ইলেকট্রিকাল গ্রিড কী?

সংজ্ঞা

একটি বৈদ্যুতিক গ্রিড, যা পাওয়ার গ্রিডও বলা হয়, এটি একটি সম্পূর্ণ নেটওয়ার্ক যা বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপাদন, প্রেরণ এবং বিতরণ ইউনিটগুলি একত্রিত করে। এর প্রধান ফাংশন হল বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপাদন সূত্র থেকে শেষ ব্যবহারকারীদের পর্যন্ত প্রেরণ করা। বৈদ্যুতিক শক্তির একটি বিশাল পরিমাণ ২২০kV বা তার বেশি ভোল্টেজে পাওয়ার জেনারেশন স্টেশন থেকে লোড সেন্টারগুলিতে প্রেরণ করা হয়। এই উচ্চ-ভোল্টেজ প্রেরণ লাইনগুলির নেটওয়ার্ককে সুপার গ্রিড বলা হয়। সুপার গ্রিড আবার সাধারণত ১৩২kV বা তার নিম্ন ভোল্টেজে কাজ করা সাব-ট্রান্সমিশন নেটওয়ার্ককে পাওয়ার সরবরাহ করে।

বৈদ্যুতিক গ্রিডের প্রকারভেদ

একটি বৈদ্যুতিক গ্রিডের পাওয়ার স্টেশনগুলি সাধারণত জ্বালানি সূত্রের কাছাকাছি অবস্থিত হয় যাতে পরিবহন খরচ কমানো যায়। তবে, এটি সাধারণত বেশি জনবহুল এলাকা থেকে দূরে অবস্থিত হয়। এই স্টেশনগুলিতে উৎপাদিত উচ্চ-ভোল্টেজ বৈদ্যুতিক শক্তি সাব-স্টেশনে স্টেপ-ডাউন ট্রান্সফরমার ব্যবহার করে নিম্ন ভোল্টেজে পরিবর্তিত হয় এবং তারপর ব্যবহারকারীদের মধ্যে বিতরণ করা হয়। বৈদ্যুতিক গ্রিডগুলি মূলত দুই প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যায়:

অঞ্চলগত গ্রিড

একটি অঞ্চলগত গ্রিড একটি নির্দিষ্ট ভৌগোলিক এলাকার মধ্যে বিভিন্ন ট্রান্সমিশন সিস্টেমগুলিকে ট্রান্সমিশন লাইন দিয়ে সংযুক্ত করে গঠিত হয়। এই ধরনের গ্রিড স্থানীয় বা অঞ্চলগত স্তরে বৈদ্যুতিক শক্তির বিতরণ এবং ব্যবস্থাপনা অপটিমাইজ করার জন্য সেবা প্রদান করে, যাতে এলাকার বৈদ্যুতিক শক্তির চাহিদা দক্ষভাবে পূরণ হয়।

জাতীয় গ্রিড

জাতীয় গ্রিড বিভিন্ন অঞ্চলগত গ্রিডগুলিকে সংযুক্ত করে গঠিত হয়। এটি একটি একীভূত এবং বিস্তৃত বৈদ্যুতিক শক্তি বিতরণ নেটওয়ার্ক প্রদান করে যা একটি পুরো দেশের মধ্যে বিভিন্ন অঞ্চলের মধ্যে বৈদ্যুতিক শক্তির সুষম প্রেরণ সম্ভব করে। এই সংযুক্ত সিস্টেম দেশের বিভিন্ন অঞ্চলের মধ্যে বৈদ্যুতিক শক্তির সরবরাহ এবং চাহিদার সামঞ্জস্য বজায় রাখতে সাহায্য করে, যার ফলে গ্রিডের সামগ্রিক স্থিতিশীলতা এবং নির্ভরযোগ্যতা বৃদ্ধি পায়।

গ্রিড সংযোগের কারণ

বৈদ্যুতিক গ্রিডের সংযোগ বেশ কিছু গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা প্রদান করে। এটি বৈদ্যুতিক শক্তি সম্পদের সর্বোত্তম ব্যবহার সম্ভব করে, যাতে বিভিন্ন এলাকায় শক্তি দক্ষভাবে বিতরণ করা যায়। এই সংযোগ বৈদ্যুতিক শক্তির সরবরাহের নিরাপত্তাকেও বৃদ্ধি করে, কারণ গ্রিডের একটি অংশে সমস্যা হলে অন্য সংযুক্ত অঞ্চল থেকে শক্তি প্রদান করা যায়।

আরও, গ্রিড সংযোগ সামগ্রিক বৈদ্যুতিক শক্তি সিস্টেমের অর্থনৈতিক দক্ষতা এবং নির্ভরযোগ্যতায় অবদান রাখে। জেনারেটিং স্টেশনগুলিকে সংযুক্ত করে, প্রতিটি ব্যক্তিগত এলাকায় প্রয়োজনীয় রিজার্ভ জেনারেশন ক্ষমতা কমানো সম্ভব হয়। এই শেয়ার্ড রিসোর্স অ্যাপ্রোচ অতিরিক্ত ব্যাকআপ শক্তি রক্ষণাবেক্ষণের সাথে সম্পর্কিত খরচ সংরক্ষণ করে এবং বৈদ্যুতিক গ্রিডের সামগ্রিক সহনশীলতা এবং পারফরম্যান্স উন্নত করে।

বৈদ্যুতিক গ্রিডের একটি নির্দিষ্ট অঞ্চলে লোডের হঠাৎ বৃদ্ধি বা পাওয়ার জেনারেশনের হার্ট হলে, ঐ অঞ্চল পাশের সংযুক্ত অঞ্চল থেকে শক্তি প্রাপ্ত করতে পারে। তবে, নির্ভরযোগ্য সংযোগ নিশ্চিত করার জন্য, একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ জেনারেশন ক্ষমতা, যাকে স্পিনিং রিজার্ভ বলা হয়, প্রয়োজন। স্পিনিং রিজার্ভ হল ট্রান্সফরমার যারা স্বাভাবিক গতিতে কাজ করছে এবং প্রয়োজন হলে তাৎক্ষণিকভাবে শক্তি সরবরাহ করতে প্রস্তুত থাকে।

সংযোগের প্রকারভেদ

বৈদ্যুতিক নেটওয়ার্কগুলির মধ্যে সংযোগ মূলত দুই প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যায়: HVAC (High Voltage Alternating Current) লিঙ্ক এবং HVDC (High Voltage Direct Current) লিঙ্ক।

HVAC (High Voltage Alternating Current) সংযোগ

একটি HVAC লিঙ্কে, দুইটি বিকল্প বর্তনী (AC) সিস্টেম AC ট্রান্সমিশন লাইন দিয়ে সংযুক্ত হয়। AC সিস্টেমগুলির সফল সংযোগের জন্য, উভয় সিস্টেমের ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রিত রাখা প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, ৫০Hz সিস্টেমে, গ্রহণযোগ্য ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা সাধারণত ৪৮.৫ Hz থেকে ৫১.৫ Hz পর্যন্ত হয়। এই ধরনের সংযোগকে সিঙ্ক্রোনাস সংযোগ বা সিঙ্ক্রোনাস টাই বলা হয়, কারণ এটি দুইটি AC সিস্টেমের মধ্যে একটি কঠিন সংযোগ তৈরি করে।

AC সংযোগ যদিও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, তবুও এতে কিছু সীমাবদ্ধতা রয়েছে, এবং AC সিস্টেমের মধ্যে সংযোগ সাধারণত নিম্নলিখিত সমস্যাগুলির সম্মুখীন হয়:

• ফ্রিকোয়েন্সি বিক্ষোভ প্রসার: যেহেতু দুইটি AC নেটওয়ার্কের সংযোগ সিঙ্ক্রোনাস, একটি সিস্টেমে ফ্রিকোয়েন্সি বিক্ষোভ দ্রুত অন্য সিস্টেমে প্রেরণ হয়। এটি সংযুক্ত নেটওয়ার্কের অস্থিতিশীলতার কারণ হতে পারে।

• পাওয়ার সুইং প্রভাব: একটি AC সিস্টেমে পাওয়ার সুইং অন্যটির উপর বড় প্রভাব ফেলতে পারে। বড় পাওয়ার সুইং সুইচিং ডিভাইসগুলির প্রায়শই ট্রিপিং ঘটাতে পারে, যা সিস্টেমে বড় ফল্ট তৈরি করতে পারে। গুরুতর ক্ষেত্রে, এই ফল্ট সম্পূর্ণ সংযুক্ত AC নেটওয়ার্কের পতনের কারণ হতে পারে।

• বৃদ্ধি পাওয়া ফল্ট স্তর: একটি বিদ্যমান AC সিস্টেমকে অন্য একটি AC সিস্টেমের সাথে AC টাই লাইন দিয়ে সংযুক্ত করলে ফল্ট স্তর বৃদ্ধি পায়। এটি হয় কারণ অতিরিক্ত সমান্তরাল লাইন সংযুক্ত সিস্টেমের সমতুল্য রিএকট্যান্স কমিয়ে দেয়। তবে, যদি উভয় AC সিস্টেমই একই ফল্ট লাইনে সংযুক্ত হয়, তাহলে প্রতিটি ব্যক্তিগত সিস্টেমের ফল্ট স্তর অপরিবর্তিত থাকে।

HVDC (High Voltage Direct Current) সংযোগ

একটি DC সংযোগ, বা DC টাই, সংযুক্ত হওয়া দুইটি AC সিস্টেমের মধ্যে একটি অধিক সুরক্ষিত সংযোগ প্রদান করে। HVAC সংযোগের বিপরীতে, DC টাইগুলি নন-সিঙ্ক্রোনাস (অসিঙ্ক্রোনাস)। HVDC সংযোগ পদ্ধতিটি কিছু উল্লেখযোগ্য সুবিধা প্রদান করে:

• ফ্রিকোয়েন্সি স্বাধীনতা: DC সংযোগ সিস্টেমের অসিঙ্ক্রোনাস প্রকৃতি একই বা ভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করা AC নেটওয়ার্কগুলির সংযোগ সম্ভব করে। এই অনন্য বৈশিষ্ট্য বিভিন্ন AC সিস্টেমগুলির সুষম সংযোগ সম্ভব করে এবং প্রতিটি সিস্টেম নিজস্ব ফ্রিকোয়েন্সি স্ট্যান্ডার্ড বজায় রেখে স্বাধীনভাবে কাজ করতে পারে।

• পাওয়ার ফ্লো নিয়ন্ত্রণ: HVDC লিঙ্কগুলি কনভার্টারের ফায়ারিং এঙ্গেল সম্পর্কিত করে পাওয়ার ফ্লোর মাত্রা এবং দিক দ্রুত এবং নির্ভরযোগ্যভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। এই নিখুঁত নিয়ন্ত্রণ মেকানিজম সংযুক্ত সিস্টেমের ট্রান্সিয়েন্ট স্থিতিশীলতা সীমাকে বেশি করে, যাতে আরও নির্ভরযোগ্য পাওয়ার ট্রান্সমিশন হয়।

• পাওয়ার সুইং ড্যাম্পিং: DC টাই দিয়ে পাওয়ার ফ্লো মডুলেট করে, HVDC সংযোগগুলি সংযুক্ত AC নেটওয়ার্কের মধ্যে পাওয়ার সুইং দ্রুত ড্যাম্পিং করতে পারে। এটি বৈদ্যুতিক গ্রিডের সামগ্রিক স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি করে, ক্যাস্কেডিং ফল্টের ঝুঁকি কমায় এবং সিস্টেমের সহনশীলতা বৃদ্ধি করে।

আধুনিক যুগে, প্রাচীন বৈদ্যুতিক গ্রিডগুলি স্মার্ট গ্রিড দ্বারা প্রতিস্থাপিত হচ্ছে। স্মার্ট মিটার এবং বুদ্ধিমান যন্ত্রপাতি ব্যবহার করে, স্মার্ট গ্রিডগুলি প্রাচীন গ্রিডের তুলনায় উন্নত পরিচালনা দক্ষতা, ভাল ডেম্যান্ড-সাইড ব্যবস্থাপনা এবং সামগ্রিক পারফরম্যান্স প্রদান করে।