Częstotliwość prądu przemiennego nie jest bezpośrednio związana z prędkością obrotową silnika elektrowni wodnej, ale ma związek pośredni.
Niezależnie od rodzaju sprzętu do wytwarzania energii, konieczne jest przesyłanie energii elektrycznej do sieci energetycznej po wygenerowaniu energii elektrycznej, to znaczy, że generator musi być podłączony do sieci w celu wytwarzania energii. Po podłączeniu do sieci jest on podłączony do sieci energetycznej jako całości, a częstotliwości wszędzie w sieci energetycznej są dokładnie takie same. Im większa sieć energetyczna, tym mniejszy zakres wahań częstotliwości i tym bardziej stabilna jest częstotliwość. Jednak częstotliwość sieci energetycznej jest związana tylko z tym, czy moc czynna jest zrównoważona. Gdy moc czynna emitowana przez zespół generatora jest większa niż moc czynna zużycia energii elektrycznej, ogólna częstotliwość sieci energetycznej wzrośnie i odwrotnie.
Bilans mocy czynnej jest głównym tematem sieci energetycznej. Ponieważ obciążenie energetyczne użytkowników stale się zmienia, sieć energetyczna powinna zawsze zapewniać równowagę mocy wyjściowej i obciążenia. Ważnym celem elektrowni wodnej w systemie energetycznym jest modulacja częstotliwości. Oczywiście, superduża elektrownia wodna Three Gorges jest wykorzystywana głównie do wytwarzania energii. W porównaniu z innymi typami elektrowni, elektrownie wodne mają wrodzone zalety w zakresie modulacji częstotliwości. Turbina wodna może szybko regulować prędkość, co może również szybko regulować moc czynną i bierną generatora, aby szybko zrównoważyć obciążenie sieci, podczas gdy energia cieplna i energia jądrowa regulują moc silnika znacznie wolniej. Dopóki bilans mocy czynnej sieci energetycznej jest dobry, napięcie jest stosunkowo stabilne. Dlatego elektrownie wodne wnoszą duży wkład w stabilność częstotliwości sieci energetycznej.
Obecnie wiele małych i średnich elektrowni wodnych w Chinach znajduje się bezpośrednio pod siecią energetyczną. Sieć energetyczna musi mieć kontrolę nad głównymi elektrowniami z modulacją częstotliwości, aby zapewnić stabilność częstotliwości i napięcia sieci energetycznej. Mówiąc prościej:
1. Sieć energetyczna określa prędkość silnika. Obecnie do wytwarzania energii używamy silników synchronicznych, czyli szybkość zmiany jest taka sama jak w sieci energetycznej, czyli 50 razy na sekundę. W przypadku generatora elektrowni cieplnej z tylko jedną parą elektrod obraca się on 3000 obrotów na minutę. W przypadku generatora elektrowni wodnej z n parami elektrod obraca się on 3000 / N na minutę. Turbina wodna i generator są na ogół połączone ze sobą za pomocą pewnego mechanizmu przekładni o stałym współczynniku, więc można powiedzieć, że jest on również określany przez częstotliwość sieci energetycznej.
2. Jaką rolę odgrywa mechanizm regulacji wody? Dostosuj moc wyjściową generatora, czyli moc wysyłaną przez generator do sieci energetycznej. Zazwyczaj, aby utrzymać generator do jego znamionowej prędkości, wymagana jest pewna moc, ale gdy generator jest podłączony do sieci, prędkość generatora jest określana przez częstotliwość sieci. W tym momencie zazwyczaj zakładamy, że częstotliwość sieci pozostaje niezmieniona. W ten sposób, gdy moc generatora przekroczy moc wymaganą do utrzymania znamionowej prędkości, generator wysyła moc do sieci i przeciwnie, pochłania moc. Dlatego, gdy silnik generuje moc pod dużym obciążeniem, po odłączeniu od sieci, jego prędkość szybko wzrośnie z prędkości znamionowej do kilku razy, co jest podatne na wypadki lotnicze!
3. Moc generowana przez generator wpływa na częstotliwość sieci, a jednostki hydroenergetyczne są zwykle wykorzystywane jako jednostki modulacji częstotliwości ze względu na stosunkowo wysoki współczynnik regulacji.
Czas publikacji: 17-05-2022
