Частота змінного струму не пов'язана безпосередньо зі швидкістю обертання двигуна гідроелектростанції, але опосередковано.
Незалежно від типу обладнання для виробництва електроенергії, після її вироблення необхідно передавати електроенергію до електромережі, тобто генератор необхідно підключити до мережі для виробництва електроенергії. Після підключення до мережі він з'єднується з енергомережею в цілому, і частоти в електромережі однакові. Чим більша енергомережа, тим менший діапазон коливань частоти та тим стабільніша частота. Однак частота електромережі залежить лише від того, чи збалансована активна потужність. Коли активна потужність, що випромінюється генераторною установкою, перевищує активну потужність споживання електроенергії, загальна частота електромережі зростає, і навпаки.
Баланс активної потужності є важливою темою енергомережі. Оскільки навантаження споживачів постійно змінюється, енергомережа повинна завжди забезпечувати вихідну потужність та баланс навантаження. Важливим призначенням гідроелектростанцій в енергосистемі є частотна модуляція. Звичайно, надвелика гідроенергетика Трьох Ущелин використовується в основному для виробництва електроенергії. Порівняно з іншими типами електростанцій, гідроелектростанції мають переваги в частотній модуляції. Водяна турбіна може швидко регулювати швидкість, що також може швидко регулювати активну та реактивну потужність генератора, щоб швидко збалансувати навантаження мережі, тоді як теплова та атомна енергетика регулюють потужність двигуна набагато повільніше. Поки баланс активної потужності енергомережі хороший, напруга відносно стабільна. Тому гідроелектростанції роблять великий внесок у частотну стабільність енергомережі.
Наразі багато малих та середніх гідроелектростанцій у Китаї безпосередньо підключені до енергомережі. Енергомережа повинна контролювати основні електростанції з частотною модуляцією, щоб забезпечити стабільність частоти та напруги енергомережі. Простіше кажучи:
1. Швидкість двигуна визначає електрична мережа. Зараз для вироблення електроенергії використовуються синхронні двигуни, тобто швидкість зміни така ж, як і в електричній мережі, тобто 50 разів за секунду. Генератор теплової електростанції з однією парою електродів обертається зі швидкістю 3000 обертів за хвилину. Генератор гідроелектростанції з n парами електродів обертається зі швидкістю 3000 обертів за хвилину. Гідротурбіна та генератор, як правило, з'єднані між собою за допомогою механізму передачі з фіксованим передаточним числом, тому можна сказати, що вона також визначається частотою електричної мережі.
2. Яку роль відіграє механізм регулювання води? Регулювання вихідної потужності генератора, тобто потужності, яку генератор посилає в електромережу. Зазвичай для підтримки номінальної швидкості генератора потрібна певна потужність, але після підключення генератора до мережі швидкість визначається частотою мережі. У цьому випадку ми зазвичай припускаємо, що частота мережі залишається незмінною. Таким чином, як тільки потужність генератора перевищує потужність, необхідну для підтримки номінальної швидкості, генератор посилає енергію в мережу, а навпаки поглинає її. Тому, коли двигун генерує енергію під великим навантаженням, після відключення від мережі його швидкість швидко зросте з номінальної швидкості в кілька разів, що призводить до льотних аварій!
3. Потужність, що виробляється генератором, у свою чергу впливатиме на частоту мережі, а гідроелектростанції зазвичай використовуються як блоки частотної модуляції через відносно високу швидкість регулювання.
Час публікації: 17 травня 2022 р.
