Η συχνότητα εναλλασσόμενου ρεύματος δεν σχετίζεται άμεσα με την ταχύτητα του κινητήρα του υδροηλεκτρικού σταθμού, αλλά σχετίζεται έμμεσα.
Ανεξάρτητα από τον τύπο του εξοπλισμού παραγωγής ενέργειας, πρέπει να μεταδίδει ενέργεια στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας μετά την παραγωγή ενέργειας, δηλαδή, η γεννήτρια πρέπει να συνδεθεί στο δίκτυο για την παραγωγή ενέργειας. Αφού συνδεθεί στο δίκτυο, συνδέεται με το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας στο σύνολό της και οι συχνότητες παντού στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας είναι ακριβώς οι ίδιες. Όσο μεγαλύτερο είναι το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, τόσο μικρότερο είναι το εύρος διακύμανσης συχνότητας και τόσο πιο σταθερή είναι η συχνότητα. Ωστόσο, η συχνότητα του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας σχετίζεται μόνο με το αν η ενεργός ισχύς είναι ισορροπημένη. Όταν η ενεργός ισχύς που παράγεται από το σετ γεννήτριας είναι μεγαλύτερη από την ενεργό ισχύ της ηλεκτρικής ενέργειας, η συνολική συχνότητα του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας θα αυξηθεί και αντίστροφα.
Η ισορροπία ενεργού ισχύος είναι ένα σημαντικό ζήτημα του ηλεκτρικού δικτύου. Επειδή το φορτίο ισχύος των χρηστών αλλάζει συνεχώς, το ηλεκτρικό δίκτυο θα πρέπει πάντα να διασφαλίζει την παραγωγή ενέργειας και την ισορροπία φορτίου. Η πιο σημαντική χρήση των υδροηλεκτρικών σταθμών στο ηλεκτρικό σύστημα είναι η διαμόρφωση συχνότητας. Φυσικά, η υπερμεγάλης κλίμακας υδροηλεκτρική ενέργεια των Τριών Φαραγγιών χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή ενέργειας. Σε σύγκριση με άλλους τύπους σταθμών παραγωγής ενέργειας, οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί έχουν εγγενή πλεονεκτήματα στη διαμόρφωση συχνότητας. Ο υδροστρόβιλος μπορεί να ρυθμίσει γρήγορα την ταχύτητα, η οποία μπορεί επίσης να ρυθμίσει γρήγορα την ενεργό και άεργο έξοδο της γεννήτριας, έτσι ώστε να εξισορροπηθεί γρήγορα το φορτίο του δικτύου, ενώ η θερμική ενέργεια και η πυρηνική ενέργεια ρυθμίζουν την έξοδο του κινητήρα πολύ πιο αργά. Όσο η ισορροπία ενεργού ισχύος του ηλεκτρικού δικτύου είναι καλή, η τάση είναι σχετικά σταθερή. Επομένως, οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί συμβάλλουν σημαντικά στη σταθερότητα συχνότητας του ηλεκτρικού δικτύου.
Προς το παρόν, πολλοί μικροί και μεσαίου μεγέθους υδροηλεκτρικοί σταθμοί στην Κίνα βρίσκονται απευθείας κάτω από το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει να έχει τον απόλυτο έλεγχο των κύριων μονάδων παραγωγής ενέργειας με διαμόρφωση συχνότητας, ώστε να διασφαλίζεται η σταθερότητα της συχνότητας και της τάσης του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Με απλά λόγια:
1. Το ηλεκτρικό δίκτυο καθορίζει την ταχύτητα του κινητήρα. Χρησιμοποιούμε πλέον σύγχρονους κινητήρες για την παραγωγή ενέργειας, δηλαδή ο ρυθμός αλλαγής είναι ο ίδιος με αυτόν του ηλεκτρικού δικτύου, δηλαδή 50 φορές σε ένα δευτερόλεπτο. Για μια γεννήτρια θερμοηλεκτρικού σταθμού με μόνο ένα ζεύγος ηλεκτροδίων, περιστρέφεται 3000 στροφές ανά λεπτό. Για τη γεννήτρια υδροηλεκτρικού σταθμού με n ζεύγη ηλεκτροδίων, περιστρέφεται 3000/N σε 1 λεπτό. Ο υδροστρόβιλος και η γεννήτρια συνδέονται γενικά μεταξύ τους μέσω κάποιου μηχανισμού μετάδοσης σταθερής αναλογίας, επομένως μπορεί να ειπωθεί ότι καθορίζεται επίσης από τη συχνότητα του ηλεκτρικού δικτύου.
2. Ποιος είναι ο ρόλος του μηχανισμού ρύθμισης του νερού; Ρυθμίζει την έξοδο της γεννήτριας, δηλαδή την ισχύ που αποστέλλεται από τη γεννήτρια στο ηλεκτρικό δίκτυο. Συνήθως, απαιτείται μια συγκεκριμένη ισχύς για να διατηρηθεί η γεννήτρια στις ονομαστικές της ταχύτητες, αλλά μόλις η γεννήτρια συνδεθεί στο ηλεκτρικό δίκτυο, η ταχύτητα της γεννήτριας καθορίζεται από τη συχνότητα του δικτύου. Σε αυτή τη φάση, συνήθως υποθέτουμε ότι η συχνότητα του δικτύου παραμένει αμετάβλητη. Με αυτόν τον τρόπο, μόλις η ισχύς της γεννήτριας υπερβεί την ισχύ που απαιτείται για τη διατήρηση της ονομαστικής ταχύτητας, η γεννήτρια στέλνει ισχύ στο δίκτυο και απορροφά ισχύ αντίθετα. Επομένως, όταν ο κινητήρας παράγει ισχύ υπό βαρύ φορτίο, μόλις αποσυνδεθεί από τον κινητήρα, η ταχύτητά του θα αυξηθεί γρήγορα από την ονομαστική ταχύτητα σε αρκετές φορές, γεγονός που είναι επιρρεπές σε ατυχήματα πτήσης!
3. Η ισχύς που παράγεται από τη γεννήτρια θα επηρεάσει με τη σειρά της τη συχνότητα του δικτύου και οι μονάδες υδροηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιούνται συνήθως ως μονάδες διαμόρφωσης συχνότητας λόγω του σχετικά υψηλού ρυθμού ρύθμισης.
Ώρα δημοσίευσης: 20 Οκτωβρίου 2021
