რა არის ელექტრო ქსელი？

განმარტება

ელექტროენერგიის ქსელი, რომელსაც ასევე უწოდებენ ენერგიის ქსელს, განიხილება როგორც შესრულებული ქსელი, რომელიც ჩართვა ენერგიის წყაროების, ტრანსპორტირების და დისტრიბუციის ერთეულებს. მისი ძირითადი ფუნქცია არის ელექტროენერგიის გადატანა ენერგიის წყაროებიდან მომხმარებლებამდე. დიდი რაოდენობის ელექტროენერგია ტრანსპორტირდება ენერგიის წყაროებიდან ტვირთის ცენტრებში 220kV ან უფრო მაღალი დარტყმის დონეზე. ამ მაღალდარტყმიანი ტრანსპორტირების ქსელი უწოდებენ სუპერ ქსელს. სუპერ ქსელი, კი, ენერგიით უზრუნველყოფს ქვე-ტრანსპორტირების ქსელს, რომელიც ჩვეულებრივ მუშაობს 132kV ან დაბალი დარტყმების დონეზე.

ელექტროენერგიის ქსელების ტიპები

ენერგიის წყაროები ელექტროენერგიის ქსელში ხშირად არიან მდებარე სამართავი რესურსების ახლოს, რათა დაესახელონ სისტემის ტრანსპორტირების ხარჯები. თუმცა, ეს ზოგადად ნიშნავს, რომ ისინი მდებარეობენ დიდი ხალხის დასახლებების შესაბამისად შორს. ამ სადგურებიდან შექმნილი მაღალდარტყმიანი ელექტროენერგია დაბალად იყოფა ქვე-სადგურებში დაბალად ტრანსფორმერების გამოყენებით, სანამ გადახდილი იქნება მომხმარებლებს. ელექტროენერგიის ქსელები ძირითადად იყოფა ორ ტიპად:

რეგიონალური ქსელი

რეგიონალური ქსელი იქმნება ტრანსპორტირების სისტემების დაკავშირებით საკუთარ გეოგრაფიულ რეგიონში ტრანსპორტირების ხაზებით. ეს ტიპის ქსელი მიმართულია ენერგიის დისტრიბუციისა და მართვის უკეთესი განაწილების დასამრგვალებლად ლოკალურად ან რეგიონალურად, რათა რეგიონის ელექტროენერგიის მოთხოვნები დაკმაყოფილდეს ეფექტურად.

ეროვნული ქსელი

ეროვნული ქსელი იქმნება რეგიონალური ქსელების დაკავშირებით. ის არის ერთი ერთობლივი და ფართო ენერგიის დისტრიბუციის ქსელი მთელ ქვეყანაში, რაც შესაძლებელი ხდება ელექტროენერგიის სიუჟეტების სხვადასხვა რეგიონებს შორის უწყვეტი გადატანა. ეს დაკავშირებული სისტემა დაეხმარება ენერგიის შესაძლებლობის და მოთხოვნების ბალანსირებას ქვეყნის მასშტაბში, რაც უზრუნველყოფს ქსელის სტაბილურობას და ნადежობას საერთოდ.

ქსელების დაკავშირების მიზეზები

ელექტროენერგიის ქსელების დაკავშირება მოიტანს რამდენიმე მნიშვნელოვან გადართულობას. ეს უზრუნველყოფს ენერგიის რესურსების უკეთეს გამოყენებას, რათა ენერგია დაიდგინდეს ეფექტურად სხვადასხვა რეგიონებში. ეს დაკავშირება ასევე განამარტივებს ენერგიის უზრუნველყოფას, რადგან ერთ ქსელის შეცდომა შეიძლება გადავიდეს სხვა დაკავშირებულ რეგიონების ენერგიით.

მიმდინარე, ქსელების დაკავშირება წარმოადგენს ეკონომიური ეფექტურობისა და ნადეჟობის საერთო ენერგიის სისტემის გაუმჯობესებას. გენერატორების დაკავშირებით, შესაძლებელია შემცირება თითოეული რეგიონის რეზერვული გენერაციის მოთხოვნები. ეს გაზრდილი რესურსების მეთოდი არა tikai saskaņā ar IEE-Business prasībām, bet arī uzlabo elektriskā tīkla kopējo atsparību un veiktspēku.

როდესაც ელექტროენერგიის ქსელის კონკრეტული ზონაში უცენის ტვირთის შემთხვევა ან ენერგიის წყაროების შეწყვეტა, ეს ზონა შეიძლება დაიღოს ენერგია სავარაუდო დაკავშირებული ზონებიდან. თუმცა, ნადეჟობის დასაუზრუნველებლად, საჭიროა განსაზღვრული რაოდენობის გენერაციის შემცირება, რომელსაც უწოდებენ სპინინგ რეზერვს. სპინინგ რეზერვი შედგება გენერატორებისგან, რომლებიც მუშაობენ ნორმალურ სიჩქარეზე და მზადაა ენერგიის შესაძლებლობის უზრუნველყოფა დროს საჭიროების შემთხვევაში.

დაკავშირების ტიპები

ელექტროენერგიის ქსელებს შორის დაკავშირება ძირითადად იყოფა ორ ტიპად: მაღალდარტყმიანი ცვლადი დენი (HVAC) და მაღალდარტყმიანი მუდმივი დენი (HVDC).

HVAC (მაღალდარტყმიანი ცვლადი დენი) დაკავშირება

HVAC დაკავშირებაში, ორი ცვლადი დენის (AC) სისტემა დაკავშირდება AC ტრანსპორტირების ხაზით. AC სისტემების წარმატებით დაკავშირებისთვის საჭიროა მუდმივი კონტროლი ხშირების შესახებ ორივე სისტემაში. მაგალითად, 50Hz სისტემაში, შესაძლებელი ხშირების დიაპაზონი ჩანაცვლებულია 48.5 Hz და 51.5 Hz-ს შორის. ეს ტიპის დაკავშირება უწოდებენ სინქრონულ დაკავშირებას ან სინქრონულ კავშირს, რადგან ის ქმნის რიგიდურ კავშირს ორ AC სისტემას შორის.

მიუხედავად ფართო გამოყენებისა, AC დაკავშირება აქვს რამდენიმე შეზღუდვა, და AC სისტემების დაკავშირება ხშირად შემუშავებს შემდეგ გამოწვევებს:

• ხშირების შეშფოთების გავრცელება: რადგან AC ქსელების დაკავშირება სინქრონულია, ერთი სისტემიდან ხშირების შეშფოთება სწრაფად გადადის მეორეს. ეს შეიძლება განაშტიროს დაკავშირებული ქსელის უსტაბილობა.

• ძალის რხევის გავლენა: ერთ AC სისტემაში ძალის რხევა შეიძლება მნიშვნელოვანად გავლენას მოახდინოს მეორეს ზე. დიდი მასშტაბის ძალის რხევები შეიძლება გაასახიეროს დაცვის მოწყობილობების ხშირი დართვა, რაც შეიძლება გამოწვევს სისტემაში დიდ ხარვეზს. სევრიან შემთხვევებში, ეს ხარვეზები შეიძლება განაშტიროს მთელი დაკავშირებული AC ქსელის კოლაპსი.

• შეზღუდვების დონის ზრდა: არსებულ AC სისტემას მეორე AC სისტემაზე დაკავშირება AC კავშირის ხაზით შეიძლება ზრდის შეზღუდვების დონეს. ეს ხდება, რადგან დამატებითი პარალელური ხაზი შემცირებს დაკავშირებული სისტემის ექვივალენტურ რეაქტიულობას. თუმცა, თუ ორი AC სისტემა დაკავშირებულია იგივე შეზღუდვის ხაზით, თითოეული სისტემის შეზღუდვების დონე რჩება არაშეშფოთებული.

HVDC (მაღალდარტყმიანი მუდმივი დენი) დაკავშირება

DC დაკავშირება, ან DC კავშირი, თავსებად კავშირს ქმნის ორ AC სისტემას შორის. სხვაგვარად ვიდრე HVAC დაკავშირება, DC კავშირები არ არიან სინქრონული (ასინქრონული). HVDC დაკავშირების მიდგომა აქვს რამდენიმე მნიშვნელოვანი გადართულობა:

• ხშირების დამოუკიდებლობა: DC დაკავშირების ასინქრონული ბუნება საშუალებას აძლევს დაკავშირდეს AC ქსელებს იგივე ან სხვადასხვა ხშირებით. ეს უნიკალური თვისება შესაძლებლობას აძლევს სხვადასხვა AC სისტემების ურთიერთშესაძლებლობას და თითოეული სისტემა შეიძლება დარჩეს საკუთარ ხშირების სტანდარტებით და დარჩეს დამოუკიდებელი მუშაობის შესაძლებლობა.

• ძალის გადატანის ზუსტი კონტროლი: HVDC კავშირები შეიძლება სწრაფად და დამოუკიდებლად კონტროლირონ ძალის გადატანის რაოდენობას და მიმართულებას კონვერტერების ფაირინგის კუთხის რეგულირებით. ეს ზუსტი კონტროლის მექანიზმი საშუალებას აძლევს დაიზარდოს დაკავშირებული სისტემის ტრანზიენტური სტაბილურობის ზღვარი, რაც უზრუნველყოფს უფრო ნადეჟობის ძალის გადატანას.

• ძალის რხევის დამახშირება: ძალის გადატანის მოდულაციით DC კავშირით, HVDC დაკავშირება შეიძლება სწრაფად დამახშიროს ძალის რხევა დაკავშირებულ AC ქსელებში. ეს ეფექტურად უზრუნველყოფს ელექტროენერგიის ქსელის საერთო სტაბილურობის გაუმჯობესებას, რედუცირებს კასკადური შეცდომების რისკს და უზრუნველყოფს სისტემის უკეთეს რეზილიენტობას.

თანამედროვე დროს, ტრადიციული ელექტროენერგიის ქსელები სარგებლობენ სმარტ ქსელებით. სმარტ ქსელები იყენებენ სმარტ მეტრებს და ინტელექტუალურ აპარატურას, რაც უზრუნველყოფს უფრო ეფექტურ შესაძლებლობებს, უკეთეს მოთხოვნების მართვას და უფრო საერთო შესაძლებლობებს ტრადიციული ქსელების შედარებით.