Lýsing á stöðu hleðslu og styðju (LFC) & stjórnun varpahjúps (TGC) í orkutengslum
Yfirlit yfir Hitunarkvæða
Raforkupplun byggir á bæði endurbættri og óendurbættri orku. Hitunarkvæða eru venjuleg aðferð til framleiðslu á rafmagni. Í þessum kvæðum er brændur kolur, kjarnorka, náttúrulegt loftgengi, biobrandgögn eða biogas innan ketil.
Ketill í framleiðslukvæða er mjög dýpri kerfi. Á einfaldasta formi getur hann verið mynd hugsanlegur sem herbergi með slöngum sem hafa vatn sem fer um. Hitinn sem útbúðist af brandi innan ketilsins er færður yfir í þetta vatn. Í þessu ferli verður vatnið breytt í torra sattmetna rök með háum þrýstingi (frá 150 ksc upp í 380 ksc, eftir hönnun) og háum hita (milli 530°C og 732°C, eftir hönnun).
Þessi sattmetnu rök eru svo sleppt inn í tókastjórn, þar sem þeir stækka og hitinn síkur. Í þessu stækkanarferli færir rökurnar hitakerfið yfir í snúningskerfið tókastjórnar. Straumur roksins inn í tókastjórnina er regluður af reglustiklu, sem stýrð er af stjórnakerfi tókastjórnar. Þannig er virkt afl tókastjórnarinnar stýrt af stjórnanda. Tókastjórnin er tengd samhengisframleiðanda.
Samhengisframleiðandi breytir mekanísku orku tókastjórnarinnar í raforku. Samhengisframleiðendur framleiða rafmagn við relatívt lága spenna, venjulega á bilinu 11 kV til 26 kV, við heiltölufrekvenci. Þessi spenna er svo hækkuð upp í 220 kV/400 kV/765 kV af framleiðandatrafari til sendingu í rafmagnakerfið. Í rafmagnakerfisrannsóknum er allt þetta sameindu kerfi kölluð framleiðslukvæða.
Stjórnun Tókastjórnar (TGC)
Svo sem var minnst áður, stýrir stjórnandaninn virkt afl tókastjórnarinnar með því að regla staðsetningu reglustiklunnar. Vatnarstjórn getur verið lýstuð sem samþætta stjórnunarhlutur sem tekur ákvörðun frá raunverulegri snúningshöfðu tókastjórnarinnar. Mynd 1 sýnir stjórnunarferli stjórnandans í snúningsstjórnunarham.
Raunveruleg snúningshöfða tókastjórnarinnar er sameind við viðmiðunarsnúningshöfðu (sem samsvarar heiltölufrekvenci). Út kemur þá snúningsvilla (∆ωᵣ) sem er svo gefin stjórnandanum. Eftir þessari villu skýrður stýrir stjórnandaninn staðsetningu reglustiklunnar: ef jákvæð villa er uppgötuvan (sem merkir að raunverulegi frekvens sé hærri en viðmiðunarsnúningshöfða), lokuð stjórnandaninn smátt reglustikluna; á móti opnar hann hana þegar neikvæð villa er mottuð.
“R” táknar droop-stillingu stjórnandans, sem venjulega er á bilinu 3% til 8%. Stærðfræðilega er hún skilgreind sem:
R = (breyting á frekvens í einingum) / (breyting á orku í einingum)
Droop-stillingar eru mikilvægar fyrir örugga samsíða aðgerð nokkrar framleiðslukvæða, þar sem þær ákveða hvernig hleypur er deilt innan stjórnunarsvæðis. Kvæða með lægri droop-gildi mun sjálfkrafa taka stærri hluta af hleypi.
Stjórnunarsvæði
Í rafmagnakerfi eru framleiðslukvæða og hleypur dreifð yfir víða geografiska svæði. Til að halda fast á öruggu, er allt kerfið skipt í minni stjórnunarsvæði (aðallega eftir geografi). Þetta skipting leyfir:
Innan stjórnunarsvæðis eru margar framleiðslukvæða og hleypur saman. Skipting rafmagnakerfisins í stjórnunarsvæði tjánar nokkrar mikilvægar markmið:
1. Stjórnun á Hleypu og Frekvens
Þetta kerfi gerir möguleika á að nota stjórnunaraðferðir á hleypu og frekvens til að halda frekvens rafmagnakerfisins, sem verður skoðað nánar seinna.
2. Ákveðsla á Skeduldar Umskiptingum
Ef framleiðsla stjórnunarsvæðis er of lítill fyrir hleypudeman, fer orka inn í svæðið frá aðstæðu stjórnunarsvæðum með tengslínur (og öfugt).
3. Efektív Deiling á Hleypi
Hleypudeman breytast á dag (t.d. lægra á nótt, hækkar um morgun og kvöld). Stjórnunarsvæði einfaldar ferlið:
Orkujafnvægi
Raforka er notuð í rauntíma (hún getur ekki geymd á stórum stigi). Þannig er orkujafnvægi grundvallarbeiðn:
Orka Framleiðsla (P₉) = Hleypudeman (Pd) + Sendingu Tap (Pₗ)
Sendingu tapar taka venjulega til ~2% af framleiðslu og eru oft sett af veg eins og við stjórnun á frekvens. Fyrir einföldingu, lýsum við eins og:
Orka Framleiðsla (P₉) ≈ Hleypudeman (Pd)
Frekvensbreytingar
Gerð frekvens rafmagnakerfisins breytist vegna mismunandi á milli hleypudeman og framleiðslu. Þótt litlar brotmyndir séu stöðvuð af kerfisskynju, geta mikil breytingar (t.d. kvæðavík, stór hleypubreytingar) valdi frekvensbreytingum á ±5%. Mikilvægir tilfelli eru:
Í flestum tilfellum (t.d. kvæða/línavík, stórra hleypa tenging), er hleypudeman hærri en framleiðsla, sem valdar frekvensbrot. Öfugt, ef sendingu lína sem þjónar stóru hleypa víkar, getur framleiðsla hlotið hærri en hleypudeman, sem valdar frekvensaupp. Þó systemið svara öfugt í þessum tilfellum, nægir að skilja frekvensbrot til að skilja bæði atferli.
Af hverju Komast Frekvensbrot
Tvö innsæt systematferli valda frekvensbrotum:
1. Hleypudemping
Induktionsmótar (t.d. heimilismyndavélar, verkstæðisdriv) eru aðal hleypur í rafmagnakerfi. Orkuaflamál þeirra er frekvensháð: 1% frekvensminning valdar oft 2% minning á virku orku í stórum systemum. Þegar ný hleypur tengist, fall frekvens, og núverandi induktionshleypur minnka sjálfvirkt orkuafl sína, sem að hluta stillir hleypudeman-framleiðslu mismun.
2. Frigjöld Kinetíska Orku frá Tóka-Framleiðanda (TG) Kerfum
Venjuleg TG kerfi hafa stór snúr (oft >25 tölu) sem snúa við 3000 omm (fyrir 50Hz kerfi). Þegar hleypudeman er hærri en framleiðsla, gefa þessir snúr til búnaðar lagða kinetíska orku (fyrir 3-5 sekúndur, eftir skynju). Þegar snúrarnir hækkja, fall frekvens rafmagnakerfisins.
Frekvensstjórnun
Hleypu-frekvensstjórnun (LFC) endurræsir frekvens rafmagnakerfisins eftir að hleypudeman-framleiðslu mismun hefur komið. Tvær stig af stjórnun eru til staðar:
1. Fyrsta Frekvensstjórnun
Á kvæðastigi, stýrir stjórnkerfi tókastjórnarinnar hraða (og þannig frekvens). Svo sem sýnt var áður, justera hvert kvæði rökstraum eftir frekvensbreytingum. Fullt fyrsta stjórnunarhringur fyrir framleiðslustöð er sýndur í myndinni hér fyrir neðan.
2. Annar Frekvensstjórnun
Þetta fellur undir samstarfsstjórnun yfir margar kvæði í mismunandi stjórnunarsvæði, sem tryggir löng leik frekvensöryggu og besta hleypudeilingu.
Takmarkanir Fyrsta Frekvensstjórnunar
Einsta fyrsta frekvensstjórnun valdar á stilla frekvensbrot, sem er áhrif á stjórnandadropp og hleypufrekvenssensitív. Þetta gerist vegna þess að hvert kvæði justera hraða án þess að veta hvar ný hleypur eru tengdir eða hversu mikið hleypudeman er bætt við. án þessara upplýsinga, getur orkujafnvægi ekki verið fullkomlega endurheimt, og frekvensbrot heldur áfram. Eftir fyrsta stjórnunar aðgerðir, gæti stilla frekvensvilla verið jákvæð eða neikvæð.
Annar Frekvensstjórnun
Að endurræsa frekvens systemisins til viðmiðunarfrekvensins þarf annar frekvensstjórnun, sem tákna ný hleypustöð og justera viðmiðunargildi fyrir valda kvæði. Þegar hleypudeman stækkar í stjórnunarsvæði, verður framleiðsla innan þessu svæði að stækkast til að:
Til að ná þessu:
Þegar endurtekinn hleypu viðmiðunargildi eru gefin, byrja kvæði á að justera framleiðslu. Vegna mekanísk náttúru orkupródukts, tekur það 25-30 mínútur fyrir kvæði að ná skeduldu útgáfum. Þegar allar framleiðslustöð hafa náð viðmiðunargildi, er orkujafnvægi endurheimt, og frekvens kemur aftur til viðmiðunarfrekvens.
Heildar svar systemisins með fyrsta og annar frekvensstjórnun má skilja af grafanum hér fyrir neðan.
Systemasvar á Hleypustig (A-B-C-D)
A-B: Flyktar Frigjöld Kinetíska Orku
Áður en punktur A, er systemið í orkujafnvægi. Í punkti A, hleypudeman stækkar plötuð frá P₀ til P₀ + ∆P. 3-5 sekúndur hættur kemur áður en stjórnandaninn svarar. Í þessu tíma, gefur snúr búnaðar lagða kinetíska orku fyrir auka hleypudeman, sem valdar snúningshöfðu snúr að falla og frekvens að falla í lægsta gildi f₁.
B-C: Fyrsta Frekvensstjórnun Aðgerð
Um 5 sekúndur, byrjar stjórnandaninn á að stýra snúningshöfðu, auki rökstraum til að endurræsa snúningshöfðu snúr. Þessi fazi heldur 20-25 sekúndur (eftir frekvensbrot magni). Svo sem var sýnt, einstak fyrsta stjórnun leiðir til stilla frekvensvilla ∆f vega stjórnandadropp.
C-D: Annar Frekvensstjórnun (AGC Virkjun)
Þegar frekvens hefur stöðvað, stýrir annar frekvensstjórnun (með AGC) framleiðslu fyrir valda kvæði í hverju stjórnunarsvæði. Þessi ferli tákna:
Framleiðslujusteringar eru takmarkaðar af kvæða hönnunarrampur, sem tekur nokkrar mínútur að ljúka. Þegar allt er klárað, skila skeduldar umskiptingar til rekunda gildi, og systemið ná orkujafnvægi með viðmiðunarfrekvens.
