A váltakozó áram frekvenciája nem közvetlenül kapcsolódik a vízerőmű motorjának fordulatszámához, de közvetve igen.
Függetlenül attól, hogy milyen típusú energiatermelő berendezésről van szó, a villamos energia előállítását követően a generátort a hálózatra kell csatlakoztatni az áramtermeléshez. A hálózatra való csatlakoztatás után az egész villamosenergia-hálózathoz csatlakozik, és a frekvenciák mindenhol pontosan azonosak az elektromos hálózatban. Minél nagyobb a villamosenergia-hálózat, annál kisebb a frekvenciaingadozási tartomány, és annál stabilabb a frekvencia. Az elektromos hálózat frekvenciája azonban csak attól függ, hogy a hatásos teljesítmény kiegyensúlyozott-e. Amikor a generátor által kibocsátott hatásos teljesítmény nagyobb, mint a villamosenergia-fogyasztás hatásos teljesítménye, az elektromos hálózat teljes frekvenciája emelkedik, és fordítva.
Az aktív teljesítmény egyensúlya az elektromos hálózat egyik fő témája. Mivel a felhasználók teljesítményterhelése folyamatosan változik, az elektromos hálózatnak mindig biztosítania kell az energiatermelés és a terhelés egyensúlyát. A vízerőművek fontos célja az elektromos rendszerben a frekvenciamoduláció. Természetesen a Három-szurdok szuper nagyméretű vízerőműveit elsősorban energiatermelésre használják. Más típusú erőművekkel összehasonlítva a vízerőműveknek inherens előnyei vannak a frekvenciamodulációban. A vízturbina gyorsan képes beállítani a sebességet, ami a generátor aktív és meddő teljesítményét is gyorsan képes beállítani, így gyorsan kiegyensúlyozza a hálózati terhelést, míg a hőerőművek és az atomerőművek sokkal lassabban állítják be a motor teljesítményét. Amíg az elektromos hálózat aktív teljesítmény egyensúlya jó, a feszültség viszonylag stabil. Ezért a vízerőművek nagyban hozzájárulnak az elektromos hálózat frekvenciastabilitásához.
Jelenleg Kínában számos kis és közepes méretű vízerőmű közvetlenül az elektromos hálózat alatt van. Az elektromos hálózatnak szabályoznia kell a fő frekvenciamodulációs erőműveket, hogy biztosítsa az elektromos hálózat frekvenciájának és feszültségének stabilitását. Egyszerűen fogalmazva:
1. A villamos hálózat határozza meg a motor fordulatszámát. Ma szinkronmotorokat használunk áramtermelésre, azaz a változási sebesség megegyezik a villamos hálózatéval, azaz másodpercenként 50-szer fordul meg. Egy hőerőmű generátora, amely csak egy elektródapárral rendelkezik, percenként 3000 fordulatot tesz meg. Egy vízerőmű generátora, amely n elektródapárral rendelkezik, percenként 3000 fordulatot tesz meg. A vízturbina és a generátor általában valamilyen fix arányú átviteli mechanizmuson keresztül van összekapcsolva, így elmondható, hogy ezt a villamos hálózat frekvenciája is meghatározza.
2. Mi a vízszabályozó mechanizmus szerepe? Szabályozza a generátor kimenetét, azaz a generátor által a hálózatba küldött teljesítményt. Általában egy bizonyos teljesítmény szükséges ahhoz, hogy a generátor a névleges fordulatszámán működjön, de miután a generátort csatlakoztatták a hálózathoz, a generátor sebességét a hálózati frekvencia határozza meg. Ilyenkor általában feltételezzük, hogy a hálózati frekvencia változatlan marad. Ily módon, amint a generátor teljesítménye meghaladja a névleges fordulatszám fenntartásához szükséges teljesítményt, a generátor energiát küld a hálózatra, és fordítva energiát vesz fel. Ezért, amikor a motor nagy terhelés alatt termel energiát, miután leválasztják a hálózatról, a sebessége gyorsan a névleges fordulatszám többszörösére nő, ami repülési balesetekhez vezethet!
3. A generátor által termelt energia viszont befolyásolja a hálózati frekvenciát, és a vízerőműveket általában frekvenciamodulációs egységként használják a viszonylag magas szabályozási sebesség miatt.
Közzététel ideje: 2022. május 17.
