La frequenza della corrente alternata non è direttamente correlata alla velocità del motore della centrale idroelettrica, ma lo è indirettamente.
Indipendentemente dal tipo di apparecchiatura di generazione di energia, è necessario trasmettere energia elettrica alla rete elettrica dopo averla generata, ovvero il generatore deve essere collegato alla rete per generare energia. Dopo essere stato collegato alla rete, il generatore è connesso alla rete elettrica nel suo complesso e le frequenze in tutta la rete elettrica sono esattamente le stesse. Maggiore è l'ampiezza della rete elettrica, minore è l'intervallo di fluttuazione della frequenza e più stabile è la frequenza. Tuttavia, la frequenza della rete elettrica è correlata solo al bilanciamento della potenza attiva. Quando la potenza attiva emessa dal gruppo elettrogeno è maggiore della potenza attiva del consumo di energia elettrica, la frequenza complessiva della rete elettrica aumenterà e viceversa.
Il bilanciamento della potenza attiva è un aspetto fondamentale della rete elettrica. Poiché il carico energetico degli utenti varia costantemente, la rete elettrica deve sempre garantire la produzione di energia e il bilanciamento del carico. Lo scopo principale delle centrali idroelettriche nel sistema elettrico è la modulazione di frequenza. Naturalmente, le centrali idroelettriche di grandi dimensioni delle Tre Gole vengono utilizzate principalmente per la produzione di energia. Rispetto ad altri tipi di centrali elettriche, le centrali idroelettriche presentano vantaggi intrinseci nella modulazione di 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 e nucleari regolano la potenza del motore molto più lentamente. Finché il bilanciamento della potenza attiva della rete elettrica è buono, la tensione è relativamente stabile. Pertanto, le centrali idroelettriche contribuiscono notevolmente alla stabilità di frequenza della rete elettrica.
Attualmente, molte centrali idroelettriche di piccole e medie dimensioni in Cina sono direttamente collegate alla rete elettrica. La rete elettrica deve avere il controllo sulle principali centrali a modulazione di frequenza, al fine di 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, ovvero la cui velocità di variazione è la stessa di quella della rete elettrica, ovvero 50 volte al secondo. Un generatore di una centrale termoelettrica con una sola coppia di elettrodi ruota a 3000 giri al minuto. Un generatore di una centrale idroelettrica con n coppie di elettrodi ruota a 3000 giri/minuto. La turbina idraulica e il generatore sono generalmente collegati tra loro tramite un meccanismo di trasmissione a rapporto fisso, quindi si può affermare che anche la frequenza di rete sia determinata dalla frequenza.
2. Qual è il ruolo del meccanismo di regolazione dell'acqua? Regola la potenza del generatore, ovvero la potenza immessa dal generatore nella rete elettrica. Di solito, è necessaria una certa potenza per mantenere il generatore alla sua velocità nominale, ma una volta che il generatore è collegato alla rete, la velocità del generatore è determinata dalla frequenza di rete. A questo punto, di solito si presume che la frequenza di rete rimanga invariata. In questo modo, una volta che la potenza del generatore supera quella necessaria per mantenere la velocità nominale, il generatore immette energia nella rete e assorbe energia al contrario. Pertanto, quando il motore genera energia sotto carico elevato, una volta scollegato dalla rete, la sua velocità aumenterà rapidamente dalla velocità nominale a diverse volte, il che è soggetto a incidenti di volo!
3. L'energia generata dal generatore a sua volta influenza la frequenza della rete e le unità idroelettriche sono solitamente utilizzate come unità di modulazione di frequenza a causa del tasso di regolazione relativamente elevato.
Data di pubblicazione: 17 maggio 2022
