Frekvencia striedavého prúdu priamo nesúvisí s otáčkami motora vodnej elektrárne, ale nepriamo s nimi súvisí.
Bez ohľadu na typ zariadenia na výrobu energie je potrebné po vygenerovaní energie preniesť energiu do elektrickej siete, to znamená, že generátor musí byť pripojený k sieti na výrobu energie. Po pripojení k sieti je pripojený k elektrickej sieti ako celku a frekvencie v celej elektrickej sieti sú úplne rovnaké. Čím väčšia je elektrická sieť, tým menší je rozsah kolísania frekvencie a tým stabilnejšia je frekvencia. Frekvencia elektrickej siete však súvisí iba s tým, či je činný výkon vyvážený. Keď je činný výkon generovaný generátorom väčší ako činný výkon elektriny, celková frekvencia elektrickej siete sa zvýši a naopak.
Bilancia činného výkonu je hlavným problémom elektrickej siete. Keďže sa zaťaženie spotrebiteľov neustále mení, elektrická sieť by mala vždy zabezpečiť výkon výroby energie a vyváženie záťaže. Najdôležitejším využitím vodných elektrární v energetickej sústave je frekvenčná modulácia. Samozrejme, super rozsiahla vodná energia Troch roklín sa používa hlavne na výrobu energie. V porovnaní s inými typmi elektrární majú vodné elektrárne inherentné výhody vo frekvenčnej modulácii. Vodná turbína dokáže rýchlo upraviť rýchlosť, čo umožňuje aj rýchlo upraviť činný a jalový výkon generátora, aby sa rýchlo vyrovnalo zaťaženie siete, zatiaľ čo tepelná a jadrová energia upravujú výkon motora oveľa pomalšie. Pokiaľ je bilancia činného výkonu elektrickej siete dobrá, napätie je relatívne stabilné. Vodné elektrárne preto výrazne prispievajú k frekvenčnej stabilite elektrickej siete.
V súčasnosti je v Číne mnoho malých a stredných vodných elektrární priamo napojených na elektrickú sieť. Energetická sieť musí mať absolútnu kontrolu nad hlavnými elektrárňami s frekvenčnou moduláciou, aby sa zabezpečila stabilita frekvencie a napätia elektrickej siete. Jednoducho povedané:
1. Rýchlosť motora určuje elektrická sieť. V súčasnosti sa na výrobu energie používajú synchrónne motory, čo znamená, že rýchlosť zmeny je rovnaká ako v elektrickej sieti, teda 50-krát za sekundu. Generátor tepelnej elektrárne s iba jedným párom elektród sa otáča 3000-krát za minútu. Generátor vodnej elektrárne s n pármi elektród sa otáča 3000/N za 1 minútu. Vodná turbína a generátor sú vo všeobecnosti prepojené nejakým mechanizmom prevodu s pevným prevodovým pomerom, takže možno povedať, že je určená aj frekvenciou elektrickej siete.
2. Aká je úloha mechanizmu regulácie vody? Upravuje výstup generátora, teda výkon, ktorý generátor odosiela do elektrickej siete. Zvyčajne je potrebný určitý výkon na udržanie menovitých otáčok generátora, ale akonáhle je generátor pripojený k elektrickej sieti, otáčky generátora sú určené frekvenciou elektrickej siete. V tomto prípade zvyčajne predpokladáme, že frekvencia elektrickej siete zostáva nezmenená. Preto, akonáhle výkon generátora prekročí výkon potrebný na udržanie menovitých otáčok, generátor odosiela energiu do siete a naopak ju absorbuje. Preto, keď motor generuje energiu pri veľkom zaťažení, po odpojení od motora sa jeho otáčky rýchlo zvýšia z menovitých otáčok na niekoľkonásobok, čo je náchylné na letecké nehody!
3. Energia generovaná generátorom následne ovplyvní frekvenciu siete a vodné elektrárne sa zvyčajne používajú ako jednotky frekvenčnej modulácie kvôli relatívne vysokej regulačnej rýchlosti.
Čas uverejnenia: 20. októbra 2021
