Grid Instability ve Generation-Load Balance Fiziği

Sistem frekansı, nesli arasındaki dengenin doğrudan göstergesidir ve gerçek zamanlı olarak yüklenir. Normal işletim koşullarında, Doğu Interconnection veya Batı Elektrik koordinatörü sistemi tüm jeneratörlerin rotasyonel hızına ve böylece sistem frekansının 60 Hz. sırada, bir nesil birim gezileri çevrimdışı olarak, bir güç miktarı meydana gelir. Kalan frekans miktarında saklanan kinetik enerji derhal bu açığı tedarik etmeye çalışır ve böylece tüm jeneratörlerin rotasyonel hızını ve böylece sistem frekansının çürümesine neden olur.

Bu frekans düşüşü kontrol edilmezse, nesli reddedilen veya yaygın ekipman zararlarına neden olan frekans azaltımı için daha fazla bir araya getirebiliyor ve büyük bir güç bitki kaybı gibi tek bir kontingasyon, kalan nesillere hızlı bir şekilde azaltılması ve frekansın düşmesine yardımcı olabilir.

Gerginlik ve Reaktif Güç Yönetimi

Gerilme istikrarsızlığı, bir güç sistemi normal koşullar altında tüm otobüslerde kabul edilebilir gerilim seviyelerini koruyabildiğinde ve bir rahatsızlıktan sonra bu fenomen öncelikle reaktif bir güç eksikliğiyle yönlendirilir.Yükselen hız hatları, özellikle yükleri bilgece aktarma yollarının çekilmesine neden olur.Bu bilge yüklerin gücünü korumak için daha fazla mevcut olmasına neden olur, ki bu gerilimin çökmesi olarak bilinen olumlu bir geri bildirim mekanizmasına yol açabilir.

2003 Kuzeydoğu Blackout, bu kesintiye neden olan gerilimin ve stabilizasyonun meydana gelmeden önce nedensel güç dengesizliğinin ve yetersiz koruma sistemlerinin koordinasyonunun felaket kesintiye yol açabileceğinin bir örneği olarak hizmet vermektedir.Türücü Yük Shedding (UVLS) programları özellikle bu kesintiye yol açıyor ve bu kesintiye uğratmak için yük açıyor.

Forming Load Shedding Schemes Tarafından Application

Frekans Yükü altında Shedding

UFLS, tüm büyük güç sistemlerinde toplanan otomatik yük şeklidir. Belirli bir frekans eşi ve zaman gecikmesine karşılık gelen her aşama ile, frekansların geçişine yol açan eşlerden ayrılırken, bu şemaların tasarımı, aşırı frekansların düşmesi ve aşırı frekansların düşmesinden emin olmak için çok kapsamlı bir dinamik simülasyon gerektirir.

Doğu Interconnection'da, tipik bir UFLS planı 14 aşamaya kadar içerebilir, gerekirse sistem yükünün yüzde 40 ila 50'si kadar yükleniyor. WECC interconnection farklı bir felsefeye dayanır, genellikle birimlerin daha az aşamalarla desteklenmesi ve yüklendiği sürece destek olmaya devam etmesi zorunludur.The goal is to 50 tonluk sistem frekansı gerekliyse 58.5 Hz, which is the typical setting for jeneratör under-fret koruma röprü koordinasyonu için minimum planlama sağlar.

Altında Gerç Altında Shedding

UVLS planları UFLS'den daha az yaygındır, ancak uzun iletim hatları veya yerel nesile bağımlı olan cepler için kesinlikle kritiktir. 1980'lerde Amerikan Elektrik Gücü tarafından dağıtılan programdır ve 1990'larda gerilim kırılganlarını ele almak için gerilim seviyesi ve bazen gerilim seviyesi kullanılır. Bu programlar genellikle uzun bir geçiş hatlarına ve yerel nesile bağımlı olan cepler yüklenmektedir.

Modern UVLS programları giderek daha fazla koordinasyonu artırmak ve nuisance gezisini önlemek için geniş çaplı sinyalleri kullanmaktadır. UVLS için ayarlar sistemin dinamik özelliklerine son derece özeldir ve uygunsuz koordinasyon, bağlantı veya gereksiz yük kesintilerini önlemek için başarısızlık gösterebilir.TheTELFLT:0).

Mikrogrid ve kasıtlı olarak Islanded Systems

Dağıtılmış Enerji Kaynaklarının hızlı çoğalması, adadaki üretim yükünden daha azını ortaya koymuştur: Mikrogridlerin yönetimi, şebekenin ana sistemden ayrılığa neden olduğunda, bir ada kuruldu. Yükler bu adadaki istikrarı korumak için gereklidir.Eğer adadaki nesil yük yük yük, frekans aşırı hızlı bir şekilde düşerse, genellikle düşük kapasiteli enerji sisteminden düşük verimsiz kaynaklarından dolayı çok daha hızlı bir şekilde düşer.

RoCOF veya vektör değişimi rölelerine dayanan algılama programları, mevcut yerel nesile yükle eşleşmesi için derhal yük atmak için kritik bir araç olarak kullanılabilir. Battery depolama ile entegrasyon bu sorunu sentetik inertia ve hızlı frekans yanıt sağlayarak önemli ölçüde azaltılabilir, ancak öncelikli olarak yükler, hastaneler ve acil servisler adalı operasyon sırasında online kalmak için kritik bir araç olmaya devam ediyor.

Scheme Design için Mühendislik Düşünmeleri

Threshold Selection and Koordinasyon

Doğru eşleri yük için seçmek karmaşık bir mühendislik ticaret-off. Eşleri kurmak çok düşük ve program sistemi çökertmek için yeterince hızlı hareket edemez.Onlara çok yüksek ayarlamalar ve diğer kaynaklar aracılığıyla yönetilebilecek küçük rahatsızlıklar için gereksiz yükler yüklenmelidir. Koordinasyon aynı zamanda jeneratörü alt frekanslar altında veya alt-sürücü koruma altından daha hızlı gerçekleşmesi gerekir.

[FONT:0]IEEE Standard C37.117[Dönetici: 0 ), sistemin davranışını doğru bir şekilde modellemek için gerekli olan konuları hesaplama, koordinasyon ve test gibi yükleyen tasarım ve uygulama üzerinde önemli bir rehberlik sağlar.

Seçici vs. Adaptif Yük Sheddingive vs. Adaptive Load Sheddingive

Geleneksel UFLS ve UVLS programları sabitlenir. Frekans veya gerilim azaltımı başarısız olan müşterileri, geniş çaplı izleme sistemleri ve gerçek zamanlı olarak kesintiye uğratmak için yük miktarını hesaplamaya yol açabilir.

Bu gelişmiş sistemler, bir rahatsızlık sırasında yüklerin miktarını önemli ölçüde azaltabilir, yavaş, çoklu adımlı bir süreç yerine harekete geçmeleri için hesaplanabilir sistemler Phasor Ölçüm Birimleri kullanır ve gerekli olduğunda üretim kaybının boyutunu tahmin edebilir.

Operasyonel Teknoloji ve Uygulama

Korumalı Tavşanlar ve İletişim protokolleri

Modern yük odding Schens dijital mikroişlemci tabanlı röpekler kullanılarak uygulanmaktadır.Bu röpekler, karmaşık koordinasyon şemalarına izin veren yüksek çözünürlükte, yüksek hızlı fiber optik ağlarını kullanarak, merkezi bir kontrol olmadan geçiş zamanlarına izin veren yüksek hızlı alt istasyonlar.

Bu yetenek, sistem topolojisini değiştirmek için gerçek zamanlı olarak adapte olabilecek sofistike dağıtılmış yük yığınlarını sağlar. İletişim medyası ve protokollerin seçimi hız, güvenilirlik ve siber güvenlik olarak dikkate alınmalıdır. NERC Eleştirel Altyapı Koruma standartları, erişim kontrolleri, izleme ve olay yanıt yetenekleri dahil olmak üzere yükleme sistemleri için zorunlu gereksinimleri uygular.

Test ve Bakım Regimes

Yük yığınlarının güvenilirliği kritiktir. Operasyona başarısız olan bir röpektif rahatsızlık ve tam bir karaout arasındaki fark anlamına gelebilir.Demir testleri, dinamik simülasyon çalışmaları ve periyodik bakım dahil olmak üzere, gerçek fiziksel röle test rejimleri, gerçek zamanlı olarak, gerçek zamanlı olarak, gerçek zamanlı olarak, güç sistemi ile bağlantılı olan gerçek zamanlı bir simülasyon.

Bu, rölenin performansını, binden önce farklı rahatsızlık senaryolarının altında doğrulamasına izin verir. Yıllık bakım, iletişim yollarının doğrulamasını ve seyahat devrelerinin geçerliliğini içermelidir. Utilities ayrıca yük yığınlarında sistem operatörleri için zamanlayıcı eğitimi yürütmek ve manuel müdahale prosedürleri doğru şekilde işletmeye başarısız olursa manuel müdahale için prosedürler de yapmalıdır.

Düzenleme Standartları ve Uyum

Düzenleme çerçeveleri, koordinatörlerin ve iletim operatörlerinin tasarım, uygulama ve koordineli yük yığınlarını sağlamak için önemli bir rol oynamaktadır. NERC PRC-006 özellikle ABD'de ayrıntılı tasarım belgeleri, yıllık veri göndermeleri ve üç yıllık değerlendirmeler gerektiren UFLS'ye yönelik olarak, planlama sistemleri geliştirmeleri için zorunlu güvenilirlik standartları oluşturur.

NERC PRC-010, UVLS programları için benzer bir çerçeve sunar. Bu standartlar, yük yığınaklarının bu standartları uygulamalarını sağlamak için ciddi bir şekilde çalışmaması ve sürekli olarak yüklediğine dair karar vermeleri gerekir.

Socio-Economic Etkisi ile Güvenin Edilmesi

Yükler karaoutların önlenmesi için gereklidir, özellikle de kimyasal bitkiler veya yarı iletken üretim tesisleri gibi yüksek maliyetle gelir. Ticari müşteriler, hizmetlerden ve düzenleyicilerden yararlanarak, kesintinin maliyetini ölçmek için kullanılır. endüstriyel müşteriler için, bu özellikle de megawatt-saat başına binlerce dolar olabilir.

İyi tasarlanmış bir yük, hızlı restorasyon prosedürleri aracılığıyla kesintiye uğramanın süresini azaltmak için kritik beslemelere öncelik vermek için gerekli olan minimum yük miktarını sadece müşterilere sunmak için gerekli olan yükü daha iyi bir şekilde dengelemek ve kamu farkındalığı kampanyalarına yardımcı olmak için tasarlanmıştır. Etkili müşteri iletişimi acil durumlarda gerekli olan durumlarda gereklidir.

Modern Meydanlar: İntifa bazlı Kaynaklar ve Low Inertia

Güneş ve rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının hızlı çoğalması, enerji sistemlerinin dinamiklerini ve bir nesil kaybının keskin bir şekilde arttığını gösteriyor.Bu, UFLS sistemlerinin, kritik seviyelere ulaşmadan önce ağ geçidini azaltmak için çok daha hızlı hareket etmesi gerektiği anlamına geliyor.

Zaman gecikmelerine ve frekans set noktalarına güvenen geleneksel multi- aşamalı UFLS planları, düşük seviyeli enerji laboratuvarı için çok yavaş olabilir.(FLT:1) RoCOF'ye bağlı olarak çalışan veya yeni koruma ve kontrol stratejileri için gerekli olan tahminlere dayanan yükleme planlarını genişletir.

Dağıtılmış Enerji Kaynakları ayrıca, sınırsız adalama riski ve dağıtım ve iletim sistemleri arasındaki yeni koordinasyon stratejileri için ihtiyaçlar da mevcut benzersiz zorluklara sahiptir. Yüksek dağıtım akışları dağıtım kanallarındaki yüksek penetrasyonu, elektrik akışlarına neden olabilir, iletim sisteminden yüke doğru giden geleneksel yük yığınlarını hesaplamak için ayarlar.

Load Restoration and System Re-energization

Bir yükten sonra geri yükleme süreci, geri kalan nesil ve iletim ekipmanının strese neden olabileceği kadar kritiktir. Bir kez rahatsızlık temizlendi ve sistem frekansı veya gerilim stabilleştirildi, kesintili yük kontrollü bir şekilde restore edilmelidir. geri yükleme çok hızlı bir şekilde geri yükleme, geri kalan nesil ve iletim ekipmanının strese neden olabilir, potansiyel olarak ikinci bir rahatsızlıka yol açabilir.

Otomatik yükleme restorasyon programları daha yaygın hale geliyor, sistem gecikmeleri ve frekans doğrulama adımlarını kullanarak sistem koşullarını yeniden bağlantı kurmadan önce stabil hale getirmek için daha yaygın hale geliyor.Bu şemalar genellikle her aşamada istikrara onay vermek için karmaşık bir şekilde sistem koşullarını geri yüklemeyi planlıyor.

Yüknün Geleceği Dekarbonized Grid'de

Ağ geliştikçe, yük yığınağı acil işlemler için temel bir araç olarak kalacaktır, ancak uygulanması daha akıllı, daha hızlı ve daha entegre olmalıdır. Geleceğin ızgarası hızlı yük kaynakları, enerji depolama ve karmaşık kontrol sistemleri ile stabiliteyi yönetmeye devam edecek.

Yararlı mühendisler için, sistemin değişen stabilite özelliklerini anlamak ve koruma şemalarını bu şekilde adapte etmek sadece teknik bir en iyi uygulama değil, elektriklerin topluma güvenilir teslimatını sağlamak için kritik bir gerekliliktir. Standartların sürekli gelişimi, gelişmiş izleme ve kontrol teknolojilerinin dağıtımını ve yeni enerji kaynaklarının entegrasyonu, acil dağıtım sistemi operasyonlarında yüklerin geleceğini şekillendirecektir. Temel ilke değişmeden kalır: kontrollü yüklerin azaltılması kontrol edilemeyen sistem çöküşüne tercih edilir ve sağlam bir yük, uyarlanabilir yüklerin dağıtımı, en önemli yatırımların tamamı güvenilir bir şekilde bir şekilde sistemdeki en önemli yatırımlardan biridir.