世代損失の物理を理解する

大規模な発電機や発電所が予期せず切断されると、タービン旅行、燃料供給の損失、または伝送障害がすぐに影響する場合には、電力不足が実質的である。グリッドは、すべての同期回転機から、ギャップを埋めるために運動エネルギーを抽出し、システム周波数を低下させる必要があります。周波数(ROCOF)の変化の割合は、同期プラントの退職として低下する、総システム慣性に依存します。故障電流の貢献は、発電機の崩壊が発生したときに、それらの電源が、それらの電源が再発するかどうかを低下させる可能性があります。

主安定化戦略

第一次周波数応答および慣性サポート

防衛の最初のラインは、すべての同期マシンからの慣性応答です。 従来のグリッドでは、回転タービンはミリ秒以内に運動エネルギーを解放します。 この初期の注射は、周波数の低下を遅らせ、知事行動のための時間を購入する。 インバータベースのリソース(IBRs)として、同期生成を交換し、電池の貯蔵とグリッド形成インバータからの合成慣性エネルギーが重要になります。 グリッドコードは現在、IBRsを必要としており、追加の電力の合成装置に、ROFの合成物質を注入することにより、慣性応答をエマルティル化します。

迅速なリザーブの活性化とAGC

生成損失後秒以内に、回転するリザーブの知事は、シャット周波数デケイへの機械的出力を増加させます。この主な周波数応答は通常、5%のドロップ特性を使用します。現代の複合サイクルおよび水力プラントは、10秒以内にフル応答を配信することができますが、バッテリーエネルギー貯蔵システムは、1つのグリッドサイクルの下でフルパワーを注入することができます。一度の頻度が逮捕され、自動生成制御(AGC)の手順は、使用済みリザーブを回復します。 AGCは、周波数を制限する頻度を制限します。

最後のリゾートとしてシェディングをロード

予備が頻度低下を阻止するのに不十分な場合、周波数の低下、周波数の負荷の取除く(UFLS)は頻度境界(例えば、59.5 Hz、59.3 Hz)で所定の負荷ブロックを自動的に接続します。 UFLSシステムはミリ秒で作動し、それらに最も速い是正措置をします。 現代の適応方式は、損失の拡大や、負荷を防止するなどのリアルタイムシステム条件に基づいて、固定された量を調整します。 これらは、通常、RS-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V

電圧の是正措置のスキーム

再アクティブ電力サポートは、世代の損失後に不可欠です。静的VARコンセンサ(SVC)と静的同期コンセンサタ(STATCOM)は、バスの電圧を維持し、崩壊を防ぐ1サイクル以内に反応力を注入します。同期コンデンサは、慣性と動的反応力の両方を提供し、それらは弱電力でます。トランスオンロードタップチェンジャーは、急激な電力を制御するために、アーク負荷を回避するために、急激にブロックされます。[F] とエネルギー制御が、より効果的に調整されるようにします。

広域監視とAI制御

ファーザー測定ユニット(PMUs)は、サブサイクル電圧と電流のファサーを提供しており、オペレータは、相互接続全体にわたって周波数伝搬および電気機械的振動を観察することができます。マシン学習モデルは、事前定義されたアクションをトリガーし、100 ms未満のPMUシグニチャからイベントタイプを分類します。補強学習エージェントは、予約の最適化と複雑な接続のための負荷シーディングをすることができます。ナショナル再生可能エネルギーラボは、AI主導のコントローラーが、どのようにして、実際の状況を予測できるかを実証しています[F] 決定的なシナリオ:[F] 決定的な安定性を予測する手順:[F]

対応計画と調整の実施

ハードウェアとソフトウェアは、厳格な計画なしに、単独で不十分です。 NERCの緊急操作規格EOP-005は、予備デプロイメント、ロードシーディング、および復元手順を含む、世代の損失イベントの文書化された計画を維持するために、規制当局をバランスよく使用する必要があります。 これらの計画は、多くの場合、ホットラインと共有ダッシュボードを使用して、コントロールセンターとフィールドの乗組員間の通信プロトコルを指定します。 定期的なドリルと本格的な演習は、ブラックスタートシナリオをシミュレートし、最悪のケースのコンポジションを検証し、UFLSが普及しているかどうかを検証します。 規制は、そのような要件を交換するかどうかを強調します。

メジャーイベントのレッスン

いくつかの現実的な事件は、これらの戦略の有効性を示しています。 1月21、2021、東インターコネクションの1,200 MW損失は、59.92 Hzに低下する頻度を引き起こしました。 数百の発電機からの第一次奏効は、3秒で低下を防止し、AGCは10分以内に60 Hzを回復し、負荷の取除くことを防ぎました。 このイベントは、十分な予備調達と知事の速度を検証しました。 対照的に、2016年南オーストラリア停電は、輸送システムの危険性を十分に示しました。 後、彼は、発電設備の故障を防止します。 発電設備は、その後、発電設備の損傷を防止します。

今後の方向性

グリッドフォーミング(GFM)インバータは、次のフロンティアを表しています。従来のグリッドフォローインバータとは異なり、GFMデバイスは独自の電圧リファレンスを作成し、同期マシン慣性をエミュレートし、振動を弱め、欠陥電流を供給することができます。 バッテリーストレージと組み合わせることで、彼らは定義可能な慣性定数を提供し、島モードで動作させることができます。 英国とオーストラリアでは、GFMバッテリーは、低短絡比で弱なグリッドを安定させ、そのような資源を分散させることができる。 EVAは、そのような高速電力を供給し、そのような資源を充電する。 EVAは、このようなエネルギーを充電する。

コンテンツ

突然の世代の損失の後に電力システムを安定化することは、慣性的なサポート、知事の応答、AGC、そして最終的には取除く荷を積むことの層別された防衛を必要とします。これらの技術メカニズムは、堅牢な計画、リアルタイムの広いエリアの監視、および調整された市場の設計によって支えられなければなりません。同期生成が退職するにつれて、合成慣性および格子形成インバーターは不可欠になります。主要なでき事の企業の経験は、これらの戦略を改良し続け、より速い予約の投資を運転し、適応性のある技術は、そして広範囲の制御を促進します。このシステムは、この技術は、統合的な制御および制御を促進します。