Non esiste una relazione diretta tra la frequenza della corrente alternata e la velocità del motore della centrale idroelettrica, ma esiste una relazione indiretta.
Indipendentemente dal tipo di apparecchiatura di generazione di energia, dopo aver generato elettricità, è necessario trasmetterla alla rete elettrica, ovvero il generatore deve essere collegato alla rete per generare elettricità. Maggiore è l'ampiezza della rete elettrica, minore è l'intervallo di fluttuazione della frequenza e più stabile è la frequenza. La frequenza di rete è correlata esclusivamente al bilanciamento della potenza attiva. Quando la potenza attiva emessa dal gruppo elettrogeno è maggiore della potenza attiva dell'elettricità, la frequenza complessiva della rete elettrica aumenterà e viceversa.
Il bilanciamento della potenza attiva è un problema importante nella rete elettrica. Poiché il carico elettrico degli utenti cambia costantemente, la rete elettrica deve sempre garantire la produzione di energia e il bilanciamento del carico. L'uso più importante delle centrali idroelettriche nel sistema elettrico è la regolazione della frequenza. Lo scopo principale dell'idroelettrico su larga scala è generare elettricità. Rispetto ad altri tipi di centrali elettriche, le centrali idroelettriche presentano vantaggi intrinseci nella regolazione della frequenza. La turbina idraulica può regolare rapidamente la velocità, che a sua volta può regolare rapidamente la potenza attiva e reattiva del generatore, in modo da bilanciare rapidamente il carico della rete, mentre le centrali termoelettriche, nucleari, ecc. regolano la potenza del motore relativamente più lentamente. Finché la potenza attiva della rete è ben bilanciata, la tensione è relativamente stabile. Pertanto, la centrale idroelettrica contribuisce in modo relativamente significativo alla stabilità della frequenza della rete.
Attualmente, molte centrali idroelettriche di piccole e medie dimensioni nel Paese sono direttamente collegate alla rete elettrica, e la rete elettrica deve avere il controllo sulle principali centrali a modulazione di frequenza per garantire la stabilità della frequenza e della tensione della rete elettrica. In parole povere:
1. La rete elettrica determina la velocità del motore. Oggi utilizziamo motori sincroni per la generazione di energia, il che significa che la velocità di variazione è pari a quella della rete elettrica, ovvero 50 variazioni al secondo. Per un generatore utilizzato in una centrale termoelettrica con una sola coppia di elettrodi, è di 3000 giri al minuto. Per un generatore idroelettrico con n coppie di elettrodi, è di 3000/n giri al minuto. La ruota idraulica e il generatore sono generalmente collegati tra loro da un meccanismo di trasmissione a rapporto fisso, quindi si può affermare che la velocità è determinata anche dalla frequenza della rete.
2. Qual è il ruolo del meccanismo di regolazione dell'acqua? Regola la potenza del generatore, ovvero la potenza che il generatore immette in rete. Di solito è necessaria una certa quantità di potenza per mantenere il generatore alla sua velocità nominale, ma una volta che il generatore è collegato alla rete, la sua velocità è determinata dalla frequenza di rete e di solito si presume che la frequenza di rete non cambi. In questo modo, quando la potenza del generatore supera quella necessaria per mantenere la velocità nominale, il generatore immette energia in rete e viceversa assorbe energia. Pertanto, quando il motore genera energia con un carico elevato, una volta scollegato dal treno, la sua velocità aumenterà rapidamente dalla velocità nominale a diverse volte, con il rischio di incidenti dovuti all'eccesso di velocità!
3. L'energia generata dal generatore a sua volta influenza la frequenza della rete e l'unità idroelettrica viene solitamente utilizzata come unità di modulazione della frequenza a causa del tasso di regolazione relativamente elevato.
Data di pubblicazione: 29 gennaio 2022
