Bagaimana Jaringan Listrik Bereaksi terhadap Perubahan Besar dalam Pasokan atau Permintaan?

9

Latar Belakang

Saya sedang melakukan beberapa penelitian untuk proyek perangkat lunak yang memantau pembangkit listrik dan konsumsi untuk pesawat ruang angkasa fiksi besar. Dasar pemikiran saya adalah saya ingin terlebih dahulu memahami cara kerja pembangkit listrik dunia nyata sebelum mulai membuat aplikasi terasa seotentik mungkin saat menggunakannya.

Dasar

Pertanyaan saya berasal dari pemahaman saya saat ini tentang cara kerja jaringan listrik. Energi dihasilkan melalui mekanisme apa pun (uap / mekanik, foto-volta) dan kemudian ditingkatkan melalui gardu HV untuk transmisi jarak jauh. Pabrik besar (Pabrik Baja, Pabrik Microchip, dll.) Mungkin memiliki gardu yang didedikasikan untuk operasi mereka. Jika tidak, sebuah gardu akan memindahkan HV ke MV untuk distribusi skala yang lebih kecil (pabrik, gedung perkantoran besar, dll.). Ini diulangi lagi untuk LV, untuk pengiriman ke rumah dan usaha kecil. Ini model yang sederhana, meskipun menyesatkan karena menghadirkan rantai aliran linear dari sumber ke beban, dengan generator sumber daya tunggal. Di dunia nyata, ada beberapa stasiun yang berjalan untuk memenuhi permintaan, dan mereka beradaptasi seiring permintaan berubah seiring waktu.

Pertanyaan

Misalkan acara besar seperti stasiun generator mati tiba-tiba. Peralatan apa yang akan terlibat dalam kekuatan "mengalihkan" untuk meminimalkan kemungkinan pemadaman? Atau, jika pemadaman bergilir dilaksanakan sementara karena permintaan tinggi, peralatan atau proses apa yang akan terlibat?

Pertanyaan-pertanyaan Terkait

gate_engineer
sumber
1
Ini adalah pertanyaan yang bagus! Bagus sekali! Ini adalah jenis yang dibutuhkan EE SE.
Daniel Tork

Jawaban:

3

Peralatan apa yang akan terlibat dalam kekuatan "mengalihkan" untuk meminimalkan kemungkinan pemadaman?

Stasiun switching transmisi mengatur kembali hal-hal ketika ada masalah dengan generator atau bagian dari grid: -

masukkan deskripsi gambar di sini

Seperti yang Anda lihat, setiap generator terhubung ke jaringan (nasional) melalui TS. Halaman wiki ini akan membantu. Gambar diambil dari sini atau di sini jika bukan anggota Quora

Andy alias
sumber
2
Saya pikir Anda mungkin telah jatuh di bawah level minimalis yang dapat diterima di sana :-). "Halaman dari sini" tidak berfungsi untuk [permintaan izin yang sangat invasif sehingga tidak diterima] -Kota kuota. Dan Wiki sedikit mengarungi dan tidak spesifik atau cukup umum (IMHO). Saya telah menambahkan tautan ke sumber Quora dari gambar itu (ditemukan dengan pencarian gambar Garglabet).
Russell McMahon
1
@RussellMcMahon Referensi gambar hanya untuk memberikan kredit dan saya bukan anggota quora namun saya bisa melihatnya. Halaman wiki memiliki bagian untuk stasiun transmisi dan itu intinya !!
Andy alias
Apapun, saya sekarang memiliki titik referensi untuk memulai. Terima kasih atas waktu dan usaha Anda. :-)
gate_engineer
2

Misalkan acara besar seperti stasiun generator mati tiba-tiba. Peralatan apa yang akan terlibat dalam kekuatan "mengalihkan" untuk meminimalkan kemungkinan pemadaman?

Jaringan listrik dirancang untuk menahan kegagalan salah satu komponen.

Untuk kegagalan Generator: Harus ada cukup generasi cadang berjalan untuk menutupi kerugian dari generator terbesar. Ini disebut "cadangan berputar". Perhatikan bahwa memiliki generator cadangan duduk diam tidak membantu Anda. Generator dingin memerlukan waktu beberapa menit hingga beberapa jam untuk memulai, tetapi pembangkit cadangan harus mengambil alih dari generator yang gagal dalam periode detik.

Catatan: Ini berarti bahwa perusahaan pembangkit mendapatkan bayaran untuk menjaga generator tetap menyala, tetapi tidak menghasilkan listrik. Orang-orang bertanya-tanya mengapa mereka dibayar karena tidak menghasilkan apa-apa! Generator tidak menghasilkan daya apa pun, tetapi mereka menyediakan layanan penting.

Juga penting bahwa generator cadangan pemintalan dapat bereaksi dengan cepat terhadap perubahan beban. "Respons sementara" untuk "memuat ayunan" adalah kata-kata kunci yang harus dicari. Pembangkit listrik tenaga batubara / nuklir besar tidak baik untuk ini, karena mereka merespons secara perlahan terhadap input kontrol. Turbin gas jauh lebih baik dalam mengayun.


Untuk kegagalan infrastruktur transmisi yaitu saluran transmisi, gardu induk - Saya kira jawaban Andy mencakup hal itu.

Kami membuat sistem transmisi insinyur untuk memiliki setidaknya redundansi N-1, sehingga kami dapat kehilangan satu komponen dan tetap membuat sebagian besar sistem tetap berjalan.

Saya tidak punya pengalaman dengan sistem transmisi HV, jadi saya akan menahan diri untuk tidak mengatakan apa-apa lagi.


Atau, jika pemadaman bergilir dilaksanakan sementara karena permintaan tinggi, peralatan atau proses apa yang akan terlibat?

Ada dua cara untuk mengelola beban berlebih.

Sistem tradisional bereaksi terhadap beban berlebih dengan mematikan pasokan ke seluruh pusat beban, yaitu seluruh gardu, atau seluruh pengumpan. Ini adalah "sistem pelepasan beban".

Beban akan dimatikan dalam urutan prioritas. Anda akan mematikan pabrik sebelum mematikan rumah sakit. Anda terus mematikan segala sesuatunya sampai beban menyeimbangkan kembali dengan generasi yang tersedia.

Cara lainnya adalah mengelola beban secara proaktif, yaitu menggunakan sinyal kontrol riak. Ini mematikan peralatan pelanggan tertentu, seperti AC, pada saat permintaan tinggi. Ini tidak akan membantu dalam kekurangan daya yang parah, sehingga sistem pelepasan beban masih diperlukan.

Li-aung Yip
sumber
Tidakkah seharusnya itu redundansi N +1? Redundansi N-1 tampaknya berarti Anda memiliki satu generator yang kurang dari yang Anda butuhkan.
user253751
1
Benar. Saya membuat kesalahan ketik. Silakan mengedit (saya menggunakan kentang.) @Immibis
Li-aung Yip
Saya percaya pengeditan tidak oleh penulis perlu mengubah minimal 6 karakter.
user253751
@ Imibis saya mencarinya, dan memang benar N-1. Ungkapannya adalah: Jika Anda memiliki N item, Anda dapat bertahan dengan N-1 di antaranya berjalan.
Li-aung Yip
0

Bagian peralatan yang sebenarnya dalam gardu transmisi yang "mengaktifkan" listrik adalah Quadrature Booster, atau dikenal sebagai Transformer Pengatur Fasa Sudut . Pada dasarnya, dengan mengubah fase daya berkenaan dengan sumbernya, Anda mengubah resistensi terhadap aliran energi, sehingga mengatur aliran daya melalui segmen tertentu dari grid.

gate_engineer
sumber