Pytanie:
Producenci konsumenci balansują w sieci
curiousguy
2019-10-27 03:27:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

W dużej sieci dystrybucyjnej mówi się, że consumenci i producenci muszą być w równowadze;co to oznacza fizycznie, w poprawnym (nie uproszczonym) sformułowaniu matematycznym, nie jest jasne: idealna równowaga nie istnieje w naturze i walczę o zrozumienie, w jaki sposób system braku równowagi albo przechowuje i pobieraenergia i w jakiej skali czasu dokonano wyważenia .

Jakie są krótkoterminowe przepływy energii?

Kiedy włączam włącznik światła, energia płynie w jednej chwili.Skąd to pochodzi?

ile energii jest obecnych w samej sieci dystrybucyjnej w danym momencie? Czy to się zmienia?

Czy istnieje dobry, ale przystępny opis elastyczności systemu elektroenergetycznego?Czy wibruje?

TL / DR: częstotliwość zasilania jest dobrym wskaźnikiem stanu równowagi.W Wielkiej Brytanii jest teraz 50,035 Hz, więc jest lekko obciążony (większa podaż niż popyt)
Dokąd to zmierza?Kto to przechowuje?
@curiousguy Nikt go nie przechowuje, poza stosunkowo niewielkimi ilościami zgromadzonymi w pojemności i indukcyjności linii przesyłowych oraz większymi ilościami zgromadzonymi w obrotowej energii kinetycznej turbin.Edycja: Cóż, są też baterie używane w panelach PV, jak sądzę, i pojazdach elektrycznych.
@Hearth Mam na myśli czystą prostą siatkę bez wymyślnych urządzeń elektrycznych, e-urządzeń, inteligentnego-czegoś-czegoś ... tylko kilka silników przemysłowych, wind i świateł.Jeśli chcesz, wróć do siatki z lat 50-tych.Jeśli idealna równowaga nie zostanie osiągnięta, oznacza to zmiany poziomu energii netto.Jak brak równowagi przy napełnianiu opróżniającej wanny.
Nikt go nie przechowuje: częstotliwość jest nieco wysoka, podobnie jak napięcie.(Lub niskie, na innych torach) Jest monitorowane, a zdolność generowania jest dodawana lub usuwana, aby utrzymać dryf w niewielkich granicach.
@BrianDrummond Czy „zdolność wytwórcza” to to samo, co wyprodukowana energia?
@curiousguy prawie, ale nie dokładnie - na krótką metę istnieje różnica między * chwilową * produkowaną energią elektryczną (ile w tym momencie generator przekształca z energii mechanicznej na energię elektryczną) a mocą wytwórczą w sensie ilości możliwej do wydobycia mocybyć wytwarzane przez wszystko, co napędza turbinę (para, woda itp.);turbina może tymczasowo wytwarzać nieco mniej lub więcej energii elektrycznej niż jej pojemność, ponieważ przyspiesza / zwalnia;ale zmiana mocy wytwórczej wymaga zmian w fizycznym procesie napędzającym turbinę lub dodania nowych generatorów.
@Peteris Czyli szybkie równoważenie jest uzyskiwane przez różnicę między mocą elektryczną a mocą cieplną / ciśnieniową?
Jeśli mówimy o 10-sekundowej odpowiedzi, to powiedziałbym, że tak, dla normalnej pracy (ciśnienie pary w termicznej lub jądrowej, energia kinetyczna wody w elektrowni wodnej) byłby "rezerwuarem mocy", z którego bilanszostałby utrzymany, oprócz czystej mechanicznej bezwładności obrotowej - w przypadku * głównych * niedopasowań uruchomione zostałyby inne mechanizmy równoważenia, takie jak odłączanie części sieci;a dla „szybkiego równoważenia” w skali 5 minut lub w skali milisekund znowu dominowałyby różne aspekty fizyczne.
Trzy odpowiedzi:
Dan Mills
2019-10-27 04:58:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Częstotliwość siatki to miejsce, w którym ukrywa się magia ....

W bezwładności całej tej wirującej stali jest magazynowanie energii, a co więcej, druga strona tych zaworów dławiących w PE gorącej wody próbuje być parą.

Częstotliwość sieci jest tak naprawdę całką różnicy między generacją a obciążeniem podzieloną przez całkowity masowy moment bezwładności w systemie.

$$ \ omega = \ int {(generacja - popyt) dt} / k $$

Ustawiasz generatory obciążenia podstawowego tak, aby osiągały pełną moc wyjściową, jeśli częstotliwość spadnie poniżej, powiedzmy 50,5 Hz, elementy o średnim koszcie, aby dławić się na 50 Hz, a instalacje szczytowe (drogie w eksploatacji), aby ładowały się, jeśli częstotliwość spadnie poniżej powiedzmy 49,8 Hz (stopni jest więcej niż to).

Efekt jest taki, że obciążenie podstawowe działa z pełną mocą, średnie koszty śledzą popyt, a instalacje szczytowe pozostają na biegu jałowym, dopóki średni koszt nie zaspokoi popytu, w którym to momencie się ładują.

Przepływ mocy biernej steruje napięciem systemu i kontrolując to, można kontrolować prądy obciążenia w sieci przesyłowej.

Dynamika jest właściwie dość interesująca, szczególnie w warunkach awaryjnych i na ten temat napisano całe książki.

Przy zróżnicowanej produkcji turbin wiatrowych oraz zróżnicowanym i nie do końca losowym zapotrzebowaniu użytkowników brzmi to jak talia kart na wietrze.Czy elementy do budowy domu pomagają pętli kontrolnej?Jak windy, tostery, ładowarki do iPhone'a?
Nie skupiałbym się zbytnio na częstotliwości - sieć również byłaby stabilna, gdyby była czystą siecią prądu stałego.W tym przypadku sprowadza się to po prostu do prostego P = U² / R i R> 0.
DC działa dla łączy punkt-punkt i jest w rzeczywistości (kiedy są wystarczająco duże) czasami optymalnym wyborem, ale staje się przerażająco skomplikowany, gdy mamy do czynienia z dużą liczbą generatorów w rozproszonej geograficznie sieci.Pomijając oczywiste problemy ze zwiększaniem i zmniejszaniem napięcia DC oraz trudnościami z zabezpieczeniem obwodu na liniach prądu stałego wysokiego napięcia i prądu stałego, kontrola sieci jest bólem głowy.W sieci prądu przemiennego częstotliwość jest wystarczająca do sterowania mocą wyjściową generatora, a moc bierna kontroluje napięcie w sieci.
Z drugiej strony schemat stabilizacji za pomocą częstotliwości działa również tylko z powodu dużych silników synchronicznych i generatorów - załamałby się, gdyby obecne były tylko obciążenia niewrażliwe na częstotliwość, np.jak zasilacze krokowe lub silniki asynchroniczne.
@asdfex Czy na pewno, nie sądzę, aby natura obciążenia miała duże znaczenie.Oczywiście maszyny synchroniczne dodają inercji do całego schematu, co jest pomocne, ale udział lwów w bezwładności jest prawdopodobnie po stronie generacji.Moc bierna jest w każdym przypadku łatwa do kontrolowania.Pułapka polega na tym, że potrzebujesz bezwładności skądś, a falowniki nie są dobre w jej dostarczaniu (lub dużej ilości mocy biernej potrzebnej czasami do usunięcia błędu).Prawie można było zobaczyć elektrownie słoneczne dodające duże synchroniczne kondensatory, aby dodać możliwość usuwania usterek.
Lokalne urządzenia mają niewielki wpływ i rozmazują się w hałasie.Ładunek przesuwa się stopniowo w górę iw dół, ale w przypadku zrzutu ładunku (powiedzmy, że duża fabryka ma awaryjne wyłączenie).możesz wprowadzić czkawkę, która może spowodować desynchronizację.Myślę, że brakującym punktem jest częstotliwość synchronizacji wszystkich producentów i konsumentów razem.Bez tego nie masz siatki.Pojedynczy użytkownik, taki jak duży pociąg lub fabryka, powinien być łatwo dostosowany do całej bezwładności w sieci na czas, aby zachować synchronizację.Kiedy przybliżenie „nieskończonego producenta” zniknie, taki zrzut obciążenia może spowodować odłączenie sieci
@curiousguy nie, z wyjątkiem kilku „inteligentnych termostatów”, które uczestniczą w programach zrzucania obciążenia i być może niektórych dużych użytkowników przemysłowych, którzy mają specjalne umowy, obciążenia nie uczestniczą w równoważeniu.I nie, to nie jest taki wielki problem.System jest duży, prawo wielkich liczb jest po naszej stronie, a sieć i elektrownia są * projektowane * przez ludzi, którzy mają dane i najczęściej mają jakieś pojęcie o tym, co robią.
@hobbs użytkownicy nie muszą nic robić, aby uczestniczyć w równoważeniu - każdy silnik prądu przemiennego napędzany bezpośrednio częstotliwością sieci (w tym większość prostych silników, zarówno małych, jak i dużych), nieuchronnie uczestniczy w równoważeniu, ponieważ zużywa nieco mniej energii, jeśliczęstotliwość jest niższa;i znacznie mniej mocy podczas gwałtownego spadku częstotliwości i odwrotnie w przypadku wzrostu częstotliwości.Tak to działa w przypadku tysięcy ludzi odkurzających swoje domy, tak to działa w przypadku fabryki napędzającej taśmociąg.Jednak takie silniki stają się coraz mniejszą częścią całkowitego obciążenia sieci.
@Peteris Czy tak jest w przypadku odkurzacza z ruchomym przyciskiem do regulacji mocy?
Transistor
2019-10-27 04:20:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Siatkę można sobie wyobrazić - aw niektórych przypadkach jest - pojedynczy generator. Generator ma regulator prędkości, który utrzymuje częstotliwość. Regulator będzie miał pewien czas reakcji, co oznacza, że ​​jeśli obciążenie nagle wzrośnie, częstotliwość spadnie, a jeśli obciążenie nagle spadnie, częstotliwość nagle wzrośnie.

enter image description here

Rysunek 1. Mechaniczny regulator. Pionowy wał jest napędzany silnikiem i im szybciej się porusza, tym więcej ciężarków jest wyrzucanych na zewnątrz i do góry (wbrew grawitacji), powodując, że ramię dźwigni zmniejsza przepustnicę. Źródło: Centrifugal Governor.

Pracowałem nad jednym z nich na generatorze 1 MVA i za pomocą miernika częstotliwości kontaktronu byłem w stanie ustawić częstotliwość generatora bardzo bliską 50 Hz.

W dużej sieci dystrybucyjnej mówi się, że konsumenci i producenci muszą znajdować się w równowadze;

Dobrze. W Twojej podstawowej sieci grid nie ma pamięci. Generatory mogą eksportować tylko wtedy, gdy jest obciążenie. Generatory mogą się obracać i wytwarzać napięcie, ale jeśli nie ma obciążenia, prąd nie będzie płynął. Źródło energii (para, olej napędowy, woda itp.) Będzie musiało zostać szybko zredukowane, aby zapobiec wzrostowi częstotliwości.

idealna równowaga nie istnieje w naturze

Tak. Podłoga pode mną zapewnia napór, który dokładnie odpowiada sile grawitacji na moim ciele.

... i staram się zrozumieć, w jaki sposób niezrównoważony system magazynuje i pobiera energię, ...

Nie działa

... iw jakim czasie dokonano wyważenia.

To zależy od fizycznego zarządcy

Jakie są krótkoterminowe przepływy energii?

Przepływ energii zależy od obciążenia

Kiedy włączam włącznik światła, energia płynie w jednej chwili. Skąd jest wzięty?

Z generatora przez sieć.

Ile energii jest obecne w samej sieci dystrybucyjnej w danym momencie?Czy to się zmienia?

Czy istnieje dobry, ale przystępny opis elastyczności systemu elektroenergetycznego?Czy wibruje?

„_Źródło energii (para, olej napędowy, woda, itp.) Będzie musiało zostać szybko zredukowane_” „A jeśli nie, to gdzie jest„ tracona ”nadwyżka energii?Czy w takim przypadku równoważenie działa?„_w naturze nie ma idealnej równowagi_” „_Tak, tak”. To jest miejsce, w którym się zgubiłem.Czy podłoga wie, ile wsparcia potrzebujesz?A co z pociągiem przejeżdżającym przez most?„_Od generatora przez sieć ._” Zatem inni użytkownicy powinni zostać pozbawieni mocy, prawda?
EPRI [Samouczek dotyczący dynamiki systemu zasilania] (https://www.epri.com/#/pages/product/1016042/?lang=en-US) to naprawdę dobra lektura, która powinna Ci pomóc.To jest darmowe do pobrania.
W przypadku ogromnej skokowej zmiany obciążenia, której regulatory prędkości nie są w stanie dostosować w czasie, wszyscy producenci mogą dokonać desynchronizacji i efektywnie obniżyć sieć kaskadowo do coraz większej liczby zakładów..W tym momencie będziesz musiał zamknąć i zacząć wszystko od nowa.
Innymi słowy, biorąc przykład z pociągu.Częstotliwość sieci spadnie niedostrzegalnie, gdy pociąg będzie zasilany.wraz ze wzrostem wielkości obciążenia lub spadkiem mocy generującej tak, że obciążenie stanowi stosunkowo dużą część mocy wytwórczej, ta zmiana częstotliwości może być funkcją skokową.W którym momencie sieć musi dostosować się w sposób opisany w tej i innych odpowiedziach, a jeśli tak się nie stanie, nastąpi desynchronizacja.
Harper - Reinstate Monica
2019-10-27 21:22:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jak magazynuje energię przy prędkościach elektrycznych?

Nie musi gromadzić rezerwy energii, jeśli może zmniejszyć obciążenie. Moc to energia / czas. Więc jeśli może zmniejszyć moc, to jest równie dobre. Na szczęście moc to napięcie x prąd. W systemie nominalnie stałym napięciem klient w dużej mierze decyduje o natężeniu prądu, , ale dostawca decyduje o napięciu.

Może zmniejszyć obciążenie poprzez zmniejszenie napięcia.

W przypadku spadków napięcia, generatory są w stanie wytworzyć proporcjonalnie większy prąd, co tak naprawdę rysuje klient. Jednak wiele obciążeń klientów jest rezystancyjnych lub przynajmniej liniowych.

Więc to zapewnia natychmiastowy mechanizm.

Może zmniejszyć pojemność, zwiększając napięcie

Odwrotność powyższego. Ale to także wypycha moc dalej i mocniej przez sieć, a to zużywa energię na dwa sposoby: straty przesyłowe i niezgodność fazową z odległymi generatorami. Ze względu na prędkość światła.

Rozważ dwa miasta oddalone od siebie o 600 km na tej samej siatce, czyli 2 milisekundy przy prędkości światła. To znaczy 36 lub 45 stopni na fali sinusoidalnej prądu przemiennego. Więc jeśli moc gwałtownie zmieni kierunek z powodu zmian obciążenia, spowoduje to duże nagrzewanie się drutu.

Jeśli „rytm” przenosi się z producentów na konsumentów, jak można mieć wielu producentów?
@curiousguy, wszystkie synchronizują się ze sobą.Gdy liczba producentów jest wystarczająca, fala jest dość stabilna dla normalnej pracy i synchronizacji.Interesującym przypadkiem jest to, jak zaczynasz to wszystko, ogólnie kilka dużych elektrowni, które synchronizują następny poziom i tak dalej.Jestem pewien, że istnieje synchronizacja bocznych kanałów skali sieci dla podzbiorów stacji lub całych segmentów sieci.Ponadto, gdy utracona zostanie wystarczająca ilość produkcji i mogą wystąpić duże wahania obciążenia (krajowe zdarzenie awaryjne), może to spowodować odłączenie całości poprzez desynchronizację w całej sieci
@crasic Zrobiłem to osobne pełne pytanie P: [Jaka jest prędkość „energii elektrycznej”?] (Https://electronics.stackexchange.com/q/464689/205979)


ⓘ
To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 4.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...