Stabilność systemu energetycznego
Inżynieria systemów energetycznych stanowi ogromną i kluczową część studiów inżynierskich. Głównie zajmuje się ona produkcją energii elektrycznej oraz jej przesyłem od nadawcy do odbiorcy zgodnie z potrzebami, z minimalnymi stratami. Moc często zmienia się w wyniku zmian obciążenia lub zakłóceń.
Z tego powodu termin stabilność systemu energetycznego ma kluczowe znaczenie w tej dziedzinie. Używany jest do określenia zdolności systemu do przywrócenia swojej pracy do stanu ustalonego w jak najkrótszym możliwym czasie po przejściu przez jakiejkolwiek transjencję lub zakłócenie. Od XX wieku aż do ostatnich czasów, wszystkie główne stacje generujące energię na całym świecie polegały głównie na systemie AC jako na najbardziej efektywnej i ekonomicznej opcji dla generacji i przesyłu energii elektrycznej.
W elektrowniach, wiele generatorów synchronicznych jest podłączonych do magistrali o takiej samej częstotliwości i sekwencji fazowej co generatory. Dlatego, aby zapewnić stabilne działanie, musimy zsynchronizować magistralę z generatorami przez cały okres generacji i przesyłu. Z tego powodu, stabilność systemu energetycznego nazywana jest również synchroniczną stabilnością i definiowana jest jako zdolność systemu do powrotu do synchronizacji po przejściu przez jakieś zakłócenie spowodowane włączaniem lub wyłączaniem obciążeń lub przejściem liniowym. Aby lepiej zrozumieć stabilność, należy rozważyć jeszcze jeden czynnik, a mianowicie limit stabilności systemu. Limit stabilności definiuje maksymalną dopuszczalną moc przepływającą przez pewną część systemu, której jest poddawana zakłócenia liniowe lub nieprawidłowy przepływ mocy. Po zrozumieniu tych terminologii związanych ze stabilnością systemu energetycznego, przeanalizujmy teraz różne rodzaje stabilności.
Stabilność systemu energetycznego lub synchroniczna stabilność systemu energetycznego może być różnych typów w zależności od natury zakłócenia, a dla skutecznej analizy można ją sklasyfikować na poniższe trzy typy:
Stabilność stanu ustalonego.
Stabilność przejściowa.
Stabilność dynamiczna.
Stabilność stanu ustalonego systemu energetycznego
Stabilność stanu ustalonego systemu energetycznego definiuje się jako zdolność systemu do przywrócenia siebie do stabilnej konfiguracji po niewielkim zakłóceniu w sieci (takim jak normalne fluktuacje obciążenia lub działanie automatycznego regulatora napięcia). Można ją rozpatrywać tylko w przypadku bardzo stopniowej i nieskończenie małej zmiany mocy.
Jeśli przepływ mocy przez obwód przekracza maksymalną dopuszczalną moc, istnieje ryzyko, że dana maszyna lub grupa maszyn przestanie działać synchronicznie, co spowoduje kolejne zakłócenia. W takiej sytuacji mówi się, że osiągnięto limit stanu ustalonego systemu, lub innymi słowy, limit stabilności stanu ustalonego systemu odnosi się do maksymalnej ilości mocy, która jest dopuszczalna w systemie bez utraty jego stabilności stanu ustalonego.
Stabilność przejściowa systemu energetycznego
Stabilność przejściowa systemu energetycznego odnosi się do zdolności systemu do osiągnięcia stabilnego stanu po dużym zakłóceniu warunków sieciowych. We wszystkich przypadkach związanych z dużymi zmianami w systemie, takimi jak nagłe podłączenie lub odłączenie obciążenia, operacje przełączania, awarie linii lub utrata pobudzenia, w grę wchodzi stabilność przejściowa systemu. Faktycznie dotyczy ona zdolności systemu do zachowania synchronizacji po zakłóceniu, które trwa stosunkowo długo. Maksymalna moc, która jest dopuszczalna do przepływu przez sieć bez utraty stabilności po długotrwałym zakłóceniu, nazywana jest stabilnością przejściową systemu. Przekroczenie tej maksymalnej dopuszczalnej wartości przepływu mocy sprawia, że system staje się tymczasowo niestabilny.
Stabilność dynamiczna systemu energetycznego
Stabilność dynamiczna systemu oznacza sztuczną stabilność daną naturalnie niestabilnemu systemowi za pomocą automatycznie sterowanych środków. Dotyczy ona małych zakłóceń trwających około 10 do 30 sekund.
Oświadczenie: Szanuj oryginał, dobre artykuły są warte udostępniania, w przypadku naruszenia praw autorskich prosimy o kontakt w celu usunięcia.
