在我们的频率讲解员,我们讨论了频率是什么,以及它如何帮助我们理解电力供需平衡。在这篇解释中,我们将深入研究如果系统的频率开始偏离所需的范围(大约50赫兹),我们该怎么办。
首先,我们来看看一些可能会破坏这种微妙平衡的事件。
- 一台发电的大型发电机发生故障,与系统断开连接,减少了可用的电量。
- 使用电力的大用户发生故障并与系统断开连接,从而减少了电力需求。
- 一场大风暴破坏了主要的输电塔,导致部分互联网络的电气分离,阻止了电力到达需要的地方。
扰乱这种平衡的事件会影响我们系统的频率水平,使其超出可接受的范围。
如果频率水平偏离,AEMO会怎么做?
有多条防线为频率变化太多或太快提供了障碍。我们已经在下面为您介绍了它们。
惯性
惯性是物体对其速度变化的阻力。一个很好的例子是袋熊在轮子上奔跑。如果袋熊停止奔跑,轮子会继续转动,直到摩擦使它们都停止。即使袋熊停止奔跑,轮子也会继续旋转,这是轮子的惯性。
以电力系统为例,它有许多大型快速旋转的机械,惯性反映了同时加速或减速所有快速运动的部件是多么容易。
为什么我们的电力系统需要惯性?
惯性是电力系统抵御大扰动的第一道内置防线。在惯量较大的电力系统中,如果电网受到干扰,惯量会减慢频率变化的速度。
在所有条件相同的情况下,电力系统的惯性越大,就越容易克服一些系统干扰并保持电力系统运行。一个有更多惯性的电力系统意味着有更多的时间来响应、反应和对抗干扰。
是什么提供了惯性?
惯性是由带有大旋转转子的发电机提供的。在澳大利亚,这包括水力、煤炭或天然气发电厂。带飞轮的大型同步冷凝器可以提供类似的能力。这些技术在澳大利亚整体能源结构中所占的比例逐渐变小,从而降低了系统中的惯性水平。
虽然基于逆变器的可再生能源(如风能和太阳能)不提供惯性,但它们可以通过提供快速的频率响应来支持具有较低惯性的电力系统的运行。这意味着它们可以快速响应系统频率的变化(比通常的同步冷凝器快得多),帮助将一切恢复到所需的范围。随着能源市场的转型,我们将越来越需要这些技术。
频率控制
惯性是非常重要的,但它并不能阻止或阻止频率的变化。相反,其他频率控制服务停止频率变化并将其恢复到50赫兹。为了让事情回到正确的范围,我们有另外两种频率控制方法。
一次频率控制
主要的频率控制是由测量和响应其本地连接点的频率变化的发电机提供的。
这些发电机有一定的空间,可以根据需要上升或下降,并将响应这些大的干扰事件,试图纠正频率。如果有足够的电力储备可用(额外的电力没有被使用),频率变化可以停止。
在国家电力市场(位于澳大利亚东部和东南部海岸),通过现有市场确保这些储备的最低水平,这意味着最低水平的储备仍可用于应对意外干扰。
二次频率控制
二次频率控制业务也用于复位系统以达到平衡。在NEM中,这种复位是通过自动发电控制实现的,它向发电机发送信号以调整其发电输出。这就像你开车时用方向盘的微小动作来确保你正沿着路中间行驶。
如果我们不能把频率恢复到正确的水平会发生什么?
在一些罕见的情况下,频率控制服务不足以将频率恢复到所需的50赫兹。
如果多个发电机同时出现故障,或者电网意外分裂成多个较小的区域,每个区域必须突然控制自己的频率,就会发生这种情况。虽然这些事件并不常见,但它们可能而且确实发生了,必须作出适当的安排来处理它们。
如果频率偏离太远,可能会发生自动负载脱落或发电脱落,这意味着负载(正在使用的电力)或发电将自动从系统断开,以试图恢复供需之间的平衡,在某些情况下是为了保护自己免受损害。
如果发生这种情况,能源部门有广泛的紧急程序来恢复一切正常。这些过程由AEMO、澳大利亚能源市场委员会、澳大利亚能源监管机构、州和联邦政府、行业成员和大消费者密切管理。
中频校正不在适当的时候发生,更大范围的系统不稳定可能是不可避免的,发电机或消费者可能面临更长的时间和更昂贵的重新连接时间,因为电力系统可能完全崩溃(也称为系统黑色)。
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