Düşüş hızı kontrolü - Droop speed control

Düşüş hızı kontrolü , AC elektrik güç jeneratörleri için kullanılan bir kontrol modudur, bu sayede bir jeneratörün güç çıkışı, hat frekansı arttıkça azalır. Yaygın hız kontrol modu olarak kullanılan valinin a ana işletici bir tahrik senkron jeneratörü , bir bağlı elektrik şebekesine . Ana taşıyıcı tarafından üretilen güç oranını şebeke frekansına göre kontrol ederek çalışır. Düşüş hız kontrolü ile şebeke maksimum çalışma frekansında çalışırken ana taşıyıcının gücü sıfıra, şebeke minimum çalışma frekansındayken güç %100'e, diğer çalışma frekanslarında ise ara değerlere ayarlanır.

Bu mod, senkron jeneratörlerin paralel çalışmasına izin verir, böylece yükler, güç oranlarıyla orantılı olarak aynı sarkma eğrisine sahip jeneratörler arasında paylaştırılır.

Pratikte, büyük elektrik şebekelerinde jeneratörler tarafından kullanılan sarkma eğrileri, lineer veya aynı olmak zorunda değildir ve operatörler tarafından ayarlanabilir. Bu, kullanılan güç oranının yüke bağlı olarak değişmesine izin verir, bu nedenle örneğin temel yük jeneratörleri düşük talepte daha büyük bir oran üretecektir. Kararlılık, çalışma frekansı aralığı üzerinde güç çıkışının frekansın monoton olarak azalan bir fonksiyonu olmasını gerektirir.

Düşüş hızı kontrolü, ızgara depolama sistemleri tarafından da kullanılabilir. Düşüş hızı kontrolü ile bu sistemler, ortalamanın üzerinde frekanslarda şebekeden enerjiyi kaldıracak ve daha düşük frekanslarda besleyecektir.

Doğrusal

Bir senkron jeneratörün frekansı şu şekilde verilir:

nerede

  • F, frekans (Hz cinsinden),
  • P, kutup sayısı,
  • N, jeneratör hızı (RPM cinsinden)

Bir senkron jeneratörün frekansı (F), hızı (N) ile doğru orantılıdır. Birden fazla senkron jeneratör elektrik şebekesine paralel olarak bağlandığında, frekans şebeke tarafından sabitlenir, çünkü her bir jeneratörün ayrı güç çıkışı büyük bir şebekedeki yüke kıyasla küçük olacaktır. Şebekeye bağlı senkron jeneratörler çeşitli hızlarda çalışırlar ancak kutup sayıları (P) farklı olduğu için hepsi aynı frekansta çalışır.

Bu modda, gerçek hızın yüzdesi olarak bir hız referansı ayarlanır. Jeneratör yüksüz durumdan tam yüke yüklendikçe, ana hareket ettiricinin gerçek hızı düşme eğilimindedir. Bu modda güç çıkışını artırmak için ana taşıyıcı hız referansı artırılır. Gerçek ana taşıyıcı hızı ızgara tarafından sabitlendiğinden, hız referansı ve ana taşıyıcının gerçek hızındaki bu fark, ana taşıyıcıya giden çalışma sıvısının (yakıt, buhar, vb.) akışını ve dolayısıyla güç çıkışını artırmak için kullanılır. artırılır. Güç çıkışını azaltmak için bunun tersi geçerli olacaktır. Asıl hareket ettirici hız referansı, her zaman asıl hareket ettiricinin gerçek hızından daha büyüktür. Asıl hareket ettiricinin gerçek hızının referansa ve dolayısıyla isme göre "düşmesine" veya azalmasına izin verilir.

Örneğin, türbin 3000 rpm'de derecelendirilmişse ve yüksüzden temel yüke yüklendiğinde makine hızı 3000 rpm'den 2880 rpm'ye düşüyorsa, düşme yüzdesi şu şekilde verilir:

= (3000 – 2880) / 3000
= %4

Bu durumda hız referansı %104 ve gerçek hız %100 olacaktır. Türbin hız referansındaki her %1'lik değişiklik için, türbinin güç çıkışı, %4 düşüş ayarına sahip bir ünite için nominal değerin %25'i kadar değişecektir. Düşüş, bu nedenle, %100 regülatör eylemi için gereken (tasarım) hızındaki yüzde değişim olarak ifade edilir.

Şebeke üzerinde frekans sabit olduğundan ve dolayısıyla gerçek türbin hızı da sabit olduğundan, türbin hızı referansındaki artış, referans ve gerçek hız arasındaki hatayı artıracaktır. Fark arttıkça, güç çıkışını artırmak için yakıt akışı artar ve bunun tersi de geçerlidir. Bu tür kontrole "düz orantılı" kontrol denir. Tüm şebeke aşırı yüklenme eğilimindeyse, şebeke frekansı ve dolayısıyla jeneratörün gerçek hızı azalacaktır. Tüm birimler hız hatasında bir artış görecek ve böylece ana taşıyıcılara giden yakıt akışını ve güç çıkışını artıracaktır. Bu şekilde, düşüş hızı kontrol modu, sabit bir şebeke frekansının tutulmasına da yardımcı olur. Üretilen güç miktarı, gerçek türbin hızı ile hız referansı arasındaki hatayla kesinlikle orantılıdır.

Bir sisteme senkronize edilen tüm makinelerin aynı düşüş hızı kontrolüne sahip olması durumunda, makine değerleriyle orantılı olarak yükü paylaşacakları matematiksel olarak gösterilebilir.

Örneğin, GE tasarımı bir ağır hizmet gaz türbininde yakıt akışının nasıl artırıldığı veya azaltıldığı aşağıdaki formülle verilebilir,

FSRN = (FSKRN2 * (TNR-TNH)) + FSKRN1

Nereye,

FSRN = Düşüş modu için Yakıt Strok Referansı (Gaz Türbinine sağlanan yakıt)

TNR = Türbin Hız Referansı

TNH = Gerçek Türbin Hızı

FSKRN2 = Sabit

FSKRN1 = Sabit

Yukarıdaki formül, düz bir çizginin denkleminden başka bir şey değildir (y = mx + b).

Bir şebekeye bağlı eşit % sarkma ayarına sahip çoklu senkron jeneratörler, şebeke yükündeki değişimi temel yükleriyle orantılı olarak paylaşacaktır.

Kuzey Amerika'nın elektrik şebekesinin istikrarlı çalışması için , enerji santralleri tipik olarak yüzde dört veya beş hız düşüşüyle ​​çalışır. Tanım olarak, %5 düşüş ile tam yük hızı %100'dür ve yüksüz hız %105'tir.

Normalde, şebekede çalışan tüm jeneratörlerin ve motorların toplam dönen kütlesinin ataleti nedeniyle hızdaki değişiklikler küçüktür . Belirli bir primer hareket ettirici ve jeneratör kombinasyonu için güç çıkışındaki ayarlamalar, bir santrifüj regülatörü üzerindeki yay basıncını artırarak veya bir motor kontrol ünitesi ayarıyla veya bir elektronik hız regülatörü için benzer bir işlemle düşüş eğrisini yavaşça yükselterek yapılır . Bir şebekeye bağlanacak tüm ünitelerin aynı sarkma ayarına sahip olması gerekir, böylece tüm tesisler, dış iletişime bağlı olmaksızın anlık frekans değişimlerine aynı şekilde tepki verir.

Bitişik Amerika Birleşik Devletleri enerji nakil şebekesi, 500 şirket tarafından işletilen 300.000 km'lik hattan oluşmaktadır.

Senkron jeneratörlerin paralel çalışması tarafından verilen atalete ek olarak, frekans hız düşüşü, tek bir elektrik santralinin güç çıkışının ( kW ) kontrolünde birincil anlık parametredir .

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma