sfondo

Sto effettuando alcune ricerche per un progetto software che monitora la generazione e il consumo di energia per una grande nave spaziale immaginaria. La mia logica è che vorrei prima capire come funziona la generazione di energia nel mondo reale prima di iniziare a rendere l'app il più autentica possibile quando la si utilizza.

Base

La mia domanda deriva dalla mia attuale comprensione di come funziona la rete elettrica. L'energia viene generata attraverso qualsiasi meccanismo (vapore / meccanico, fotovoltaico) e viene quindi aumentata tramite una sottostazione HV per la trasmissione a lunga distanza. Le grandi fabbriche (acciaierie, impianti di microchip, ecc.) Possono avere una sottostazione dedicata a loro per le loro operazioni. Altrimenti, una sottostazione fa scendere HV in MT per una distribuzione su piccola scala (fabbriche, grandi edifici per uffici, ecc.). Questo si ripete ancora per LV, per consegne a domicilio e piccole imprese. È un modello semplice, sebbene fuorviante perché presenta una catena lineare di flusso dalla sorgente al carico, con un singolo generatore di energia. Nel mondo reale, ci sono più stazioni che sono in esecuzione per soddisfare la domanda e si adattano man mano che la domanda cambia nel tempo.

Domanda

Supponiamo che un grande evento come una stazione del generatore si spenga improvvisamente. Quali apparecchiature sarebbero coinvolte nel potere di "reinstradamento" per ridurre al minimo la possibilità di blackout? Oppure, se un blackout mobile fosse temporaneamente implementato a causa della forte domanda, quali apparecchiature o processi sarebbero coinvolti?

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Quali apparecchiature sarebbero coinvolte nel potere di "reinstradamento" per ridurre al minimo la possibilità di blackout?

Le stazioni di commutazione della trasmissione riorganizzano le cose quando si verificano problemi con i generatori o la sezione della griglia: -

Come puoi vedere, ogni generatore si collega alla rete (nazionale) tramite un TS. Questa pagina wiki dovrebbe aiutare. Foto scattate da qui o qui se non un membro Quora

Supponiamo che un grande evento come una stazione del generatore si spenga improvvisamente. Quali apparecchiature sarebbero coinvolte nel potere di "reinstradamento" per ridurre al minimo la possibilità di blackout?

Le reti elettriche sono progettate per resistere al guasto di un singolo componente.

Per i guasti del generatore: Ci deve essere sufficiente ricambio generazione in esecuzione di coprire la perdita del più grande generatore. Questo si chiama "riserva di filatura". Tieni presente che avere generatori di riserva ancora seduti non ti aiuta. L'avvio di un generatore a freddo richiede minuti o ore, ma la generazione di riserva deve subentrare al generatore guasto in un periodo di secondi.

Nota: ciò significa che le società di generazione vengono pagate per mantenere il ricambio dei generatori, ma senza produrre energia. La gente si chiede perché vengano pagati per non aver prodotto nulla! I generatori non stanno producendo alcun potere, ma stanno fornendo un servizio essenziale.

È anche importante che i generatori di riserva di filatura siano in grado di reagire rapidamente al variare del carico. "Risposta transitoria" a "oscillazioni di carico" sono le parole chiave da cercare. Le grandi centrali a carbone / nucleari non vanno bene per questo, poiché rispondono lentamente agli input di controllo. Le turbine a gas sono molto più brave a prendere le oscillazioni.

Per guasti alle infrastrutture di trasmissione, ad es. Linee di trasmissione, sottostazioni, penso che la risposta di Andy sia coperta.

Progettiamo sistemi di trasmissione per avere almeno la ridondanza N-1, quindi possiamo perdere qualsiasi componente e continuare a far funzionare la maggior parte del sistema.

Non ho alcuna esperienza con i sistemi di trasmissione ad alta tensione, quindi mi asterrò dal dire altro.

Oppure, se un blackout mobile fosse temporaneamente implementato a causa della forte domanda, quali apparecchiature o processi sarebbero coinvolti?

Esistono due modi per gestire un carico eccessivo.

Il sistema tradizionale reagisce a un carico eccessivo disattivando l'alimentazione a interi centri di carico, vale a dire un'intera sottostazione o un intero alimentatore. Questo è un "sistema di distacco del carico".

I carichi sarebbero disattivati ​​in ordine di priorità. Spegneresti una fabbrica prima di chiudere un ospedale. Continui a spegnere le cose finché il carico non si riequilibra con la generazione disponibile.

L'altro modo è gestire proattivamente il carico, cioè utilizzando segnali di controllo dell'ondulazione. Ciò disattiva specifiche apparecchiature del cliente, come i condizionatori d'aria, in periodi di forte domanda. Ciò non aiuterà in gravi carenze di energia, quindi è ancora necessario un sistema di riduzione del carico.

L'attuale attrezzatura in una sottostazione di trasmissione che "commuta" l'elettricità è il booster di quadratura, altrimenti noto come trasformatore di regolazione dell'angolo di fase . Essenzialmente, cambiando la fase di potenza rispetto alla sorgente, si cambia la resistenza al flusso di energia, regolando così il flusso di potenza attraverso un particolare segmento della griglia.