्धारित किया जाता है, जो ग्रिड पुनरुत्थान के दौरान पहले शुरू होते हैं, धीरे-धीरे अन्य उत्पादन इकाइयों और लोडों को वापस स्थापित करते हैं।

सारांश

आवृत्ति नियंत्रण ग्रिड आवृत्ति की स्थिरता सुनिश्चित करने का एक महत्वपूर्ण साधन है और विभिन्न तरीकों से प्राप्त किया जा सकता है। प्राथमिक और द्वितीयक आवृत्ति नियंत्रण विभिन्न समय पैमानों के लिए आवृत्ति नियंत्रण के लिए बुनियादी तरीके हैं। ऊर्जा संचय प्रणालियाँ, मांग पक्ष प्रबंधन और नवीकरणीय ऊर्जा आवृत्ति नियंत्रण त्वरित प्रतिक्रिया और छोटे समय के आवृत्ति नियंत्रण के लिए लचीले तरीके प्रदान करते हैं। वर्चुअल सिंक्रोनस जनरेटर और ब्लैक स्टार्ट विशिष्ट परिस्थितियों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।