ჰიდროგენერატორის სიხშირული არასტაბილურობის მიზეზების ანალიზი

ცვლადენოვანი დენის სიხშირე პირდაპირ კავშირში არ არის ჰიდროელექტროსადგურის ძრავის ბრუნვის სიჩქარესთან, მაგრამ ირიბად არის დაკავშირებული.

ელექტროენერგიის გენერაციის აღჭურვილობის ტიპის მიუხედავად, ელექტროენერგიის გენერირების შემდეგ აუცილებელია ელექტროენერგიის გადაცემა ელექტროქსელში, ანუ ელექტროენერგიის გენერირებისთვის გენერატორი უნდა იყოს ქსელთან დაკავშირებული. ქსელთან შეერთების შემდეგ, ის მთლიანად ელექტროქსელს უკავშირდება და ელექტროქსელში სიხშირეები ყველგან ზუსტად ერთნაირია. რაც უფრო დიდია ელექტროქსელი, მით უფრო მცირეა სიხშირის რყევის დიაპაზონი და უფრო სტაბილურია სიხშირე. თუმცა, ელექტროქსელის სიხშირე მხოლოდ იმას უკავშირდება, დაბალანსებულია თუ არა აქტიური სიმძლავრე. როდესაც გენერატორის მიერ გამოყოფილი აქტიური სიმძლავრე აღემატება ელექტროენერგიის მოხმარების აქტიურ სიმძლავრეს, ელექტროქსელის საერთო სიხშირე გაიზრდება და პირიქით.

აქტიური სიმძლავრის ბალანსი ელექტროქსელის მნიშვნელოვანი თემაა. რადგან მომხმარებლების სიმძლავრის დატვირთვა მუდმივად იცვლება, ელექტროქსელმა ყოველთვის უნდა უზრუნველყოს ელექტროენერგიის გამომუშავებისა და დატვირთვის ბალანსი. ელექტროსისტემაში ჰიდროელექტროსადგურების მნიშვნელოვანი დანიშნულება სიხშირის მოდულაციაა. რა თქმა უნდა, სამი ხეობის ზემასშტაბიანი ჰიდროელექტროსადგურები ძირითადად ელექტროენერგიის გამომუშავებისთვის გამოიყენება. სხვა ტიპის ელექტროსადგურებთან შედარებით, ჰიდროელექტროსადგურებს სიხშირის მოდულაციის თანდაყოლილი უპირატესობები აქვთ. წყლის ტურბინას შეუძლია სიჩქარის სწრაფად რეგულირება, რაც ასევე სწრაფად არეგულირებს გენერატორის აქტიურ და რეაქტიულ სიმძლავრეს, რათა სწრაფად დაბალანსდეს ქსელის დატვირთვა, ხოლო თბოელექტროსადგურები და ატომური ენერგია ძრავის სიმძლავრეს გაცილებით ნელა არეგულირებენ. სანამ ელექტროქსელის აქტიური სიმძლავრის ბალანსი კარგია, ძაბვა შედარებით სტაბილურია. ამიტომ, ჰიდროელექტროსადგურები დიდ წვლილს შეაქვთ ელექტროქსელის სიხშირის სტაბილურობაში.

ამჟამად ჩინეთში ბევრი მცირე და საშუალო ზომის ჰიდროელექტროსადგური უშუალოდ ელექტროქსელის დაქვემდებარებაშია. ელექტროქსელს უნდა ჰქონდეს ძირითადი სიხშირის მოდულაციის ელექტროსადგურების კონტროლი, რათა უზრუნველყოფილი იყოს ელექტროქსელის სიხშირისა და ძაბვის სტაბილურობა. მარტივად რომ ვთქვათ:
1. ელექტროქსელი განსაზღვრავს ძრავის ბრუნვის სიჩქარეს. ამჟამად ელექტროენერგიის გენერაციისთვის სინქრონულ ძრავებს ვიყენებთ, ანუ ცვლილების სიჩქარე იგივეა, რაც ელექტროქსელის, ანუ ერთ წამში 50-ჯერ. თბოელექტროსადგურის გენერატორი, რომელსაც მხოლოდ ერთი წყვილი ელექტროდი აქვს, წუთში 3000 ბრუნს აკეთებს. n წყვილი ელექტროდის მქონე ჰიდროელექტროსადგურის გენერატორი კი წუთში 3000/ნ ბრუნს აკეთებს. წყლის ტურბინა და გენერატორი, როგორც წესი, ერთმანეთთან დაკავშირებულია გარკვეული ფიქსირებული თანაფარდობის გადაცემის მექანიზმით, ამიტომ შეიძლება ითქვას, რომ ეს ასევე განისაზღვრება ელექტროქსელის სიხშირით.
2. რა როლს ასრულებს წყლის რეგულირების მექანიზმი? არეგულირებს გენერატორის გამომავალ სიმძლავრეს, ანუ გენერატორის მიერ ელექტროქსელში გაგზავნილ სიმძლავრეს. როგორც წესი, გენერატორის ნომინალურ სიჩქარეზე შესანარჩუნებლად საჭიროა გარკვეული სიმძლავრე, მაგრამ როგორც კი გენერატორი ქსელს დაუკავშირდება, გენერატორის სიჩქარე განისაზღვრება ქსელის სიხშირით. ამ დროს, როგორც წესი, ვვარაუდობთ, რომ ქსელის სიხშირე უცვლელი რჩება. ამ გზით, როგორც კი გენერატორის სიმძლავრე გადააჭარბებს ნომინალური სიჩქარის შესანარჩუნებლად საჭირო სიმძლავრეს, გენერატორი ქსელს აგზავნის სიმძლავრეს და პირიქით, შთანთქავს მას. ამიტომ, როდესაც ძრავა დიდი დატვირთვის ქვეშ გამოიმუშავებს ენერგიას, მას შემდეგ, რაც ის ქსელიდან გაითიშება, მისი სიჩქარე სწრაფად გაიზრდება ნომინალური სიჩქარიდან რამდენჯერმე, რაც იწვევს ფრენის ავარიებს!
3. გენერატორის მიერ გამომუშავებული ენერგია, თავის მხრივ, გავლენას მოახდენს ქსელის სიხშირეზე და ჰიდროელექტროსადგურები, როგორც წესი, გამოიყენება სიხშირის მოდულაციის ერთეულებად შედარებით მაღალი რეგულირების სიჩქარის გამო.