لا يرتبط تردد التيار المتردد بشكل مباشر بسرعة محرك محطة الطاقة الكهرومائية، ولكنه يرتبط بشكل غير مباشر.
بغض النظر عن نوع معدات توليد الطاقة، من الضروري نقل الطاقة الكهربائية إلى شبكة الكهرباء بعد توليدها، أي أن المولد يجب أن يكون متصلاً بالشبكة لتوليد الطاقة. بعد توصيله بالشبكة، يتم توصيله بشبكة الكهرباء ككل، وتكون الترددات في جميع أنحاء الشبكة متماثلة تمامًا. كلما كبرت شبكة الكهرباء، قلّ نطاق تذبذب التردد وازداد استقراره. ومع ذلك، يرتبط تردد شبكة الكهرباء فقط بمدى توازن الطاقة النشطة. عندما تكون الطاقة النشطة المنبعثة من مجموعة المولد أكبر من الطاقة النشطة لاستهلاك الكهرباء، يرتفع التردد الإجمالي لشبكة الكهرباء، والعكس صحيح.
يُعدّ توازن الطاقة النشط موضوعًا رئيسيًا في شبكة الكهرباء. ونظرًا للتغير المستمر في أحمال الطاقة للمستخدمين، يجب أن تضمن شبكة الكهرباء دائمًا إنتاج الطاقة وتوازن الأحمال. والغرض المهم لمحطات الطاقة الكهرومائية في نظام الطاقة هو تعديل التردد. وبطبيعة الحال، تُستخدم الطاقة الكهرومائية فائقة الحجم في الخوانق الثلاثة بشكل أساسي لتوليد الطاقة. وبالمقارنة مع أنواع أخرى من محطات الطاقة، تتميز محطات الطاقة الكهرومائية بمزايا جوهرية في تعديل التردد. يمكن لتوربينات المياه ضبط السرعة بسرعة، والتي يمكنها أيضًا ضبط الناتج النشط والتفاعلي للمولد بسرعة، وذلك لموازنة حمل الشبكة بسرعة، بينما تضبط الطاقة الحرارية والطاقة النووية خرج المحرك بشكل أبطأ بكثير. طالما كان توازن الطاقة النشط لشبكة الطاقة جيدًا، يكون الجهد مستقرًا نسبيًا. لذلك، تُسهم محطات الطاقة الكهرومائية بشكل كبير في استقرار تردد شبكة الطاقة.
في الوقت الحالي، تخضع العديد من محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة والمتوسطة الحجم في الصين مباشرةً لشبكة الكهرباء. يجب أن تتحكم شبكة الكهرباء في محطات توليد الطاقة الرئيسية ذات التعديل الترددي، وذلك لضمان استقرار تردد وجهد شبكة الكهرباء. باختصار،
١. تُحدد شبكة الطاقة سرعة المحرك. نستخدم الآن محركات متزامنة لتوليد الطاقة، أي أن معدل التغيير مُطابق لسرعة شبكة الطاقة، أي ٥٠ مرة في الثانية. بالنسبة لمولد محطة الطاقة الحرارية المزود بزوج واحد من الأقطاب الكهربائية، يدور بمعدل ٣٠٠٠ دورة في الدقيقة. أما بالنسبة لمولد محطة الطاقة الكهرومائية المزود بـ n زوج من الأقطاب الكهربائية، فيدور بمعدل ٣٠٠٠ دورة/نيوتن في الدقيقة. عادةً ما يتم توصيل التوربين المائي والمولد معًا من خلال آلية نقل ذات نسبة ثابتة، لذا يُمكن القول إن تردد شبكة الطاقة يُحدد أيضًا.
٢. ما دور آلية تنظيم الماء؟ ضبط خرج المولد، أي الطاقة المرسلة منه إلى شبكة الكهرباء. عادةً، يلزم طاقة معينة للحفاظ على سرعة المولد المقدرة، ولكن بمجرد توصيله بالشبكة، يتم تحديد سرعته بواسطة تردد الشبكة. في هذه الحالة، عادةً ما نفترض أن تردد الشبكة يبقى ثابتًا. بهذه الطريقة، بمجرد أن تتجاوز طاقة المولد الطاقة المطلوبة للحفاظ على السرعة المقدرة، يرسل المولد الطاقة إلى الشبكة ويمتصها بالعكس. لذلك، عندما يولد المحرك طاقة تحت حمل ثقيل، بمجرد فصله عن الشبكة، ستزداد سرعته بسرعة من السرعة المقدرة إلى عدة أضعاف، مما يزيد من احتمالية حوادث الطيران!
3. ستؤثر الطاقة التي يولدها المولد بدورها على تردد الشبكة، وعادةً ما تُستخدم وحدات الطاقة الكهرومائية كوحدات تعديل تردد بسبب معدل التنظيم المرتفع نسبيًا.
وقت النشر: ١٧ مايو ٢٠٢٢
