Hvað er rafmagnsnet?

Skilgreining

Rafmagnaröð, sem einnig er kölluð orkuröð, er skilgreind sem alþjóðlega net sem sameinar orkugjöf, flutning og dreifingu. Aðalverkefni hennar er að gera auðveldara færslu rafmagns frá orkugjöfum til notenda. Mjög mikið af rafmagni er flutt frá orkustöðvum til þungsins í spenna af 220kV eða hærri. Netið sem samanstendur af þessum hágervimnetum er kallað supergrid. Supergridið bætir síðan við undirflutningsnetinu, sem venjulega starfaði á 132kV eða lægri spennu.

Tegundir rafmagnsréða

Orkustöðvar innan rafmagnsréðu eru oft settar næst aflgjöfum til að minnka kostnað flutnings í kerfi. Það hefur þó oft að aflið séu settar fjarkveðið frá þéttbúðum svæðum. Hágervið rafmagn sem er framleitt í þessum stöðum er síðan lækkað með lækkaströfar í flutningsstöðum áður en það er dreift til notenda. Rafmagnsréður má einkum skipta í tvær tegundir:

Svæðisréða

Svæðisréða er stofnuð með tengingum milli mismunandi flutningskerfa innan ákveðinnar landsvæðis. Slíkt réðukerfi er ætlað að optimaða dreifingu og stýringu rafmagns á lokala eða svæðislega stigi, svo að elektróaftak svæðisins sé fullnægt á besta hátt.

Þjóðréða

Þjóðréðan er formuð með tengingum á milli mörgum svæðisréðum. Hún veitir sameinað og vítt rekta dreifinet fyrir allt land, sem gerir auðvelda flutning rafmagns á milli mismunandi svæða. Þetta tengd kerfi hjálpar að jafna út orkuviðskipti og óhiti á milli svæða, aukar almennt staðfestingu og traust við réðuna.

Ástæður fyrir réðutenging

Tenging rafmagnsréða býður upp á margar mikilvægar kosti. Hún leyfir besta notkun orkuauðlinda, sérstaklega ef rafmagn er dreift á besta hátt yfir mismunandi svæði. Tengingin aukar einnig öryggis orkufjarða, vegna þess að villur í einu hluta réðunnar geta verið lagðar með orku úr öðrum tengdum svæðum.

Auk þess, tenging réða bætir ekonomísku hagkvæðni og traust við almennt orkukerfi. Með tenging á framleiðsla, er hægt að minnka nöfnlega orkuviðmiðunarþarfir í hverju einasta svæði. Þessi sameignaraðferð mun ekki aðeins minnka kostnað við að halda of miklar orkuviðmiðanir, heldur aukar hún einnig almennt drengskap og reynslu rafmagnsréðunnar.

Þegar kemur á bráða hækkun á þungi eða tap orkugjöf í ákveðnu svæði rafmagnsréðunnar, getur svæðið tekið orku af aðstoðum tengdu svæðum. Til að tryggja traust tenging, er viss magn framleiðslu, kölluð snúningarbiðlagi, nauðsynlegt. Snúningarbiðlagið er samsett af straumframlögum sem eru að keyra á venjulegum hraða og standa klár til að gefa orku strax þegar það er nauðsynlegt.

Tegundir tenginga

Tengingar milli rafkerfa má einkum skipta í tvær tegundir: HVAC (High Voltage Alternating Current) tenging og HVDC (High Voltage Direct Current) tenging.

HVAC (High Voltage Alternating Current) tenging

Í HVAC tengingu eru tvö virkstraums (AC) kerfi tengd með AC flutningslínu. Til að ná heppilegri tengingu AC kerfa, er mikilvægt að halda strengt stjórnum frekvens á báðum kerfum. Í 50Hz kerfi, t.d., er samþykkt frekvensbil á milli 48.5 Hz og 51.5 Hz. Slíkt tengingakerfi er kölluð samhluti tenging eða samhluti tengsla, vegna þess að hún býður upp á stöðugt tengband milli báða AC kerfa.

Eftir að AC tenging hefur verið víðtæk, hafa hún mörg takmarkanir, og tenging AC kerfa fer oft fram við eftirtöldum vandamálum:

• Frekvensvirðingarsprett: Af því að tenging tveggja AC net er samhluti, fara frekvensvirðingar í einu kerfi strax yfir í annað. Þetta getur valdi óstöðugu á milli tengdu netanna.

• Virðingarsprett í orku: Orkuvirðingarsprett í einu AC kerfi geta hafa mikil áhrif á annað. Stór orkuvirðingarsprett geta triggjað oft uppskrif varnarkerfa, sem geta valdi stórum brottum í kerfinu. Í erfittum tilvikum geta slíkar brott valdi fullri brottnám alls tengdu AC netanna.

• Hækkandi villulvl: Með tengingu á núverandi AC kerfi við annað með AC tenging línu, getur hækkat villulvl. Þetta gerist vegna þess að aukaleg samsíða lína lækkar jafngildu reaktans tengdu kerfis. Ef báðu AC kerfi eru tengd sama villulínu, verður villulvl hvers einstaka kerfs óbreytt.

HVDC (High Voltage Direct Current) tenging

DC tenging, eða DC tengsla, býður upp á fleiri möguleika á tengingu milli tveggja AC kerfa. Ólíkt HVAC tengingum, eru DC tengsl ósamhluti (asynchronous). HVDC tengingarmálsheildin kemur með nokkrum fremur kosti:

• Óháð frekvens: Ósamhluti náttúra DC tengingarkerfis leyfir tenging AC net sem eru að vinna á sama eða mismunandi frekvens. Þessi einkennilega eiginleiki leyfir einfalt að sameina misjöfn AC kerfi, með því að hver kerfi getur haldið áfram að vinna með eigin frekvensstöðum og sjálfstætt.

• Nákvæm stýring orkuflutnings: HVDC tengingar geta hraða og örugga stýrt magn og stefnu orkuflutnings með að breyta skothorni umsjónara. Þessi nákvæma stýringargerð aukar mjög dýptastöðu takmarks tengdu kerfis, sem tryggir aðeins traustari orkufærslu.

• Demping orkuvirðingarsprett: Með stuðlun orkuflutnings í gegnum DC tenging, geta HVDC tengingar hraða dempið orkuvirðingarsprett í tengdu AC netum. Þetta bætir almennt staðfestingu rafmagnsréðunnar, minnkar áhættu brottfallsbrotta og aukar drengskap kerfisins.

Í nútíma, eru hefðbundnar rafmagnsréður að vera skiptar með snertilegum réðum. Með nota smart metra og snertilegra búnaða, býða snertilegar réður upp á aukin virkni, betri stýring á aftaki og aukin almennt afköst í samanburði við hefðbundnar réður.