Koji su načini regulacije električne frekvencije

Regulacija frekvencije (Frequency Regulation) je ključna zadaća u elektroenergetskim sustavima, koja ima za cilj održavanje stabilnosti mrežne frekvencije. Frekvencija elektroenergetske mreže obično mora biti održana unutar određenog raspona, poput 50 Hz ili 60 Hz, kako bi se osiguralo pravilno funkcioniranje svih električnih uređaja. Evo nekoliko uobičajenih metoda regulacije frekvencije:

1. Primarna kontrola frekvencije

Princip: Primarna kontrola frekvencije ostvaruje se automatskim prilagođavanjem izlazne snage generatora kroz njihove regulatorne jedinice kako bi se odgovorilo na kratkoročne odstupanja frekvencije.

Primjena: Pogodna za brz odgovor na kratkoročne promjene opterećenja.

Funkcija: Regulatori automatski prilagođavaju protok pare ili vode turbine na temelju odstupanja frekvencije, time mijenjajući izlaznu snagu generatora.

2. Sekundarna kontrola frekvencije

Princip: Sekundarna kontrola frekvencije dodatno prilagođava izlaznu snagu generatora, nadograđujući primarnu kontrolu frekvencije, koristeći sustave automatizirane kontrole generacije (AGC) kako bi se frekvencija vratila na postavljeni referentni točku.

Primjena: Pogodna za srednjeročnu kontrolu frekvencije.

Funkcija: Sustavi AGC automatski prilagođavaju izlaznu snagu generatora na temelju odstupanja frekvencije i greške kontrole područja (ACE).

3. Tercijarna kontrola frekvencije

Princip: Tercijarna kontrola frekvencije optimizira izlaznu snagu generatora za ekonomsku raspodjelu, nadograđujući sekundarnu kontrolu frekvencije, kako bi se smanjili troškovi proizvodnje.

Primjena: Pogodna za dugoročnu kontrolu frekvencije i ekonomsku raspodjelu.

Funkcija: Optimizacijski algoritmi određuju optimalnu izlaznu snagu za svaki generator kako bi se postigla stabilnost frekvencije i minimizirani troškovi.

4. Regulacija frekvencije pomoću sustava za pohranu energije (ESS)

Princip: Sustavi za pohranu energije mogu brzo nabijati ili ispraznjivati kako bi pružali ili apsorbirali snagu, pomažući pri održavanju stabilnosti frekvencije.

Primjena: Pogodna za brz odgovor i kratkoročnu regulaciju frekvencije.

Funkcija: Sustavi za pohranu energije koriste pretvarače strujnih napona (poput invertera) kako bi brzo odgovarali na promjene frekvencije i pružali potrebnu podršku snage.

5. Upravljanje stranom potražnje (DSM)

Princip: DSM uključuje motiviranje korisnika da prilagode svoju potrošnju električne energije kako bi pomogli održati stabilnost mrežne frekvencije.

Primjena: Pogodna za srednjeročnu kontrolu frekvencije.

Funkcija: Cijene, incitativni mehanizmi ili tehnologije pametne mreže upućuju korisnike da smanje potrošnju tijekom vrhunskih sati i povećaju potrošnju tijekom manje opterećenih sati.

6. Regulacija frekvencije pomoću izvora obnovljive energije (RES)

Princip: Iskoristite brze odgovorne sposobnosti izvora obnovljive energije (poput vjetra i sunca) kako bi se pružale usluge regulacije frekvencije putem pretvarača strujnih napona (poput invertera).

Primjena: Pogodna za brz odgovor i kratkoročnu regulaciju frekvencije.

Funkcija: Inverteri brzo prilagođavaju izlaznu snagu izvora obnovljive energije kako bi odgovarali na promjene frekvencije.

7. Virtualni sinkroni generator (VSG)

Princip: Simulirajte dinamičke karakteristike sinkronih generatora kako bi distribuirani izvori snage (poput invertera) pružali sposobnosti regulacije frekvencije.

Primjena: Pogodna za regulaciju frekvencije u distribuiranim izvorima snage i mikromrežama.

Funkcija: Kontrolni algoritmi dovode do toga da inverteri imitiraju ponašanje sinkronih generatora, pružajući inerciju i podršku u regulaciji frekvencije.

8. Crni start

Princip: Vrati operaciju mreže nakon potpunog isključivanja korištenjem predodređenih generatora kako bi se osigurala stabilnost frekvencije.

Primjena: Pogodna za oporavak mreže i hitne situacije.

Funkcija: Predodređeni generatori su izabrani kao izvori crnog starta, koji se prvi pokrenu tijekom oporavka mreže, postepeno vraćajući druge generatore i opterećenja.

Sažetak

Regulacija frekvencije je ključno sredstvo za osiguranje stabilnosti mrežne frekvencije i može se postići različitim metodama. Primarna i sekundarna kontrola frekvencije su osnovne metode pogodne za različite vremenske okvire kontrole frekvencije. Sustavi za pohranu energije, upravljanje stranom potražnje i regulacija frekvencije izvora obnovljive energije pružaju fleksibilne sredstva za brz odgovor i kratkoročnu regulaciju frekvencije. Virtualni sinkroni generatori i crni start igraju važne uloge u specifičnim scenarijima.