Честотата на променливия ток не е пряко свързана със скоростта на двигателя на водноелектрическата централа, но е косвено свързана.
Независимо от вида на оборудването за производство на електроенергия, след генериране на електрическа енергия е необходимо генераторът да се пренесе към електрическата мрежа, т.е. генераторът трябва да бъде свързан към мрежата за производство на електроенергия. След свързване към мрежата, той е свързан с електрическата мрежа като цяло и честотите навсякъде в електрическата мрежа са абсолютно еднакви. Колкото по-голяма е електрическата мрежа, толкова по-малък е диапазонът на колебания на честотата и толкова по-стабилна е честотата. Честотата на електрическата мрежа обаче зависи само от това дали активната мощност е балансирана. Когато активната мощност, излъчвана от генераторния агрегат, е по-голяма от активната мощност на потреблението на електроенергия, общата честота на електрическата мрежа ще се повиши и обратно.
Балансът на активната мощност е основна тема в електроенергийната мрежа. Тъй като натоварването на потребителите се променя постоянно, електроенергийната мрежа трябва винаги да осигурява баланс на генерираната мощност и натоварването. Важната цел на водноелектрическите централи в електроенергийната система е честотната модулация. Разбира се, свръхголемите водноелектрически централи на Трите клисури се използват главно за производство на електроенергия. В сравнение с други видове електроцентрали, водноелектрическите централи имат присъщи предимства в честотната модулация. Водната 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 топлоелектрическите и ядрените централи регулират мощността на двигателя много по-бавно. Докато балансът на активната мощност на електроенергийната мрежа е добър, напрежението е относително стабилно. Следователно, водноелектрическите централи допринасят значително за честотната стабилност на електроенергийната мрежа.
В момента много малки и средни водноелектрически централи в Китай са директно свързани към електропреносната мрежа. Електропреносната мрежа трябва да има контрол над основните електроцентрали с честотна модулация, за да се гарантира стабилността на честотата и напрежението на електропреносната мрежа. Казано по-просто:
1. Скоростта на двигателя се определя от електрическата мрежа. Сега използваме синхронни двигатели за производство на енергия, т.е. скоростта на промяна е същата като тази на електрическата мрежа, т.е. 50 пъти за една секунда. Генератор на топлоелектрическа централа само с една двойка електроди се завърта с 3000 оборота в минута. Генератор на водноелектрическа централа с n двойки електроди се завърта с 3000/N в минута. Водната турбина и генераторът обикновено са свързани помежду си чрез механизъм за предаване с фиксирано предавателно число, така че може да се каже, че тя се определя и от честотата на електрическата мрежа.
2. Каква роля играе механизмът за регулиране на водата? Регулира изхода на генератора, т.е. мощността, изпращана от генератора към електрическата мрежа. Обикновено е необходима определена мощност, за да се поддържа номиналната скорост на генератора, но след като генераторът е свързан към мрежата, скоростта му се определя от честотата на мрежата. В този случай обикновено приемаме, че честотата на мрежата остава непроменена. По този начин, след като мощността на генератора надвиши мощността, необходима за поддържане на номиналната скорост, генераторът изпраща енергия към мрежата и обратно, абсорбира енергия. Следователно, когато двигателят генерира енергия под голямо натоварване, след като бъде изключен от мрежата, скоростта му бързо ще се увеличи от номиналната скорост до няколко пъти, което е предразположено към летателни инциденти!
3. Генерираната от генератора мощност от своя страна ще повлияе на честотата на мрежата, а водноелектрическите агрегати обикновено се използват като честотно-модулиращи устройства поради относително високата скорост на регулиране.
Време на публикуване: 17 май 2022 г.
