Tehojärjestelmän taajuussäätö on olennaisen tärkeää sähköverkkojen vakauden ja luotettavuuden ylläpitämiseksi. Se edellyttää tuotannon ja kuormituksen säätämistä pitämään järjestelmän taajuus lähellä nimellisarvoaan, tyypillisesti 50 Hz tai 60 Hz. Tässä artikkelissa käsitellään keskeisiä laskelmia ja strategioita, joita käytetään taajuuden ohjauksessa.

Taajuuslaskenta

Järjestelmän taajuus määräytyy voimantuotannon ja kuormituksen välisen tasapainon mukaan. Kun tuotanto ylittää kuormituksen, taajuus kasvaa; kun kuormitus ylittää tuotannon, se pienenee. Ensisijainen laskenta käsittää järjestelmän inertian ja tehon epätasapainon.

Perustaajuuspoikkeama voidaan arvioida käyttäen swing yhtälö:

[Delta f = frac{Delta P}{2 H f 0} ]

jossa (Delta P) on tehon epätasapaino, (H) on järjestelmän inertiavakio ja (f 0) on nimellistaajuus.

Valvontastrategiat

Taajuudensäätöstrategiat on suunniteltu palauttamaan järjestelmän taajuus häiriöiden jälkeen. Niihin kuuluvat ensisijainen, toissijainen ja kolmannen asteen kontrollitasot.

Ensisijainen kontrolli reagoi välittömästi taajuuspoikkeamiin käyttämällä säätimen toimintaa generaattoreihin. Se vakauttaa taajuuden, mutta ei palauta sitä nimellisarvoon.

Toissijainen ohjaus, joka toteutetaan usein automaattisen Generation Control (ACC) -järjestelmän avulla, säätää generaattorin lähtöjä, jotta taajuus saadaan takaisin asetettuun pisteeseen. Se toimii pidemmän ajan kuin ensisijainen ohjaus.

Lisäohjaus edellyttää manuaalisia säätöjä ja taloudellista lähetystä järjestelmän toiminnan optimoimiseksi häiriöiden hallinnan jälkeen.

Keskeiset valvontastrategiat

  • Droop Control:[ säätää generaattorin ulostuloa suhteessa taajuuspoikkeamiin.
  • AGC:[ koordinoi useita generaattoreita taajuus- ja tiejohtovirtavirtojen ylläpitämiseksi.
  • Load Sheddding:[ Vähentää kuormitusta vaikeiden taajuuslaskeumien aikana estääkseen järjestelmän romahtamisen.
  • Energiavarasto:[] Käyttää akkuja tai muita tallennuslaitteita taajuusvaihtelujen vakauttamiseen.