Güç Sisteminin Fiziki Oscillations

Güç sistemi osilasyonlar, sabit devlet dengesinden sapmak için doğal olarak temel bir elektromekanik fenomendir. Bir rahatsızlık meydana geldiğinde - ani değişim yük, jeneratör yolculuğu veya bir hata - sistem rotasyonlu kütleleri sabit devlet dengesinden devam edebilir. mekanik inertia onları geri sallayarak ve dışarıya doğru bir şekilde değiştirmelerine neden olur, ağ elektromanyetik alanlarda ve diğer makinelerle.

Akışkanlık denklemi tarafından tanımlanır, bu da rotor açısının değiştirilmesine hızlanır. Birden çok jeneratörün etkileşimi, iletim hattı tepkileri ve yük özellikleri, her biri kendi doğal frekansı ve barajlama oranıyla ölçülür.Bir yüzde olarak ifade edilen orantısız stabilite analizi ile sistem, sistemin doğrusallaşması için sistemdeki büyük rahatsızlıklar sistemi doğrudan doğrusal olmayan davranışlara itir, zaman alan simülasyonları tam yanıt yakalamaya çalışır.

Damping jeneratörler üzerinde rüzgarlı rüzgarlar, frekans duyarlılığı ve kontrol eylemleri yük, ancak intrinsic damping genellikle yetersizdir. Zavallı olarak darpıcı salınımlar stres ekipmanı ve kalibrasyon işlemlerine yönelik etkileri yönetmeye yönelik ilk adımdır. 1996 batı Kuzey Amerika karaout, engelleyici salınımların şebekeleri ayırıncaya kadar büyüyebileceğini hatırlatıyor.

Oscillations ve Türleri

Grid operatörleri ve planlayıcılar frekans aralığı ve coğrafi kapsamı ile salınımları kategorize eder.En yaygın vergionomi yerel modları, inter-area modları, kontrol modları ve altsynchronous oscillations. Her tür farklı kısıtlamalar getirir.

Yerel Modes

Yerel modlar, sistem geri kalanına karşı tek bir jeneratör veya küçük bir bitki içerir. frekansları genellikle 0.7 ve 2.0 Hz. Bu osilasyonlar genellikle jeneratör komisyonu sırasında iyi incelenir ve enerji sistemi stabilizatörler onları etkili bir şekilde azaltılırlar. Ancak, retuning, jeneratörler pazar koşulları nedeniyle farklı olarak yönlendirilebilirken, yüksek miktardaki yüksek penetrasyonun daha düşük maliyetli birimlerin kullanımının daha düşük maliyetli hale geldiğini gözlemleyebilir.

Inter-Area Modes

Inter-area modları, Birleşik Devletler'in bağlantı noktasının, Doğu Kıyısına karşı Midwest'deki bitkilerin yer aldığı bir baskın ölçüm modu dahil olmak üzere birçok iyi ayarlı bağlantı noktasının (örneğin, Avrupa'daki sınır geçiş noktalarının) sınırlandırılması gerekir.

Kontrol ve Subsynchronous Modes

Kontrol modları kötü ayarlanmış tahrik edicilerden, valilerden veya HUBE kontrollerinden ağla etkileşime girebilirler. Sistemdeki son derece yüksek çözünürlükte 10 ila 45 Hz arasında ortaya çıkabilirler.Sessiz iletim hatları, özellikle de virüslerin aşırı derecede yüksek oranda bozulmasına neden oluyor.

Transmission Kapasite Etkisi

Translament kapasitesi sadece termal notlar meselesi değildir; temel olarak stabilite kısıtlamaları ile sınırlıdır. Oscillatory istikrar, hem istikrarlı hem de dinamik sınırların temel belirleyicilerinden biridir.Bir ara-taaşırtıcı modu, güvenilir bir şekilde, termal krediler boyunca çok fazla güç taşıyabilir.Güvenlik marjı, yeterince düşük maliyetli bir şekilde sınırlanma kapasitesinin hesaplanmasına dahil edilir.Bu marj, operasyonel transfer kapasitesinin hesaplanmasına dahil edilir.

Bu fenomen özellikle uzun, ağır yüklü aktarma yolları ile telaffuz edilir. Güç akışı arttıkça, bölgeler arasındaki senkronizasyon toklama azalır, mod frekansı azalır ve Kuzey Amerika Elektrik Reliability Corporation, gerçek zamanlı kontingans analizi ve osilasyon izlemenin başarısız olduğu birçok örneği belgeledi, acil durum kesintilerine yol açan milyonlarca insan için baskı ve kesintiye uğradı ve milyonlarca ağır davalar, yüksek maliyetle yüklendi.

Osilasyonlar acil bir istikrarsızlıka neden olmazken, kalıcı olarak düşük seviyeli kaynaklar, dönüştürücü musluk değiştiricileri, jeneratör milleri ve güç elektronik cihazlarının aynı güç transferine göre daha zayıf hale getirilmesi için hattın yüklenmesine neden olabilir. Bu nedenle, ERCOT ve Birleşik Krallık gibi sistemlerde kalıcı olarak azaltılması için daha güvenli bir şekilde azaltılabilir.

Grid Planlaması ve Operasyon Operasyonları için Örnekler

Bugünün geçiş planı, yüksek yenilenebilir penetrasyon ile sınırlı olan potansiyel modları belirlemek için çok uzak olmalıdır. Batı Elektrik koordinatörü Konsey her aşamada bilgi verir: yeni nesil için bağlantı çalışmaları ile bağlantı kurma planları. Planlayıcılar önerilen eşikleri altında tutarsa, dava, gelecekteki senaryoları yüksek yenilenebilir penetrasyon ile sınırlayabilir.

Gelişmiş İzleme ve Gerçek Zaman Analizi

Geniş alan ölçüm sistemleri, fasor ölçüm üniteleri kullanarak devrime neden olan osilasyon izlemesine sahiptir. PMUs, senkronize sub-saniye gerilimi ve mevcut fasorlar sağlar, gerçek zamanlı modal analizlerini onaylayabilir ve Prony analizi, matris ve alt uzay yöntemleri gibi sorunlar tespit edebilir.

IEEE Power ve Enerji Topluluğu, enerji yönetim sistemlerine aktif olarak standartları teşvik etti ve analiz etti. itsİLFLT:0) Teknik yayınlar), osilasyon algılama sistemlerinin uygulanmasında kılavuzlar içeriyor. Birçok bağımsız sistem operatörleri ve bölgesel iletim organizasyonu şimdi PMU tabanlı osilasyon uyarılarını enerji yönetim sistemlerine entegre ediyor, 4'ün altına alırken otomatik re-dispatch veya esnek AC iletim sistemi ayarlamalarına izin veriyor.

Mitigation Technologies

Geniş bir masyon önlemleri var. Power system stabilizers en ekonomik ilk savunma hattı olarak kalır. düzgün bir şekilde ayarlandığında, bir PSS jeneratörün eski referans sistemine, parçacık akışları veya genetik algoritmaların çeşitli kullanım alanlarıyla koordineli bir şekilde toplanıp, farklı makinelerde ayarlanmadan gelen bir dizi yönteme karşı toplaymaksızın, farklı bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabitlenmiş bir şekilde sabitlenmiş bir şekilde sabitlenmiş bir şekilde sabitlenmiş olabilir.

Esnek AC Transmission Systems cihazları üstün kontrol edilebilirlik sunar. Statik var kirleyiciler ve STATCOMs, güç akış kontrolleri için tepki verirken, otomatik olarak sabit güçlendiricileri otomatik olarak ayarlayabilir.The Electric Research Institute has large research on the economic and technical benefits of FACTS for ocillation control, a well-placed TCSC can provide inter-areamping by speed adjusting line-roads.

HFI bağlantıları, Finlandiya ve İsveç arasındaki sıcaklık bağlantılarını azaltmak için, kuzey şebekesinde aktif güç enjekte edebilir veya aktif gücü absorbe edebilir, bu daimasyon kontrollerini içeren bir sistemdir.

Düzenleme ve Pazar Tahminleri

Oscillation sorunları piyasa tasarımı ve düzenleyici çerçevelerle ilgilidir. Bir osilasyon kısıtlamaları, termal derecelendirmenin altında faaliyet gösteren bir iletim hattının altında çalışmasını sağlamak için bir düzenleyici endişedir. Federal Enerji Düzenleme Komisyonu Siparişleri 890 ve 1000, aktarma sağlayıcılarının güvenilirliğe dikkat etmesi gerekir - yeni bir kesintiye uğramak için yeni bir uyarıda bulunmaya yönelik çözümler için maliyet dağılımı açıkça belirtilmiş olabilir.

Ayrıca, oscillation izleme verileri giderek daha fazla güvenilirlik koordinatörleri arasında paylaşılır. NERC'nin Durumsal Farkındalık, bariz girişimler için ortak, gerçek zamanlı osilasyon algılama platformu birçok ağ planlama departmanlarında rutin bir uygulamadır.Bu veriler şeffaflığı planlama planlayıcıları dinamik modellerini doğrulamaya yardımcı olur ve simülasyonlara güvenmek yerine planlama çalışmalarını ayarlamaya yardımcı olur.

Vaka Çalışmaları: Gerçek Dünya Sonuçları

Tarih olayları, 10 Ağustos 1996'da, kötü bir şekilde kapatılmış bir iç içe geçmiş, batı Kuzey Amerika'da inşa edilen bir eylem planına 500 kV hattının Oregon'da yanıt vermek için tasarlanmamıştır. 0.30 Hz, PSScilla'nın yaygın olarak dağıtılmasına ve WECC'nin izlenmesine kadar büyüdü.

Avrupa'da, kıtasal senkronizasyon alanı düşük frekanslı salınımlar İspanya ile sistemin geri kalanı arasında gözlemlendi, özellikle de yüksek batı-doğu akışları altında. Bunlar genellikle normal operasyonda çok iyi bir şekilde değiştirilebilir, ancak ağ bölme senaryolarında veya büyük aralıklı enjeksiyonlar sırasında sorun gidermede sorun yaşıyor olabilir. yanıt olarak, ENTSO-E, tüm önemli sınır ötesi değişim analizi için osilasyon analizlerini içeren dinamik güvenlik değerlendirme prosedürlerine sahiptir.

Daha yakın zamanda, zorlanmış osilasyon fenomeni – tek bir birim kontrol arızası sürücülerinin devam ettiği yerde, osilasyon kaynağının düzeltilmesi – PMU verileri kullanarak Doğu Birleşik Devletleri'nde tespit edildi. 0,5 Hz, Florida'da yanlış bir PSS'ye izlendi, güçlü bir model doğrulama kampanyasına ve dağıtım kaynağının düzeltilmesine yol açtı.

Avustralya'da, 2018'de fırtınadan sonra elektrik sisteminin ayrı bölgelere ayrılması, jeneratör performans standartlarında revizyonlar nedeniyle kesintiye uğratıldı.Bu olaylar, Avustralya Enerji Piyasası Opera Operatör tarafından yapılan bir analizin, Şubat 2021 fırtınası sırasında Texas'ta önceden ortaya çıkan yeni olaylarla ilgili olarak daha da artmakta olan bir riskin daha da artmakta olduğunu gösteriyor.

Future Challenges and Innovations

Birkaç trend, önümüzdeki on yıllarda daha da kritik hale gelecektir. Birincisi, fosil yakıtlı senkronizasyon tesislerinin emekliliği, daha hızlı ve ağ değiştirici cihazların çoğalmasına neden olur, bazen kolektif davranışların henüz tam olarak anlaşılamadığı ve planlanmamış bir şekilde modellemek için zor olduğu sayısız yeni dinamik aktörü ortaya koyar.

Gelecek nesil güç sistemi planlama araçları, dinamik bir equivalencing veya yapay sinir ağ sorguları kontrol etmek yerine, bu tür analizleri binlerce otobüsle bağlantılı olarak mümkün hale getirmek için yüzlerce Monte Carlo simülasyonu çalıştıracaktır.Bu koşulları tehlikeli derecede düşük barajlar üretebilmek için gelişmiştir. Gelişmiş hızlanmış dinamik modeller, gerçek zamanlı olarak küçültülen veya yapay sinir ağları sorgular ile bir araya getirmeleri için, bu tür analizleri uygulamadan önce denetlemeleri test etmek için izin verir.

Yapay zeka ve makine öğrenimi, FACTS cihazları ve HUBE bağlantılarını gerçek zamanlı ağ koşullarına yönelik olarak test etmeye başlıyor. Endüstri, osilasyon stabilitesi kontrolüne doğru ilerlerken, doğrulayıcı eylemler için zaman satın almak. Güç sistemlerinde AI'ya daha geniş bir bakış için, FACTS cihazları ve H999 bağlantılarını dinamik olarak optimize etmek için test edilir. [Uygunlu ağ koşulları ile ilgili olarak]

Enerji depolama entegrasyonu, diğer sistemi dinamikleri etkilemeden dönüştürücü potansiyel sunuyor.ERCOT ve İngiltere'deki birçok pilot proje, aynı anda hem aktif hem de reaktif güçten yararlanabilir, böylece yenilenebilir alanın ihracat yeteneklerini hedeflemek ve diğer tümevren aktarma kısıtlamalarına bağlı olarak, ERCOT ve İngiltere'deki birçok pilot proje, sanal senkronizasyonda ortak depolamanın aynı anda hıza katkıda bulunabileceğinden emin olmak için daha fazla katkıda bulunabilir.

Son olarak, subsynchronous oscillations, ABD ve Kanada'daki birçok olaya neden oldu, uzman damperlerin gelişimine yol açan bir dizi tazminat, CIGRE gibi organizasyonlar aracılığıyla araçta geleneksel elektromekanik istikrara sahip olmak için eklenmiş bir analiz olmalıdır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Güç sistemi osilasyonlar sadece akademik bir merak değildir; Bir iletim sistemi ne kadar güç verebilir ve dünya çapındaki yüksek yenilenebilir hisselere ve daha karmaşık güç-elektroniklara-dominasyonel mimarilere geçiş yapmak, yeterli osilasyon kontrolü sadece ayrı bir ağ hizmeti olarak güçlendirmek ve operasyonel uygulamalardan doğrudan emin olmak için mümkün olan bir uygulama analizine kadar.