Wat zijn de manieren van elektriciteitsfrequentieregeling?

Frequentie-regeling (Frequency Regulation) is een essentiële taak in elektriciteitsnetwerken, gericht op het behoud van de stabiliteit van de netfrequentie. De frequentie van een elektriciteitsnetwerk moet meestal binnen een specifiek bereik worden gehouden, zoals 50 Hz of 60 Hz, om het juiste functioneren van alle elektrische apparatuur te waarborgen. Hier zijn enkele veelvoorkomende methoden voor frequentie-regeling:

1. Primaire Frequentie-Regeling

Principe: Primaire frequentie-regeling wordt bereikt door automatisch de uitvoerkracht van generatoren via hun regelaars aan te passen om te reageren op korte-termijn frequentiedeviaties.

Toepassing: Geschikt voor snelle reactie op korte-termijn belastingsveranderingen.

Werking: Regelaars passen automatisch de stoom- of waterstroom naar turbines aan op basis van frequentiedeviaties, waardoor de uitvoerkracht van de generator verandert.

2. Secundaire Frequentie-Regeling

Principe: Secundaire frequentie-regeling past de uitvoerkracht van generatoren verder aan, gebaseerd op primaire frequentie-regeling, met behulp van Automatic Generation Control (AGC)-systemen om de frequentie terug te brengen naar het ingestelde punt.

Toepassing: Geschikt voor middellange-termijn frequentie-regeling.

Werking: AGC-systemen passen automatisch de uitvoerkracht van generatoren aan op basis van frequentiedeviaties en Area Control Error (ACE).

3. Tertiaire Frequentie-Regeling

Principe: Tertiaire frequentie-regeling optimaliseert de uitvoerkracht van generatoren voor economische dispatch, gebaseerd op secundaire frequentie-regeling, om de generatiekosten te minimaliseren.

Toepassing: Geschikt voor langetermijn frequentie-regeling en economische dispatch.

Werking: Optimalisatie-algoritmen bepalen de optimale uitvoerkracht voor elke generator om frequentiestabiliteit en kostenminimalisatie te bereiken.

4. Frequentie-Regeling Met Energieopslagsystemen (ESS)

Principe: Energieopslagsystemen kunnen snel opladen of ontladen om vermogen te leveren of op te nemen, waardoor de frequentiestabiliteit wordt ondersteund.

Toepassing: Geschikt voor snelle reactie en korte-termijn frequentie-regeling.

Werking: Energieopslagsystemen gebruiken vermogens elektronica-converters (zoals inverters) om snel te reageren op frequentieveranderingen en de nodige vermogensondersteuning te bieden.

5. Vraagzijde Beheer (DSM)

Principe: DSM houdt in dat gebruikers worden aangemoedigd om hun elektriciteitsconsumptie aan te passen om de frequentiestabiliteit van het netwerk te helpen handhaven.

Toepassing: Geschikt voor middellange-termijn frequentie-regeling.

Werking: Prijsseinen, stimuleringsmechanismen of slimme netwerktechnologieën leiden gebruikers aan om hun consumptie tijdens piekuren te verminderen en tijdens daluren te verhogen.

6. Frequentie-Regeling Met Vernieuwbare Energiebronnen (RES)

Principe: Gebruikmaken van de snelle reactievermogens van hernieuwbare energiebronnen (zoals wind en zon) om frequentie-regelingsdiensten te leveren via vermogens elektronica-converters (zoals inverters).

Toepassing: Geschikt voor snelle reactie en korte-termijn frequentie-regeling.

Werking: Inverters passen snel de uitvoerkracht van hernieuwbare energiebronnen aan om te reageren op frequentieveranderingen.

7. Virtuele Synchrone Generator (VSG)

Principe: Simuleer de dynamische eigenschappen van synchrone generatoren om gedistribueerde energiebronnen (zoals inverters) in staat te stellen frequentie-regelingscapaciteiten te bieden.

Toepassing: Geschikt voor frequentie-regeling in gedistribueerde energiebronnen en microgrids.

Werking: Besturingssystemen laten inverters het gedrag van synchrone generatoren nabootsen, waardoor inertie en frequentie-regelingsondersteuning wordt geleverd.

8. Black Start

Principe: Herstel de netwerkoperatie na een volledige stroomuitval met behulp van vooraf aangeduide generatoren om de frequentiestabiliteit te waarborgen.

Toepassing: Geschikt voor netwerkherstel en noodsituaties.

Werking: Bepaalde generatoren worden vooraf aangeduid als black start-bronnen, die als eerste starten tijdens het netwerkherstel, waarna geleidelijk andere generatoren en belastingen worden hersteld.

Samenvatting

Frequentie-regeling is een cruciaal middel om de stabiliteit van de netfrequentie te waarborgen en kan worden bereikt door verschillende methoden. Primaire en secundaire frequentie-regeling zijn basismethoden die geschikt zijn voor verschillende tijdschalen van frequentie-regeling. Energieopslagsystemen, vraagzijde beheer en frequentie-regeling met hernieuwbare energie bieden flexibele middelen voor snelle reactie en korte-termijn frequentie-regeling. Virtuele synchrone generatoren en black start spelen belangrijke rollen in specifieke scenario's.