Frekvenca izmeničnega toka ni neposredno povezana s hitrostjo motorja hidroelektrarne, je pa posredno povezana.
Ne glede na vrsto opreme za proizvodnjo električne energije je treba po proizvodnji električne energije oddati električno energijo v električno omrežje, kar pomeni, da mora biti generator za proizvodnjo električne energije priključen na omrežje. Po priključitvi na omrežje je povezan s celotnim električnim omrežjem, frekvence v celotnem električnem omrežju pa so popolnoma enake. Večje kot je električno omrežje, manjše je območje nihanja frekvence in bolj stabilna je frekvenca. Vendar pa je frekvenca električnega omrežja povezana le z uravnoteženostjo aktivne moči. Ko je aktivna moč, ki jo oddaja generatorski agregat, večja od aktivne moči porabe električne energije, se bo skupna frekvenca električnega omrežja povečala in obratno.
Bilanca aktivne moči je pomembna tema elektroenergetskega omrežja. Ker se obremenitev uporabnikov nenehno spreminja, mora elektroenergetsko omrežje vedno zagotavljati proizvodnjo energije in ravnovesje obremenitve. Pomemben namen hidroelektrarn v elektroenergetskem sistemu je frekvenčna modulacija. Seveda se super velike hidroelektrarne Treh sotesk uporabljajo predvsem za proizvodnjo energije. V primerjavi z drugimi vrstami elektrarn imajo hidroelektrarne inherentne prednosti pri frekvenčni modulaciji. Vodna turbina lahko hitro prilagodi hitrost, kar lahko hitro prilagodi tudi aktivno in jalovo izhodno moč generatorja, da se hitro uravnoteži obremenitev omrežja, medtem ko termoelektrarne in jedrske elektrarne prilagajajo izhodno moč motorja veliko počasneje. Dokler je bilanca aktivne moči elektroenergetskega omrežja dobra, je napetost relativno stabilna. Zato hidroelektrarne močno prispevajo k frekvenčni stabilnosti elektroenergetskega omrežja.
Trenutno je veliko malih in srednje velikih hidroelektrarn na Kitajskem neposredno priključenih na elektroenergetsko omrežje. Elektroenergetsko omrežje mora imeti nadzor nad glavnimi elektrarnami s frekvenčno modulacijo, 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 spremembe enaka kot v električnem omrežju, torej 50-krat v eni sekundi. Generator termoelektrarne z enim parom elektrod se vrti s 3000 vrtljaji na minuto. Generator hidroelektrarne z n pari elektrod se vrti s 3000 vrtljaji na minuto. Vodna turbina in generator sta običajno povezana z mehanizmom prenosa s fiksnim razmerjem, zato lahko rečemo, da jo določa tudi frekvenca električnega omrežja.
2. Kakšno vlogo igra mehanizem za regulacijo vode? Prilagodite izhodno moč generatorja, torej moč, ki jo generator pošilja v električno omrežje. Običajno je za ohranjanje nazivne hitrosti generatorja potrebna določena moč, ko pa je generator priključen na omrežje, hitrost generatorja določa omrežna frekvenca. V tem primeru običajno predpostavljamo, da omrežna frekvenca ostane nespremenjena. Na ta način, ko moč generatorja preseže moč, potrebno za vzdrževanje nazivne hitrosti, generator pošilja energijo v omrežje in jo nasprotno absorbira. Zato se bo, ko motor proizvaja energijo pod veliko obremenitvijo, ko ga odklopimo od omrežja, njegova hitrost hitro povečala z nazivne hitrosti na nekajkrat, kar je nagnjeno k letalskim nesrečam!
3. Moč, ki jo proizvaja generator, bo posledično vplivala na frekvenco omrežja, hidroelektrarne pa se običajno uporabljajo kot enote za frekvenčno modulacijo zaradi relativno visoke stopnje regulacije.
Čas objave: 17. maj 2022
