Няма пряка връзка между честотата на променливия ток и оборотите на двигателя на водноелектрическата централа, но има косвена връзка.
Без значение какъв тип е оборудването за производство на електроенергия, след генериране на електроенергия, то трябва да я предава към електрическата мрежа, т.е. генераторът трябва да бъде свързан към мрежата, за да генерира електроенергия. Колкото по-голяма е електрическата мрежа, толкова по-малък е диапазонът на колебания на честотата и толкова по-стабилна е тя. Честотата на мрежата е свързана само с това дали активната мощност е балансирана. Когато активната мощност, излъчвана от генераторния агрегат, е по-голяма от активната мощност на електрическата енергия, общата честота на електрическата мрежа ще се увеличи и обратно.
Балансът на активната мощност е основен проблем в електроенергийната мрежа. Тъй като електрическото натоварване на потребителите се променя постоянно, електроенергийната мрежа трябва винаги да осигурява баланс на производството на електроенергия и натоварването. Най-важното приложение на водноелектрическите централи в електроенергийната система е регулирането на честотата. Основната цел на големите водноелектрически централи е генерирането на електроенергия. В сравнение с други видове електроцентрали, водноелектрическите централи имат присъщи предимства в регулирането на честотата. Водноелектрическата турбина може бързо да регулира скоростта, което също така може бързо да регулира активната и реактивната мощност на генератора, така че бързо да балансира натоварването на мрежата, докато топлинната енергия, ядрената енергия и др. регулират мощността на двигателя сравнително по-бавно. Докато активната мощност на мрежата е добре балансирана, напрежението е сравнително стабилно. Следователно, водноелектрическата централа има сравнително голям принос за стабилността на честотата на мрежата.
В момента много малки и средни водноелектрически централи в страната са директно свързани към електропреносната мрежа и електропреносната мрежа трябва да има контрол над основните честотно-модулиращи електроцентрали, за да осигури стабилност на честотата и напрежението на електропреносната мрежа. Казано по-просто:
1. Електрическата мрежа определя скоростта на двигателя. Сега използваме синхронни двигатели за производство на енергия, което означава, че скоростта на промяна е равна на тази на електрическата мрежа, т.е. 50 промени в секунда. За генератор, използван в топлоелектрическа централа само с една двойка електроди, тя е 3000 оборота в минута. За хидроенергиен генератор с n двойки електроди, тя е 3000/n оборота в минута. Водното колело и генераторът обикновено са свързани помежду си чрез някакъв механизъм за предаване с фиксирано съотношение, така че може да се каже, че тя се определя и от честотата на мрежата.
2. Каква е ролята на механизма за регулиране на водата? Регулира изхода на генератора, т.е. мощността, която генераторът изпраща към мрежата. Обикновено е необходимо определено количество мощност, за да се поддържа номиналната скорост на генератора, но след като генераторът е свързан към мрежата, скоростта на генератора се определя от честотата на мрежата и обикновено приемаме, че честотата на мрежата не се променя. По този начин, след като мощността на генератора надвиши мощността, необходима за поддържане на номиналната скорост, генераторът изпраща енергия към мрежата и обратно, той абсорбира енергия. Следователно, когато двигателят генерира енергия с голям товар, след като се изключи от влака, скоростта му бързо ще се увеличи от номиналната скорост до няколко пъти и е лесно да се причини инцидент с превишена скорост!
3. Генерираната от генератора мощност от своя страна ще повлияе на честотата на мрежата, а водноелектрическият агрегат обикновено се използва като честотно-модулиращ блок поради относително високата скорост на регулиране.
Време на публикуване: 29 януари 2022 г.
