पीढ़ी हानि के भौतिकी को समझना

जब एक बड़े जनरेटर या बिजली संयंत्र अप्रत्याशित रूप से डिस्कनेक्ट हो जाता है - एक टरबाइन यात्रा, ईंधन आपूर्ति की हानि या ट्रांसमिशन दोष के कारण - तत्काल परिणाम एक वास्तविक शक्ति घाटा है। ग्रिड को सभी सिंक्रनाइज़ घूर्णन मशीनों से अंतर को भरने के लिए गतिशील ऊर्जा को निकालना चाहिए, जिससे सिस्टम आवृत्ति को क्षय हो सकती है। आवृत्ति के परिवर्तन की दर (ROCOF) कुल प्रणाली जड़ता पर निर्भर करती है, जो तुल्यकालिक पौधों के रिटायर होने से पहले गिरावट कर रही है। दोष वर्तमान योगदान भी तब छोड़ देता है जब जनरेटर यात्रा, सुरक्षात्मक रिले समन्वय को प्रभावित करता है। वोल्टेज स्थिरता समझौता किया जाता है क्योंकि कई जनरेटर प्रतिक्रियाशील शक्ति की आपूर्ति करते हैं; उनका नुकसान वोल्टेज समर्थन के भार को बढ़ा सकता है, संभावित रूप से पहले या फिर से जांच करने वाले मूल रूप से।

कुंजी स्थिरीकरण रणनीति

प्राथमिक आवृत्ति प्रतिक्रिया और जड़ीय समर्थन

रक्षा की पहली पंक्ति सभी सिंक्रनाइज़ मशीनों से जड़त्वीय प्रतिक्रिया है। पारंपरिक ग्रिड में, कताई टरबाइन मिलीसेकंड के भीतर गतिज ऊर्जा को छोड़ देते हैं। यह प्रारंभिक इंजेक्शन आवृत्ति गिरावट को धीमा कर देता है, राज्यपाल कार्रवाई के लिए समय खरीदना। चूंकि इन्वर्टर आधारित संसाधन (आईबीआर) तुल्यकालिक पीढ़ी की जगह लेते हैं, बैटरी भंडारण से सिंथेटिक जड़ता और ग्रिड बनाने वाले इनवर्टर महत्वपूर्ण हो जाते हैं। ग्रिड कोड को अब आईबीआर की आवश्यकता होती है ताकि रूटिया प्लस में अतिरिक्त सक्रिय शक्ति को समतुल्यकालिक रूप से इंजेक्ट किया जा सके। उदाहरण के लिए, जेनरेटर के लिए आवश्यकता पर ENTSO-E का नेटवर्क कोड बड़े पैमाने पर हवा और सौर संयंत्रों के लिए सिंथेटिक जड़ता क्षमता को अनिवार्य करता है।

फास्ट रिज़र्व सक्रियण और एजीसी

एक पीढ़ी के नुकसान के बाद सेकंड के भीतर, कताई भंडार पर गवर्नर आवृत्ति क्षय को रोकने के लिए यांत्रिक शक्ति उत्पादन में वृद्धि करते हैं। यह प्राथमिक आवृत्ति प्रतिक्रिया आम तौर पर 5% droop विशेषता का उपयोग करती है। आधुनिक संयुक्त चक्र और जलविद्युत संयंत्र 10 सेकंड के भीतर पूर्ण प्रतिक्रिया दे सकते हैं, जबकि बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली एक ग्रिड चक्र के तहत पूर्ण शक्ति को इंजेक्ट कर सकती है। एक बार आवृत्ति को गिरफ्तार किया जाता है, स्वचालित पीढ़ी नियंत्रण (एजीसी) चरण नाममात्र आवृत्ति को बहाल करने के लिए (50 या 60 हर्ट्ज) और प्रयुक्त रिजर्व को प्रतिस्थापित करता है।

लोड शेडिंग एक अंतिम रिजॉर्ट के रूप में

यदि रिजर्व आवृत्ति गिरावट को गिरफ्तार करने के लिए अपर्याप्त हैं, तो अंडर-फ्रीक्वेंसी लोड शेडिंग (UFLS) स्वचालित रूप से आवृत्ति सीमा पर पूर्व निर्धारित लोड ब्लॉकों को डिस्कनेक्ट करता है (जैसे, 59.5 हर्ट्ज, 59.3 हर्ट्ज)। UFLS सिस्टम मिलिसेकेंड में काम करते हैं, जिससे उन्हें सबसे तेजी से सुधारात्मक कार्रवाई होती है। आधुनिक अनुकूली योजनाएं वास्तविक समय प्रणाली की स्थिति के आधार पर शेडिंग राशि को समायोजित करती हैं, जैसे कि नुकसान और ऑनलाइन जड़ता की तीव्रता। अंडर-वोल्टेज लोड शेडिंग (UVLS) समान रूप से लोड को डिस्कनेक्ट करती हैं जब वोल्टेज एक निर्धारित अवधि के लिए 0.90 से नीचे रहता है, वोल्टेज के पतन को रोकने के लिए। दोनों को प्राथमिक मरम्मत करने वाले औद्योगिक नियंत्रणकर्ता के बजाय प्राथमिक मरम्मत के लिए प्राथमिक नियंत्रणकर्ता की सहायता प्रदान करता है।

वोल्टेज उपचारात्मक कार्रवाई योजना

एक पीढ़ी के नुकसान के बाद प्रतिक्रियाशील शक्ति समर्थन महत्वपूर्ण है। स्टेटिक VAR कम्पेंसेटर (SVC) और स्थिर तुल्यकालिक कम्पेंसेटर (STATCOM) एक चक्र के भीतर प्रतिक्रियाशील शक्ति का इंजेक्शन देते हैं, बस वोल्टेज को बनाए रखते हैं और पतन को रोकने के लिए। सिंक्रोनस कंडेनसर दोनों जड़ता और गतिशील प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रदान करते हैं, जिससे उन्हें कमजोर ग्रिड में तेजी से मूल्यवान बना दिया जाता है। ट्रांसफार्मर ऑन-लोड टैप परिवर्तकों को जानबूझकर तीव्र घटनाओं के दौरान अवरुद्ध किया जाता है ताकि भार को बढ़ाने से रोका जा सके जो घाटे को खराब कर देगा। ग्रिड ऑपरेटरों को अब वोल्टेज समन्वय के माध्यम से और परिभाषित ड्रूप सेटिंग्स के साथ गतिशील प्रतिक्रिया क्षमता प्रदान करने के लिए नए आईबीआर की आवश्यकता होती है। [FLT-सक्रिय ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली को तेजी से नियंत्रित करना चाहिए।

वाइड-एरिया मॉनिटरिंग और एआई कंट्रोल

Phasor माप इकाई (PMUs) उप-चक्रीय वोल्टेज और वर्तमान phasors प्रदान करते हैं, ऑपरेटरों को आवृत्ति प्रसार और पूरे अंतः संयोजन में विद्युतचुंबकीय दोलनों का निरीक्षण करने में सक्षम बनाता है। मशीन लर्निंग मॉडल 100 ms के तहत PMU हस्ताक्षरों से घटना प्रकार वर्गीकृत करते हैं, जो पूर्व-परिभाषित कार्यों को ट्रिगर करते हैं। सुदृढीकरण सीखने वाले एजेंट सुरक्षित प्रेषण और जटिल परिदृश्यों के लिए लोड शेडिंग का अनुकूलन कर सकते हैं। राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला ने प्रदर्शित किया है कि एआई-चालित नियंत्रकों ने स्थिरता परिदृश्यों में नियम आधारित योजनाओं को बेहतर बनाने की अनुमति दी है, [FLT: 0]।

प्रतिक्रिया योजना और समन्वय को लागू करना

हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर अकेले कठोर योजना के बिना अपर्याप्त हैं। एनईआरसी के आपातकालीन संचालन मानक EOP-005 को संरक्षण तैनाती, लोड शेडिंग और बहाली चरणों सहित पीढ़ी के नुकसान की घटनाओं के लिए दस्तावेजी योजनाओं को बनाए रखने के लिए बाध्य अधिकारियों की आवश्यकता होती है। ये योजना नियंत्रण केंद्रों और फील्ड चालकों के बीच संचार प्रोटोकॉल को निर्दिष्ट करती हैं, अक्सर हॉटलाइन और साझा डैशबोर्ड का उपयोग करती हैं। नियमित अभ्यास और पूर्ण पैमाने पर अभ्यास ब्लैकस्टार्ट परिदृश्यों को अनुकरण करते हैं और सबसे खराब मामलों की आकस्मिकताओं को हल करते हैं, जो ULT की सेटपॉइंट्स और सुरक्षा सेटिंग्स को मान्य करते हैं। अगस्त 2019 ब्रिटेन के ब्लैकआउट जैसी घटनाओं से प्रतिक्रिया की समीक्षा ने आवृत्ति प्रतिक्रिया प्रक्रिया को संशोधित किया और कम मांग आवृत्ति वियोग की सीमा को बढ़ाया।

प्रमुख घटनाओं से सबक

कई वास्तविक दुनिया की घटनाओं ने इन रणनीतियों की प्रभावशीलता को स्पष्ट किया। 21 जनवरी 2021 को, पूर्वी इंटरकनेक्शन में 1,200 मेगावाट की हानि ने 59.92 हर्ट्ज तक की आवृत्ति को समाप्त कर दिया। सैकड़ों जनरेटरों की प्राथमिक प्रतिक्रिया ने 3 सेकंड में गिरावट को गिरफ्तार कर लिया और एजीसी ने बिना किसी लोड शेडिंग के 60 हर्ट्ज को 10 मिनट के भीतर बहाल कर दिया। इस घटना ने पर्याप्त आरक्षित खरीद और गवर्नर गति को समाप्त कर दिया। इसके विपरीत, 2016 दक्षिण ऑस्ट्रेलिया ब्लैकआउट ने अपर्याप्त प्रणाली की ताकत के खतरे को दिखाया: तूफानों के कारण संचरण लाइन के बाद, गलती के बिना पवन खेतों की दूरी पर है।

भविष्य निर्देश

ग्रिड-रूपण (GFM) इनवर्टर अगले फ्रंटियर का प्रतिनिधित्व करते हैं। पारंपरिक ग्रिड-अनुवर्ती के विपरीत, GFM उपकरण अपने स्वयं के वोल्टेज संदर्भ का निर्माण करते हैं और तुल्यकालिक मशीन जड़ता, मंद दोलनों को अनुकरण कर सकते हैं और गलती वर्तमान की आपूर्ति कर सकते हैं। बैटरी भंडारण के साथ युग्मित, वे निश्चित जड़ता स्थिरांक प्रदान कर सकते हैं और द्वीप मोड में काम कर सकते हैं। ब्रिटेन और ऑस्ट्रेलिया में सैकड़ों परियोजनाओं ने पहले से ही GFM बैटरी को कम शॉर्ट-सर्किट अनुपात के साथ कमजोर ग्रिड को स्थिर कर सकते हैं। लंबे समय तक गिरावट भंडारण जैसे पंप हाइड्रो और फ्लो बैटरी निरंतर संतुलन के लिए तेजी से प्रतिक्रिया बैटरी का पूरक होगा।

निष्कर्ष

अचानक पीढ़ी के नुकसान के बाद स्थिर बिजली प्रणालियों को जड़त्वीय समर्थन, गवर्नर प्रतिक्रिया, एजीसी की एक स्तर की रक्षा की आवश्यकता होती है, और अंततः शेडिंग को लोड करती है। इन तकनीकी तंत्रों को मजबूत योजना, वास्तविक समय की चौड़ी निगरानी और समन्वित बाजार डिजाइनों द्वारा समर्थित होना चाहिए। चूंकि सिंक्रोनस पीढ़ी रिटायर होती है, सिंथेटिक जड़ता और ग्रिड बनाने वाले इनवर्टरों को आवश्यक रूप से संरक्षित कर सकते हैं। प्रमुख घटनाओं के साथ उद्योग का अनुभव इन रणनीतियों को परिष्कृत करना जारी रखता है, तेजी से आरक्षित, अनुकूली सुरक्षा योजनाओं और एआई-आधारित नियंत्रण में निवेश करना। इस व्यापक दृष्टिकोण को बनाए रखने के द्वारा, ग्रिड ऑपरेटरों ने विश्वसनीयता को संरक्षित किया जा सकता है, यहां तक कि संसाधन मिश्रण पलटनेवाला आधारित और वितरित प्रौद्योगिकियों की ओर विकसित हो।