Elektrik şəbəkə nədir

Tərif

Elektrik şəbəkəsi, qüvvə şəbəkəsi kimi də tanınır və enerji nəqdi, transmissiya və paylanma birimlərini birləşdirən ümumi şəbəkə kimi təyin edilir. Onun əsas funksiyası, elektrik enerjisini enerji istehsal mərkəzlərindən istifadəçilərə göndərməkdir. Məhsuldar olan böyük miqdarlı elektrik enerjisi, 220kV və ya daha yüksək voltajda, enerji istehsal mərkəzlərindən yüklərə göndərilir. Bu yüksək voltajlı transmissiya liniyalardan ibarət şəbəkə süper şəbəkə kimi tanınır. Süper şəbəkə, növbəti olaraq, adətən 132kV və ya daha aşağı voltajda fəaliyyət göstərən sub-transmissiya şəbəkəsinə enerji təmin edir.

Elektrik Şəbəkələrin Növləri

Elektrik şəbəkələrdəki enerji istehsal mərkəzləri, sistem nəqli məhsullarını minimallaşdırmaq üçün yanacaqla yaxın yerləşdirilir. Buna baxmayaraq, bu, onların sıxlıqlı icma sahələrindən uzaq yerləşməsi deməkdir. Bu mərkəzlərdə istehsal olunan yüksək voltajlı elektrik, paylanma öncədən step-down transformatorlarla arxalarda azaldılır və sonra istifadəçilərə paylanılır. Elektrik şəbəkələri əsasən iki növə bölünür:

Regional Şəbəkə

Regional şəbəkə, müxtəlif transmissiya sistemlərini xüsusi bir coğrafi ərazilərdə transmissiya liniyaları vasitəsilə birləşdirərək qurulur. Bu növ şəbəkə, lokal və ya regional səviyyədə enerjinin optimal paylanması və idarə edilməsini təmin edir, ərazinin elektrik tələblərinin effektiv şəkildə ödənilməsini təmin edir.

Milli Şəbəkə

Milli şəbəkə, bir neçə regional şəbəkəni birləşdirərək qurulur. O, bir ölkənin bütünündə ümumi və geniş paylanma şəbəkəsi təqdim edir, fərqli ərazilər arasında elektrik enerjisinin sərbəst nəqlini mümkün edir. Bu birləşdirilmiş sistem, ölkənin daxilində enerji təchizatı və tələb arasındakı balansı artırır, ümumi şəbəkənin sabitliyini və etibarlılığını artırır.

Şəbəkə Birləşdirilməsinin Səbəbləri

Elektrik şəbəkələrinin birləşdirilməsi, bir çox nəticəvi üstünlüklər təqdim edir. Bu, enerji resurslarının optimal istifadəsinə imkan verir, fərqli ərazilər arasında enerjinin effektiv paylanmasını təmin edir. Bu birləşdirilmə, enerji təchizatının təhlükəsizliyini də artırır, çünki şəbəkənin bir hissəsindəki səhvlər, digər birləşdirilmiş ərazilərdən gələn enerji ilə kompensasiya oluna bilər.

Həmçinin, şəbəkə birləşdirilməsi, ümumi enerji sisteminin iqtisadi effektivliyini və etibarlılığını artırır. Jenerasyon mərkələrini birləşdirərək, hər bir ayrı ərazi üçün tələb olunan rezerv jenerasyon kapasitetini azaltmaq mümkün olur. Bu paylaşım strategiyası, artıq geri zahidə enerji saxlamaqla bağlı maliyyə xərclərini azaltır və elektrik şəbəkəsinin ümumi dayanıqlılığını və performansını artırır.

Elektrik şəbəkənin xüsusi bir zonasında yükün növbəti artımı və ya enerji istehsalının itirilməsi olduqda, bu zona, bitişik birləşdirilmiş ərazilərdən enerji ala bilər. Amma etibarlı birləşdirilmə üçün, "spinning reserve" adlanan bir məhdud jenerasyon kapasitesi vacibdir. Spinning reserve, normal sürətlə işləyən və lazımda anında enerji təmin etmək üçün hazırdır.

Birləşdirilmə Növləri

Elektrik şəbəkələri arasında birləşdirilmə əsasən iki növə bölünür: YÜAÇ (Yüksək Voltaj Alternativ Dəqiq) bağlantı və YÜDD (Yüksək Voltaj Doğrudan Dəqiq) bağlantı.

YÜAÇ (Yüksək Voltaj Alternativ Dəqiq) Birləşdirilmə

YÜAÇ bağlantıda, iki alternativ dəqiq (AD) sistemi AD transmissiya liniyası vasitəsilə birləşdirilir. AD sistemlərinin uğurlu birləşdirilməsi, hər iki sistemin dəqiqlik dairəsinin dəqiq nəzarət altında saxlanılması vacibdir. Məsələn, 50Hz sisteminin kabul edilə bilən dəqiqlik dairəsi adətən 48.5 Hz və 51.5 Hz arasındadır. Bu növ birləşdirilmə, iki AD sistemi arasında sert bir bağlantı yaratdığından, sinkron birləşdirilmə və ya sinkron bağ kimi tanınır.

Gələcək ki, AD birləşdirilmənin geniş yaygınlığı var, amma AD sistemlərinin birləşdirilməsi, aşağıdakı çətinliklərlə qarşılaşır:

• Dəqiqlik Aralığının Yayılmasından: İki AD şəbəkəsinin birləşdirilməsi sinkron olduğu üçün, bir sistemdəki dəqiqlik dalgalanmaları tez-tez digər sistemə daqlanır. Bu, birləşdirilmiş şəbəkənin daxilində instabilitəyə səbəb ola bilər.

• Güç Salınmasının Təsiri: Bir AD sistemindeki güc salınması, digər sistemə ciddi təsir edə bilər. Kiçik ölçülü güc salınmaları, qoruma cihazlarının tez-tez triplənməsinə səbəb olaraq, sistem daxilində böyük səhvlərə səbəb olabilir. Ağır hallarda, bu səhvlər, birləşdirilmiş AD şəbəkənin tam çöküşünə səbəb ola bilər.

• Səhvlər Düzeyinin Artması: Var olan bir AD sistemini AD bağ liniyası vasitəsilə digər AD sistemlərinə birləşdirmə, səhvlər düzeyini artırır. Bu, ekstra paralel liniyanın birləşdirilmiş sistemin ekvivalent reaktansını azaltdığından baş verir. Amma əgər hər iki AD sistemi eyni səhv liniyasına birləşdirilirsə, hər bir ayrı sistemin səhv seviyesi saxlanılır.

YÜDD (Yüksək Voltaj Doğrudan Dəqiq) Birləşdirilmə

DD birləşdirilmə, yaxud DD bağ, birləşdirilən iki AD sistemi arasında daha esaslı bir birləşmə təqdim edir. YÜAÇ birləşdirilmələrinə zidd olaraq, DD bağları nonsinkron (assinkron)dür. YÜDD birləşdirilmə metodu, bir çox nəticəvi üstünlüklər ilə gəlir:

• Dəqiqlik Bağımsızlığı: DD birləşdirilmə sisteminin assinkron olması, eyni və ya fərqli dəqiqliklərdə işləyən AD şəbəkələrinin birləşdirilməsini possible edir. Bu xüsusi xüsusiyyət, fərqli AD sistemlərinin səmərəli inteqrasiyasını təmin edir və hər bir sistem öz dəqiqlik standartlarını saxlayarak müstəqil olaraq fəaliyyət göstərə bilər.

• Dəqiqlik Güc Ayrışmanın Dəqiqlik İdarəsi: YÜDD bağları, konverterlərin tülkü açısını dəyişdirməklə, gücün miqdarını və istiqamətini tez və etibarlı şəkildə idarə edə bilər. Bu dəqiqlik idarəetmə mekanizmi, birləşdirilmiş sistemin dəqiqlik sabitliyini ciddi şəkildə artırır, daha etibarlı güc nəqlini təmin edir.

• Güç Salınmasının Zamanında Dämpinqi: DD bağ vasitəsilə gücün axını modulyasiya edərək, YÜDD birləşdirilmələri, birləşdirilmiş AD şəbəkələrdəki güc salınmasını tez dämpinq edə bilər. Bu, elektrik şəbəkəsinin ümumi sabitliyini ciddi şəkildə artırır, kaskad səhvlər riskini azaltır və sistem dayanıqlılığını artırır.

Cari zamanlarda, tradisional elektrik şəbəkələri, akıllı şəbəkələr tərəfindən artıq dəyişilir. Akıllı sayğac və akıllı cihazlardan istifadə edərək, akıllı şəbəkələr, ənənəvi variantlarına nisbətən, daha yaxşı operasiya effektivliyi, tələb tərəfdən daha yaxşı idarə edilmə və ümumi performans təqdim edir.