Maiņstrāvas frekvence nav tieši saistīta ar hidroelektrostacijas dzinēja apgriezienu skaitu, bet gan netieši.
Neatkarīgi no elektroenerģijas ražošanas iekārtas veida, pēc elektroenerģijas ģenerēšanas ir nepieciešams pārraidīt elektroenerģiju uz elektrotīklu, tas ir, ģenerators ir jāpieslēdz tīklam elektroenerģijas ražošanai. Pēc pievienošanas tīklam tas ir savienots ar elektrotīklu kopumā, un frekvences visā elektrotīklā ir tieši vienādas. Jo lielāks elektrotīkls, jo mazāks frekvences svārstību diapazons un jo stabilāka ir frekvence. Tomēr elektrotīkla frekvence ir saistīta tikai ar aktīvās jaudas līdzsvaru. Ja ģeneratora agregāta izstarotā aktīvā jauda ir lielāka par elektroenerģijas patēriņa aktīvo jaudu, kopējā elektrotīkla frekvence palielināsies, un otrādi.
Aktīvās jaudas balanss ir svarīgs elektrotīkla temats. Tā kā lietotāju jaudas slodze pastāvīgi mainās, elektrotīklam vienmēr jānodrošina elektroenerģijas ražošanas jauda un slodzes balanss. Hidroelektrostaciju svarīgs mērķis energosistēmā ir frekvences modulācija. Protams, Triju Aizu īpaši lieljaudas hidroelektrostacijas galvenokārt tiek izmantotas elektroenerģijas ražošanai. Salīdzinot ar cita veida elektrostacijām, hidroelektrostacijām ir raksturīgas priekšrocības frekvences modulācijā. Ūdens turbīna var ātri regulēt ātrumu, kas var arī ātri pielāgot ģeneratora aktīvo un reaktīvo jaudu, lai ātri līdzsvarotu tīkla slodzi, savukārt siltumenerģija un kodolenerģija regulē dzinēja jaudu daudz lēnāk. Kamēr vien elektrotīkla aktīvās jaudas balanss ir labs, spriegums ir relatīvi stabils. Tāpēc hidroelektrostacijas sniedz lielu ieguldījumu elektrotīkla frekvences stabilitātē.
Pašlaik daudzas mazas un vidēja lieluma hidroelektrostacijas Ķīnā atrodas tieši zem elektrotīkla. Elektrotīklam ir jākontrolē galvenās frekvences modulācijas elektrostacijas, lai nodrošinātu elektrotīkla frekvences un sprieguma stabilitāti. Vienkārši sakot:
1. Elektrotīkls nosaka motora ātrumu. Tagad elektroenerģijas ražošanai izmantojam sinhronos motorus, tas ir, izmaiņu ātrums ir tāds pats kā elektrotīklam, tas ir, 50 reizes sekundē. Siltumelektrostacijas ģeneratoram, kurā ir tikai viens elektrodu pāris, tas griežas ar ātrumu 3000 apgriezieniem minūtē. Hidroelektrostacijas ģeneratoram ar n elektrodu pāriem tas griežas ar ātrumu 3000/N minūtē. Ūdens turbīna un ģenerators parasti ir savienoti kopā, izmantojot kādu fiksētas attiecības pārvades mehānismu, tāpēc var teikt, ka to nosaka arī elektrotīkla frekvence.
2. Kāda loma ir ūdens regulēšanas mehānismam? Tas regulē ģeneratora izejas jaudu, t. i., jaudu, ko ģenerators nosūta uz elektrotīklu. Parasti ģeneratora nominālā ātruma uzturēšanai ir nepieciešama noteikta jauda, bet, kad ģenerators ir pievienots tīklam, ģeneratora ātrumu nosaka tīkla frekvence. Šajā gadījumā mēs parasti pieņemam, ka tīkla frekvence paliek nemainīga. Tādā veidā, kad ģeneratora jauda pārsniedz nominālā ātruma uzturēšanai nepieciešamo jaudu, ģenerators nosūta jaudu uz tīklu un, gluži pretēji, patērē jaudu. Tāpēc, kad motors ģenerē jaudu lielas slodzes apstākļos, kad tas ir atvienots no tīkla, tā ātrums strauji palielināsies no nominālā ātruma līdz vairākām reizēm, kas ir pakļauts lidošanas negadījumu riskam!
3. Ģeneratora saražotā jauda savukārt ietekmēs tīkla frekvenci, un hidroelektrostacijas parasti tiek izmantotas kā frekvences modulācijas iekārtas relatīvi augstās regulēšanas ātruma dēļ.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 17. maijs
