Электр тизимидаги ўзув частотасини бозмоқ (LFC) ва турбина гуvernатори бошқариши (TGC)
Issiq energiya birligiga qisqacha tanqidi
Elektr energiyasini ishlab chiqarish quyidagi takrorlanadigan va takrorlanmaydigan energiya manbalari asosida amalga oshiriladi. Issiq energiya birligi klasik elektr energiyasi ishlab chiqarish usulini ifodalaydi. Bu birliglarda, mazmuniy tovuq, yadro energiyasi, tabiiy gaz, biogurut va biogaz kabi yoqilg'ular boilerda yondiriladi.
Energiya birligining boileri juda murakkab tizimdir. Eng sodda ko'nikmada, bu suv bor bo'lgan qoploq kabi tasavvur qilinishi mumkin. Yoqilg'uni ichki bo'lib yondirilganda, suvdan issiq energiya o'tkaziladi. Bu jarayonda, suv bosimli (150 ksc dan 380 ksc gacha) va havo haroratida (530°C dan 732°C gacha) qurilmalar dizayniga qarab) satlangan bujaldan iborat holatga o'tkaziladi.
Bu satlangan buja turbinaga yetkaziladi, bu yerda bujaning hajmi ortadi va uning harorati pasayadi. Bu rivojlanish jarayonida, buja o'zining issiq energiyasini turbinaning tekishtiruvchi energiyasiga o'tkazadi. Bujaning turbinaga kirishini boshqaruv moduli boshqaradi, bu modul turbinaning boshqaruv tizimi tomonidan rejalashtirilgan. Natijada, turbinaning aktiv quvvati boshqaruv tizimi tomonidan nazorat qilinadi. Turbina sinkron generator bilan ulangan.
Sinkron generator turbinaning mekanik energiyasini elektr energiyasiga aylantiradi. Sinkron generatorlar elektr energiyasini adolatli chastotalarda, 11 kV dan 26 kV gacha, ishlab chiqaradi. Bu voltaj keyin 220 kV/400 kV/765 kV gacha elektr tarmoqlariga uzatish uchun generatsiya transformator orqali oshiriladi. Elektr tizimlari tadqiqotlari bu butun integratsiyalangan tizimni "energiya birligi" deb atashadi.
Turbinani boshqarish (TGC)
Oldindan aytib o'tilgandek, boshqaruv tizimi turbinaga keluvchi aktiv quvvatni boshqaruv moduli orqali boshqaradi. Gidravlik boshqaruv tizimi integral boshqaruvchi hisoblanishi mumkin, bu hisobga turbinaning haqiqiy aylanish tezligi kiritiladi. Rasm 1 boshqaruv tiziminin tezlik boshqarish rejimida ishlashini namoyon etadi.
Turbinaning haqiqiy tezligi standart tezlikka (nominal tarmoq chastotasiga mos) solishtiriladi. Natijada hosil bo'lgan tezlik xatosignali (∆ωᵣ) boshqaruv tizimiga yuboriladi. Ushbu xatosignali asosida, boshqaruv tizimi boshqaruv modulining holatini sozlashi: agar musbat xatosignali aniqlansagina (haqiqiy chastota nominal chastodan yuqori bo'lsa), boshqaruv tizimi modulni bir oz yopadi; aks holda, manfiy xatosignali oldinda modul ochiladi.
"R" - boshqaruv tiziminin droop sozlamasini ifodalaydi, bu qiymat 3% dan 8% gacha bo'lishi mumkin. Matematik jihatdan, u quyidagicha aniqlanadi:
R = (birlikda o'zgarish chastotasi) / (birlikda o'zgarish quvvati)
Droop sozlamalari bir nechta energetika birliglari parallel ishlash uchun muhim, chunki ular kontrollar maydoni ichida yukni qanday tarzda bo'lishishini belgilaydi. Kichikroq droop qiymatiga ega birliglar avtomatik ravishda yuqori yukni o'z zaxiralari bilan ta'minlaydi.
Kontrol maydoni
Elektr tizimida, energetika birliglari va yuklar keng geografik hududlar bo'lgan joylarda paydo bo'ladi. Stabilitetni saqlash uchun, butun tarmoq kichikroq kontrol maydonlariga (asosan geografiyaga qarab) bo'linadi. Bu bo'linish quyidagilarni ta'minlaydi:
Kontrol maydoni ichida, bir nechta energetika birliglari va yuklar mavjud. Elektr tizimini kontrol maydonlariga bo'lishning bir qancha asosiy maqsadlari mavjud:
1. Yuk-chastota boshqarishi
Bu struktura yuk-chastota boshqarish metodlarini tarmoq chastotasini saqlash uchun qo'llash imkoniyatini beradi – bu konseptsiya keyinchalik ro'yxatga olinadi.
2. Rejalashtirilgan interchejnlar aniqlanishi
Agar kontrol maydonining ishlab chiqarishi uning yuk talabidan kam bo'lsa, quvvat bu maydonga yagona maydonlardan interchejn lari orqali kiradi (va aksincha).
3. Effektiv yuk bo'lishishi
Yuk talabi kun davomida o'zgaradi (masalan, tunuk vaqt da kam, egri va kechgi vaqt da yuqori). Kontrol maydonlari quyidagi jarayonlarni soddalashtiradi:
Quvvat balansi
Elektr energiyasi real vaqt hamda (katta o'lchamda saqlanishi mumkin emas). Shuning uchun, quvvat balansi fundamental talabdir:
Generatsiya quvvati (P₉) = Yuk talabi (Pd) + Elektr uzatish zararlar (Pₗ)
Elektr uzatish zararlar generatsiya quvvatinin ~2% ni tashkil etadi va chastota boshqarishga e'tibor berilganda ko'pincha e'tiborsiz qoldiriladi. Soddalik uchun, biz quyidagicha taxmin qilamiz:
Generatsiya quvvati (P₉) ≈ Yuk talabi (Pd)
Chastota o'zgarishi
Tarmoq chastotasi yuk talabi va generatsiya orasidagi mos emasliklar sababli o'zgaradi. Yengil farqlar sistem inertsiyasi tomonidan stabil qilinadi, lekin katta farqlar (masalan, birliglarning tushishi, katta yuk o'zgarishlari) chastotani ±5% gacha o'zgartirishi mumkin. Asosiy holatlari:
Ko'plab holatlarda (masalan, birlig/liniya tushishi, katta yuk ulanishi), talab generatsiyadan yuqori bo'lib, chastota pasayadi. Aksincha, agar katta yukni xizmat ko'rsatuvchi elektr uzatish liniyasi tushsa, generatsiya talabdan yuqori bo'lib, chastota o'sadi. Hali ham, sistem bu holatlarga teskarilikda javob beradi, lekin chastota pasayishini tushunish bu ikkita xususiyatni tushunishga yetarli.
Nega chastota pasayishi
Ikkita sistemaviy xususiyat chastota pasayishini ta'minlaydi:
1. Yuk dempingi
Induksiya motorlari (masalan, uy haydash fani, sanoat vositalari) elektr tarmoq yuklarini egallaydi. Ularning quvvat sarflanishi chastotaga bog'liq: 1% chastota pasayishi katta sistemlarda umumiy quvvat sarflanishini ~2% ga pasaytiradi. Yangi yuklar ulanganda, chastota pasayadi, va mavjud induksiya yuklari avtomatik ravishda kamroq quvvat sarflaydi – bu talab-generatsiya farqlarini qisman bartaraf etadi.
2. Turbin-generator (TG) komplektlarining kinetik energiyasining berilishi
An'anaviy TG komplektlari juda og'ir rotorlarga (ko'proq 25 tonna) ega, ular 3000 RPM (50Hz tarmoqlar uchun) tezlikda aylanadi. Talab generatsiyadan yuqori bo'lganda, ular qisqa muddat (3-5 soniya, inertsiyaga qarab) saqlangan kinetik energiyani taqdim etadi. Rotorlar yavashlayotganda, tarmoq chastotasi pasayadi.
Chastota boshqarishi
Yuk-chastota boshqarishi (LFC) talab-generatsiya farqlardan so'ng tarmoq chastotasini uning nominal qiymatiga qaytaradi. Ikkita daraja boshqarishi mavjud:
1. Birinchi darajadagi chastota boshqarishi
Birlig darajasida, turbinaning boshqaruv tizimi tezlikni (va shunday qilib chastotani) o'zgartiradi. Oldindan aytib o'tilgandek, har bir birlig chastota farqlariga qarab bujaning kirishini modulyatsiya qiladi. Quyidagi rasm generating stantsiyasi uchun to'liq birinchi darajadagi boshqarish doirasini namoyon etadi.
2. Ikkinchi darajadagi chastota boshqarishi
Bu, farqli kontrol maydonlarda bir nechta birliglarning koordinatsiya qilingan boshqarishi, uzun muddatli chastota stabilligini va optimal yuk bo'lishini ta'minlaydi.
Birinchi darajadagi chastota boshqarish chegaralari
Faqat birinchi darajadagi chastota boshqarishi, boshqaruv tizimining droop xususiyati va yuk-chastota o'zgarishga bog'liq, statistik chastota farqlarini beradi. Bu sababli, har bir birlig tezlikni yangi yuklar qo'shilgan joyini yoki qanday qadar yuk qo'shilganini hisobga olmasdan o'zgartiradi. Bunday kontekstual baholashsiz, quvvat balansini to'liq tiklash mumkin emas, va chastota farqi davom etadi. Birinchi darajadagi boshqarish amallaridan so'ng, statistik chastota xato musbat yoki salbiy bo'lishi mumkin.
Ikkinchi darajadagi chastota boshqarishi
Tizim chastotasini uning nominal qiymatiga qaytarish uchun, ikkinchi darajadagi boshqarish, yangi yuk joylari va tanlangan birliglar uchun referens setpointlarni o'zgartiradi. Agar kontrol maydonida yuk o'sa, shu maydon ichidagi ishlab chiqarish shunday o'sishi kerak:
