Med frekvenco izmeničnega toka in hitrostjo motorja hidroelektrarne ni neposredne povezave, obstaja pa posredna povezava.
Ne glede na vrsto opreme za proizvodnjo električne energije, jo mora po proizvodnji električne energije oddati v električno omrežje, kar pomeni, da mora biti generator priključen na omrežje, da proizvaja električno energijo. Večje kot je električno omrežje, manjše je območje nihanja frekvence in bolj stabilna je frekvenca. Frekvenca omrežja je povezana le z uravnoteženostjo aktivne moči. Ko je aktivna moč, ki jo oddaja generatorski agregat, večja od aktivne moči električne energije, se bo skupna frekvenca električnega omrežja povečala in obratno.
Bilanca aktivne moči je pomemben problem v elektroenergetskem omrežju. Ker se obremenitev uporabnikov električne energije nenehno spreminja, mora elektroenergetsko omrežje vedno zagotavljati proizvodnjo energije in ravnovesje obremenitve. Najpomembnejša uporaba hidroelektrarn v elektroenergetskem sistemu je regulacija frekvence. Glavni namen velikih hidroelektrarn je proizvodnja električne energije. V primerjavi z drugimi vrstami elektrarn imajo hidroelektrarne inherentne prednosti pri regulaciji frekvence. Hidroturbina lahko hitro prilagodi hitrost, kar lahko prav tako hitro prilagodi aktivno in jalovo izhodno moč generatorja, da se hitro uravnoteži obremenitev omrežja, medtem ko termoelektrarne, jedrske elektrarne itd. prilagajajo izhodno moč motorja relativno počasneje. Dokler je aktivna moč omrežja dobro uravnotežena, je napetost relativno stabilna. Zato hidroelektrarna relativno veliko prispeva k stabilnosti frekvence omrežja.
Trenutno je veliko malih in srednje velikih hidroelektrarn v državi neposredno pod elektroenergetskim omrežjem, elektroenergetsko omrežje pa mora imeti nadzor nad glavnimi frekvenčno moduliranimi elektrarnami, da se zagotovi stabilnost frekvence in napetosti elektroenergetskega omrežja. Preprosto povedano:
1. Hitrost motorja določa električno omrežje. Za proizvodnjo električne energije se danes uporabljajo sinhroni motorji, kar pomeni, da je hitrost sprememb enaka hitrosti električnega omrežja, torej 50 sprememb na sekundo. Za generator, ki se uporablja v termoelektrarni z enim samim parom elektrod, je to 3000 vrtljajev na minuto. Za hidroelektrarniški generator z n pari elektrod je to 3000/n vrtljajev na minuto. Vodno kolo in generator sta običajno povezana z mehanizmom prenosa s fiksnim razmerjem, zato lahko rečemo, da je odvisna tudi od frekvence omrežja.
2. Kakšna je vloga mehanizma za nastavitev vode? Prilagodite izhodno moč generatorja, torej moč, ki jo generator pošilja v omrežje. Običajno je potrebna določena količina energije, da generator ohranja nazivno hitrost, ko pa je generator priključen na omrežje, je hitrost generatorja določena z omrežno frekvenco in običajno predpostavljamo, da se omrežna frekvenca ne spreminja. Na ta način, ko moč generatorja preseže moč, potrebno za vzdrževanje nazivne hitrosti, generator pošilja energijo v omrežje in obratno absorbira energijo. Zato se bo, ko motor proizvaja energijo z veliko obremenitvijo, ko je odklopljen od vlaka, njegova hitrost hitro povečala z nazivne hitrosti na nekajkrat, kar lahko povzroči nesrečo zaradi prehitre vožnje!
3. Moč, ki jo proizvaja generator, bo posledično vplivala na frekvenco omrežja, hidroelektrarna pa se zaradi relativno visoke stopnje regulacije običajno uporablja kot frekvenčno modulacijska enota.
Čas objave: 29. januar 2022
