載荷是可變參數(shù),它們永遠不會保持不變。根據(jù)需求,他們的攝入量會有所不同。因此,交流發(fā)電機產(chǎn)生的電力需要滿足這些需求。負載頻率控制是一種有助于將網(wǎng)絡頻率保持在其額定值的方法,即印度的50Hz。本文討論負載在各種情況下發(fā)生變化時的處理過程。
讓我們舉個例子,
考慮初始狀態(tài)如下,
連接到母線的負載=200MW
發(fā)電量=200MW
現(xiàn)在觀察到,
負載=發(fā)電
這意味著它導致系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
現(xiàn)在頻率也將處于其額定值。此外,機器(同步發(fā)電機)將以同步速度運行。
但是,正如我們之前提到的,系統(tǒng)的負載從來都不是一個常數(shù)。因此有兩種可能性,
案例1:負載增加
案例2:負載減少
現(xiàn)在讓我們看看每種情況的詳細影響。
案例1:負載
增加考慮需求增加,連接到總線的負載變?yōu)?00MW?,F(xiàn)在的值是,
連接到總線的負載=300MW
發(fā)電量=200MW
現(xiàn)在觀察到,
負載≠發(fā)電
結果出現(xiàn)以下情況:
當觀察到負載側需要100MW時,所需的能量由機器存儲的動能提供。KE由機器的旋轉部件生產(chǎn):
同步發(fā)電機的動能
其中,
KE-動能(J/焦耳)
I-慣性矩(是常數(shù))
ω-角速度(rad/sec)
因此,100MW由存儲的KE提供,其值減小。
正如在等式1中觀察到的,
KE∝ω2
因此,當KE減小時,機器的速度也會減小。
機器的速度和它的頻率是由關系相關的,
同步機轉速
因此,當速度降低時,它又會降低頻率,如果新頻率為fnew,則
fnew<50Hz
這對于穩(wěn)定運行是不可接受的。
案例2:負載
下降考慮需求下降,連接到母線的負載變?yōu)?50MW?,F(xiàn)在的值是,
連接到母線的負載=150MW
發(fā)電量=200MW
現(xiàn)在觀察到,
負載≠發(fā)電
結果出現(xiàn)以下情況:
當觀察到發(fā)電機側產(chǎn)生剩余的50MW時,需要吸收的能量被添加到機器存儲的動能中。
原因是,能量需要平衡(由于能量守恒定律)。
因此,50MW被添加到存儲的KE中,其值增加。
從等式1中可以看出,當KE增加時,機器的速度也會增加。
由等式2可知,當速度增加時,它又會增加頻率,如果新頻率為fnew,則
fnew>50Hz
這對于穩(wěn)定運行也是不可接受的。
現(xiàn)在,我們觀察到,
負載變化?發(fā)電量變化?轉子速度變化?頻率變化
可以使用稱為調速器的設備來感測頻率的變化。調速器檢測到頻率的變化,然后堅持改變蒸汽閥的位置。
這樣做是因為通過根據(jù)頻率變化調整閥門位置,我們可以改變蒸汽輸入渦輪機。由于渦輪機與同步發(fā)電機機械耦合,因此通過調整渦輪機的速度,它反過來調整轉子的機械輸入。