Apakah cara-cara pengaturan frekuensi elektrik?

Penyelarasan frekuensi (Frequency Regulation) adalah tugas penting dalam sistem tenaga, bertujuan untuk memelihara kestabilan frekuensi grid. Frekuensi sistem tenaga biasanya perlu dikekalkan dalam julat tertentu, seperti 50 Hz atau 60 Hz, untuk memastikan operasi yang betul bagi semua peralatan elektrik. Berikut adalah beberapa kaedah penyelarasan frekuensi yang biasa:

1. Kawalan Frekuensi Utama

Prinsip: Kawalan frekuensi utama dicapai dengan menyesuaikan secara automatik output kuasa unit penjana melalui penggubal mereka untuk merespon kepada penyimpangan frekuensi jangka pendek.

Penggunaan: Sesuai untuk respons cepat terhadap perubahan beban jangka pendek.

Operasi: Penggubal secara automatik menyesuaikan aliran wap atau air ke turbin berdasarkan penyimpangan frekuensi, seterusnya mengubah output kuasa penjana.

2. Kawalan Frekuensi Sekunder

Prinsip: Kawalan frekuensi sekunder menyesuaikan lebih lanjut output kuasa unit penjana, berasaskan kawalan frekuensi utama, menggunakan Sistem Kawalan Penjanaan Automatik (AGC) untuk memulihkan frekuensi ke titik set.

Penggunaan: Sesuai untuk kawalan frekuensi jangka sederhana.

Operasi: Sistem AGC secara automatik menyesuaikan output kuasa unit penjana berdasarkan penyimpangan frekuensi dan Ralat Kawalan Kawasan (ACE).

3. Kawalan Frekuensi Tersier

Prinsip: Kawalan frekuensi tersier mengoptimumkan output kuasa unit penjana untuk penghantaran ekonomi, berasaskan kawalan frekuensi sekunder, untuk meminimumkan kos penjanaan.

Penggunaan: Sesuai untuk kawalan frekuensi jangka panjang dan penghantaran ekonomi.

Operasi: Algoritma pengoptimuman menentukan output kuasa optimum bagi setiap unit penjana untuk mencapai kestabilan frekuensi dan pengurangan kos.

4. Penyelarasan Frekuensi Menggunakan Sistem Penyimpanan Tenaga (ESS)

Prinsip: Sistem penyimpanan tenaga boleh muat atau lepaskan dengan cepat untuk memberikan atau menyerap kuasa, membantu memelihara kestabilan frekuensi.

Penggunaan: Sesuai untuk respons cepat dan penyelarasan frekuensi jangka pendek.

Operasi: Sistem penyimpanan tenaga menggunakan pemindah kuasa elektronik (seperti inverter) untuk merespon dengan cepat kepada perubahan frekuensi dan menyediakan sokongan kuasa yang diperlukan.

5. Pengurusan Sisi Permintaan (DSM)

Prinsip: DSM melibatkan insentif kepada pengguna untuk menyesuaikan penggunaan elektrik mereka untuk membantu memelihara kestabilan frekuensi grid.

Penggunaan: Sesuai untuk kawalan frekuensi jangka sederhana.

Operasi: Isyarat harga, mekanisme insentif, atau teknologi grid pintar mengarahkan pengguna untuk mengurangkan penggunaan semasa puncak dan meningkatkan penggunaan semasa lembah.

6. Penyelarasan Frekuensi Menggunakan Sumber Tenaga Boleh Diperbaharui (RES)

Prinsip: Gunakan kemampuan respon cepat sumber tenaga boleh diperbaharui (seperti angin dan solar) untuk menyediakan perkhidmatan penyelarasan frekuensi melalui pemindah kuasa elektronik (seperti inverter).

Penggunaan: Sesuai untuk respons cepat dan penyelarasan frekuensi jangka pendek.

Operasi: Inverter dengan cepat menyesuaikan output kuasa sumber tenaga boleh diperbaharui untuk merespon kepada perubahan frekuensi.

7. Penjana Sintetik Maya (VSG)

Prinsip: Meniru ciri dinamik penjana sinkron untuk membolehkan sumber tenaga tersebar (seperti inverter) menyediakan kemampuan penyelarasan frekuensi.

Penggunaan: Sesuai untuk penyelarasan frekuensi dalam sumber tenaga tersebar dan mikrogrid.

Operasi: Algoritma kawalan membuat inverter meniru tingkah laku penjana sinkron, menyediakan inertia dan sokongan penyelarasan frekuensi.

8. Start Hitam

Prinsip: Memulihkan operasi grid selepas pemadaman sepenuh menggunakan unit penjana yang ditetapkan sebelumnya untuk memastikan kestabilan frekuensi.

Penggunaan: Sesuai untuk pemulihan grid dan situasi kecemasan.

Operasi: Tetapkan tertentu unit penjana sebagai sumber start hitam, yang mula beroperasi pertama semasa pemulihan grid, secara beransur-ansur memulihkan unit penjana lain dan beban.

Kesimpulan

Penyelarasan frekuensi adalah cara penting untuk memastikan kestabilan frekuensi grid dan boleh dicapai melalui pelbagai kaedah. Kawalan frekuensi utama dan sekunder adalah kaedah asas yang sesuai untuk masa berbeza kawalan frekuensi. Sistem penyimpanan tenaga, pengurusan sisi permintaan, dan penyelarasan frekuensi sumber tenaga boleh diperbaharui menyediakan cara fleksibel untuk respons cepat dan penyelarasan frekuensi jangka pendek. Penjana sintetik maya dan start hitam memainkan peranan penting dalam skenario tertentu.