La freqüència de CA no està directament relacionada amb la velocitat del motor de la central hidroelèctrica, però sí que hi està indirectament.
Independentment del tipus d'equip de generació d'energia, cal transmetre energia elèctrica a la xarxa elèctrica després de generar energia elèctrica, és a dir, el generador s'ha de connectar a la xarxa per generar energia. Després de connectar-se a la xarxa, es connecta a la xarxa elèctrica en conjunt, i les freqüències a tot arreu de la xarxa elèctrica són exactament les mateixes. Com més gran sigui la xarxa elèctrica, més petit serà el rang de fluctuació de freqüència i més estable serà la freqüència. Tanmateix, la freqüència de la xarxa elèctrica només està relacionada amb si la potència activa està equilibrada. Quan la potència activa emesa pel grup electrogen és superior a la potència activa del consum d'electricitat, la freqüència global de la xarxa elèctrica augmentarà i viceversa.
El balanç de potència activa és un tema important de la xarxa elèctrica. Com que la càrrega de potència dels usuaris canvia constantment, la xarxa elèctrica sempre ha de garantir la producció d'energia i el balanç de càrrega. L'objectiu important de les centrals hidroelèctriques en el sistema elèctric és la modulació de freqüència. Per descomptat, l'energia hidroelèctrica a gran escala de les Tres Gorges s'utilitza principalment per a la generació d'energia. En comparació amb altres tipus de centrals elèctriques, les centrals hidroelèctriques tenen avantatges inherents en la modulació de freqüència. La turbina d'aigua pot ajustar ràpidament la velocitat, que també pot ajustar ràpidament la sortida activa i reactiva del generador, per tal d'equilibrar ràpidament la càrrega de la xarxa, mentre que l'energia tèrmica i l'energia nuclear ajusten la sortida del motor molt més lentament. Sempre que el balanç de potència activa de la xarxa elèctrica sigui bo, el voltatge és relativament estable. Per tant, les centrals hidroelèctriques fan una gran contribució a l'estabilitat de freqüència de la xarxa elèctrica.
Actualment, moltes centrals hidroelèctriques petites i mitjanes a la Xina es troben directament sota la xarxa elèctrica. La xarxa elèctrica ha de tenir control sobre les principals centrals elèctriques de modulació de freqüència, per tal de garantir l'estabilitat de la freqüència i el voltatge de la xarxa elèctrica. En poques paraules:
1. La xarxa elèctrica determina la velocitat del motor. Actualment utilitzem motors síncrons per a la generació d'energia, és a dir, la velocitat de canvi és la mateixa que la de la xarxa elèctrica, és a dir, 50 vegades per segon. Per a un generador de central tèrmica amb només un parell d'elèctrodes, gira 3000 revolucions per minut. Per al generador d'una central hidroelèctrica amb n parells d'elèctrodes, gira 3000/N per minut. La turbina hidràulica i el generador generalment estan connectats entre si mitjançant un mecanisme de transmissió de relació fixa, per la qual cosa es pot dir que també està determinat per la freqüència de la xarxa elèctrica.
2. Quin paper juga el mecanisme de regulació de l'aigua? Ajusta la sortida del generador, és a dir, la potència que envia el generador a la xarxa elèctrica. Normalment, es necessita una determinada potència per mantenir el generador a la seva velocitat nominal, però un cop el generador està connectat a la xarxa, la velocitat del generador ve determinada per la freqüència de la xarxa. En aquest moment, normalment assumim que la freqüència de la xarxa roman inalterada. D'aquesta manera, un cop la potència del generador supera la potència necessària per mantenir la velocitat nominal, el generador envia energia a la xarxa i absorbeix energia al contrari. Per tant, quan el motor genera energia sota una càrrega elevada, un cop es desconnecta, la seva velocitat augmentarà ràpidament des de la velocitat nominal fins a diverses vegades, cosa que és propensa a accidents de vol!
3. L'energia generada pel generador afectarà al seu torn la freqüència de la xarxa, i les unitats hidroelèctriques s'utilitzen normalment com a unitats de modulació de freqüència a causa de la taxa de regulació relativament alta.
Data de publicació: 17 de maig de 2022
