7 dersten 3.
Frekans Kararlılığı & Kontrolü
Frekans, bağlantılı bir şebekedeki herkese, her yerde, aynı anda, üretim ve talebin dengede olup olmadığını söyleyen tek sayıdır. Bu ders, ataletin ilk tepkisinden sonra otomatik olarak ne olduğunu ele alır — frekansı gerçekten hedef değerine geri getiren katmanlı kontrol sistemlerini.
Frekansın neden ipucu olduğu
Bağlantılı bir şebekedeki her senkron jeneratör, aynı elektriksel frekansa kilitlenmiş bir hızda döner. Talep üretimi aşarsa, jeneratörler fazla yük altında biraz yavaşlar ve frekans sadece yerel olarak değil, sistem genelinde düşer. Üretim talebi aşarsa, jeneratörler hızlanır ve frekans yükselir. Frekansı bu kadar kullanışlı bir sinyal yapan da budur: enterkonneksiyonun herhangi bir yerinde ölçülebilen, genel üretim-talep dengesini doğrudan yansıtan tek bir sayı.
Frekans kontrolünün üç katmanı
- Birincil kontrol (droop tepkisi)
- Otomatik, yerel ve hızlıdır (saniyeler) — tek tek jeneratörlerdeki governorlar bir frekans sapmasını algılar ve herhangi bir talimat beklemeden çıkışı orantılı olarak ayarlar. Bu, frekansın daha fazla düşmesini durdurur, ama onu tamamen hedef değerine geri getirmez.
- İkincil kontrol (AGC)
- Merkezi olarak koordine edilen, on saniyeler ile dakikalar arasında etki eden Otomatik Üretim Kontrolü — frekansı tam olarak hedef değerine geri getirmek ve bölgeler arasındaki planlanmış güç akışlarını eski haline getirmek için seçilen jeneratörlerin ayar noktalarını düzenler.
- Üçüncül kontrol
- Daha yavaş, genellikle manuel veya piyasa tabanlı, dakikalar ile saatler arasında etki eder — üretimi ekonomik olarak yeniden dağıtır ve bir sonraki bozulmaya hazır olmak için birincil ve ikincil kontrol tarafından kullanılan rezervleri yeniler.
Droop kontrolü, biraz daha somut olarak
Bir jeneratörün governorı bir droop karakteristiğiyle ayarlanır: frekansta küçük, bilinçli bir yüzdelik düşüş, o jeneratörün güç çıkışında orantılı bir artışa yol açar. Aktif governor tepkisine sahip enterkonneksiyon genelindeki her jeneratör aynı anda katkıda bulunur; birincil kontrolün saniyeler içinde hareket edebilmesinin sebebi tam olarak budur — hiçbir iletişime veya merkezi koordinasyona ihtiyaç duymaz, sadece her makinede yerel bir frekans ölçümüne ihtiyaç duyar.
Bunun bir önceki dersle nasıl bağlantılı olduğu
Aynı üç katman, Avrupa terminolojisiyle
Son savunma hattı: düşük frekans yük atma
Birincil ve ikincil kontrol — tipik olarak çok büyük bir jeneratörün kaybından veya şebekenin bölünmesinden sonra — ciddi bir frekans düşüşünü durdurmaya yetmezse, otomatik düşük frekans yük atma şemaları önceden belirlenmiş frekans eşiklerinde bilinçli olarak yük bloklarının bağlantısını keser. Bu bilinçli bir takastır: tüm sistemin çok daha büyük, kontrolsüz bir çöküşünü önlemek için, bazı müşterilerin beslemesini kontrollü ve önceden planlanmış bir şekilde feda etmek.
Önemli çıkarımlar
- Frekans, bağlantılı bir şebekenin tamamında üretim ve talep arasındaki gerçek zamanlı dengeyi yansıtır.
- Birincil kontrol (droop) otomatik ve hızlıdır ama frekansı tam olarak geri getirmez; ikincil kontrol (AGC) bunu merkezi olarak yapar; üçüncül kontrol yeniden dağıtır ve rezervleri yeniler.
- Azalan sistem ataleti ile frekans kontrolü yeterliliği birbirine bağlıdır — daha az atalet, kontrolün hareket etmesi için daha az zaman demektir.
- Düşük frekans yük atma, tam bir sistem çöküşünü önlemek için bilinçli, önceden planlanmış bir son çaredir.
Daha fazla okuma
- P. Kundur, Power System Stability and Control. New York: McGraw-Hill, 1994. — governor droop ve AGC üzerine detaylı anlatım
- ENTSO-E RG-CE System Protection & Dynamics Sub Group, Frequency Stability Evaluation Criteria for the Synchronous Zone of Continental Europe — Requirements and Impacting Factors. Brussels: ENTSO-E, Mar. 2016. — gerçek dünyadan, herkese açık bir teknik çerçeve
- Commission Regulation (EU) 2017/1485 of 2 August 2017 establishing a guideline on electricity transmission system operation (SO GL). — FCR, FRR ve RR'yi ve devreye girme sürelerini tanımlayan AB kuralları