짧은 답변 : 동기화
기본적으로 피드백은 생성기와 그리드의 동기화를 유지하는 데 사용됩니다.
이를 수행하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 좋은 개요는 여기에 있습니다 .
거의 모든 최신 발전 시스템은이 작업에 어떤 형태의 디지털 컨트롤러를 사용합니다. 그리드 타이 태양 광 패널 인버터에는 올바르게 기억한다면 일부 솔리드 스테이트 릴레이 (SSR)를 관리하는 PIC18F 클래스 마이크로 컨트롤러가 있습니다.
일반적인 현대 발전소 설계
다음은 현대 발전 플랜트 설계에 대한 가장 일반적인 기본 접근법이라고 생각하는 것에 대한 요약입니다. 다음에서 적응 한 그림 및 텍스트 :
"제너레이터 동기화 시스템의 기본 및 발전", Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Michael J. Thompson, 2010 년 12 월 9 일.
그림에서 ...
- 반품은 표시되지 않습니다
- G1, G2는 발전기입니다
- 사각형 1,2,3,4는 릴레이입니다
- 버스 1, 버스 2는 아웃 바운드 전원 버스입니다 (중복)
- MGPS 장치는 발전기 타이밍을위한 GPS 동기화 클록 소스입니다
- A25A는 측정 및 제어 장치입니다 (마이크로 프로세서 포함)
작동 원리 ...
최신 마이크로 프로세서 기반 구성 요소와 싱크로 파서와 같은 "디지털"타이밍 기어는 발전기 동기화 시스템 설계 방식에 혁명을 가져 왔습니다.
예를 들어 ...
그림의 "A25A"는 물리적으로 전압 신호를 전환 할 필요가없는 6 개의 분리 된 독립 단상 전압 감지 입력이있는 마이크로 프로세서 기반 자동 동기화 장치입니다.
1,2,3,4 "디지털"계전기는 스트리밍 동기 신호를 제공합니다.
A25A의 릴레이-릴레이 통신을 통해 광섬유 링크를 통해 발생기 메커니즘을 느리게 (감독) 또는 가속 (여기)시키는 장치로 전송되는 제어 신호를 사용하여 동기화 차단기에 가까이 위치 할 수 있습니다.
타이밍 및 제어 ...
저비용의 광섬유 통신 링크를 사용하여 모니터링 및 제어 할 수있는 시스템을 구축 할 수있게되면서 발전기 동기화 시스템이 완전히 바뀌 었습니다.
"디지털"계전기는 직접 동기화 된 측정을 수행합니다. 동기화 된 위상 측정은 범용 시간 기준을 기준으로 전력 시스템 수량의 위상 각을 측정 한 것입니다.
현재이 위상 각 측정에 필요한 정확한 시간 기준은 보호 릴레이 등급 GPS (Global Positioning System) 위성 시계에서 쉽게 얻을 수 있습니다.
Synchrophasor 기술을 사용하면 발전소 전체의 다양한 장치에서 전압을 판독하여 각도 차이를 비교할 수 있습니다. 낮은 대기 시간으로 초당 최대 60 개의 메시지 속도로 데이터를 스트리밍 할 수 있습니다.
보호 계전기의 PMU (Phasor Measurement Unit) 기능은 2000 년에 처음 도입되었으므로 거의 보편적으로 사용되었으며 발전소 소유주는 추가 비용없이 거의 모든 곳에서 싱크로 파저 데이터를 사용할 수 있습니다.
PDC (synchrophasor data concentrator) 소프트웨어를 실행하는 전용 컴퓨터는 동기화 차단기의 보호 및 제어에 적용되는 다양한 마이크로 프로세서 기반 릴레이로부터 스트리밍 데이터를 수신 할 수 있습니다.
마이크로 프로세서 기반 자동 동기화 장치가 6 개의 입력 단자에 연결된 것들 중에서 각 동기화 시나리오에 적합한 전압을 선택할 수있는 것처럼, PDC는 입력 및 작동 전압에 대한 입력 신호 스트림에서 적절한 신호를 선택할 수 있습니다. 발전기와 차단기는 동기화됩니다.
물리적 신호 전환이 필요하지 않습니다. 차단기 제어 계전기의 동기 위상 전압 측정은 자동 동기화 장치의 측정과 독립적이므로 시스템이 중복됩니다.
래그 리드
@Kaz는 주석에 직접 슬레이브 모터 / 발전기에 대한 훌륭한 요약을 제공했습니다 (후손을 위해 여기에 문서화되어 있습니다 ;-)).
이것은 노예 노 젓는 사람이 노를 물로 표류하고 어떤 일도하지 않는 것을 수동적으로 막는 것을 막는 것과 같은 질문입니다. 음, 드럼을 때리는 사람이 있으므로 모든 사람이 같은 주파수로 당기거나 휘저어 야합니다. 노예가 게으 르면 보트가 느려지고 곧 물에 힘을 가하여 보트 속도를 다시 올리지 않고 노를 젓는 빈도를 유지할 수 없게됩니다. 물에 비해 느린 속도) 그들은 모두 경비원으로부터 채찍을 얻는다.
따라서 두 개의 발전기가 그리드를 공급한다고 가정하십시오. 발전기 중 하나는 약간 게으 르기 때문에 주파수와 함께 회전합니다. 구동을 피하지만 아무런 작업도하지 않습니다. 그런 다음 그리드에 대한 수요가 증가합니다. 다른 발전기는 속도가 느려지고 속도가 느려집니다. 게으른 게, 여전히 게으른, 여전히 주파수를 유지하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 그리드 주파수가 약간 느려졌 기 때문에, 게으른 주파수는 이제 맞물려 있음을 의미합니다. 그리드 속도를 높이기 위해 페이스를 밀고있어 맞물려 있습니다. 사람들이 힘을 합쳐 배를 젓거나 짐을 끌 때와 매우 흡사합니다
현대 발전소에서 이전 논의를 계속하면서 접근 방식은 구조적으로 간단합니다. 각 발전기는 글로벌 시간 기준에 종속됩니다 .
위에서 설명한 것처럼 생성기는 글로벌 클록에 위상 고정됩니다. 각 출력은 특정 시간에 특정 위상 각으로 출력되는 것에 대해 개별적으로 책임을집니다.
너무 빠르면 제너레이터라는 장치가 발전기에 부착되어 제동력을가합니다. 너무 느리면 연결된 여자 기가 에너지를 추가하여 발전기 속도를 높입니다.
참고로, 일부 아키텍처에서는 동일한 장치에서 두 기능을 모두 구현할 수 있습니다. 예를 들어, 기계식 회전 메커니즘을 사용하면 전기 모터를 차축에 부착하고 연결된 모터를 각각 역전 또는 전진 구동하여 회전을 저항 (거버) 또는 보조 (여기) 할 수 있습니다.
모든 발전기가 동일한 시간 기준으로 단계적으로 실행 중이 면 동기화가 이루어집니다.
흘리기
동기화를 이해할 수 있습니다. '발전기가 전류를 공급하지 않고 전류를 방출하도록하는 방법'을 설명 할 수 있습니까?
이 부분은 직관적입니다. 옴의 법칙 또는 커크 호프의 법칙을보십시오 ...
두 개의 전압 소스가 동기화되어 있으면 동시에 동일한 전압을 생성합니다. 완벽한 전선이 동일한 전압에서 두 전압원을 연결하면 해당 전선에 제로 전류가 흐릅니다.
"대형"발전기와 "소형"발전기를 연결하면 생성 된 동일한 전압에서 최대 전류의 차이 만 설명합니다.
소형 발전기에 과부하가 걸리면 전압이 떨어집니다. 회전 발전기에서는 전기 부하가 전자석을 통해 기계적 제동력을 가함에 따라 주파수 가 감소 합니다 (로터 속도가 느려짐).
두 경우 모두, 동기화 프로그램은 과부하 상태를 동기화 상실로 감지하고 발전기 연결을 끊습니다. 이것을 "로드 흘리기"라고합니다. 보시다시피,로드 쉐딩 은 나머지 생성기 의 문제를 악화 시키고 문제는 계단식으로 진행될 수 있습니다.
2003 년 노스 이스트 블랙 아웃 (NorthEast Blackout) 기간 동안 발생한 일 이지만,이 이벤트는 실제 과부하가 아닌로드 셰딩으로 인해 소프트웨어 글리치가 너무 공격적으로 발생했기 때문에 발생했습니다.