Perché i generatori devono ruotare a una frequenza più lenta se la domanda supera l'offerta?

I residenti dell'UE potrebbero aver notato che alcuni degli orologi della loro casa si sono esauriti con altri orologi. Apparentemente, la causa di ciò è che i fornitori di energia elettrica hanno dovuto ridurre la frequenza con cui la rete CA alterna il flusso di corrente. Capisco che la velocità alla quale questi orologi scorrono è basata sulla frequenza della rete CA, finora finora ha senso. La cosa che non capisco è che, secondo i rapporti, la ragione per cui i fornitori di energia elettrica hanno dovuto ridurre la frequenza era perché un fornitore regionale nei Balcani non ha fornito la loro giusta quota di energia alla rete. Ho letto l'articolo del sito Web della rete elettrica svizzera all'indirizzo https://www.swissgrid.ch/swissgrid/en/home/experts/topics/frequency.html in cui si afferma:

Se il consumo di energia elettrica è inferiore alla produzione, la frequenza è maggiore; se il consumo è superiore alla produzione, la frequenza è inferiore. La ragione di ciò è la seguente: i generatori elettrici di una rete elettrica ruotano più facilmente e più velocemente quando il consumo è basso. Di conseguenza, ruotano con una frequenza più elevata. Al contrario, i generatori elettrici ruotano più laboriosamente e con una frequenza inferiore quando il consumo è maggiore.

Quindi i generatori devono ruotare a un ritmo più lento se la domanda è maggiore dell'offerta. Perché? Voglio dire, non capisco nemmeno come la griglia rimanga funzionale se la domanda è maggiore dell'offerta. di solito se la domanda è superiore all'offerta, parte della domanda non viene soddisfatta. Potrei fraintendere come la rete elettrica nel suo insieme affronti una situazione del genere. Soprattutto non capisco quale sia il legame tra la fornitura insufficiente sulla griglia e la velocità meccanica dei generatori. Non so praticamente nulla della rete elettrica, quindi neanche questo aiuta.

Quindi i generatori devono ruotare a un ritmo più lento se la domanda è maggiore dell'offerta. Perché?

Questo non è esattamente vero. Coppia di potenza X velocità. Per aumentare la potenza non è necessario aumentare la velocità; la coppia può essere aumentata. La coppia aumenta aumentando l'impostazione dell'acceleratore. Tutti i sistemi di generazione hanno una sorta di meccanismo dell'acceleratore. Tuttavia, il funzionamento dell'acceleratore non è istantaneo. Ciò porta ad una breve riduzione della velocità quando aumenta il carico (domanda). Man mano che i vari generatori collegati alla rete rallentano, le loro valvole a farfalla vengono regolate automaticamente per correggere la riduzione della velocità. Le reti elettriche hanno generalmente una capacità di riserva sufficiente per gestire l'aumento della domanda. Se la riserva non è sufficiente, la caduta di tensione e frequenza potrebbe persistere per un tempo più lungo.

Quando la domanda diminuisce, i generatori funzioneranno più velocemente del normale per un breve periodo. Ciò tenderebbe a correggere gli orologi in modo che si verifichino errori netti o nulli nel corso di 24 ore. Tuttavia, se la capacità della rete non è sufficiente, risulteranno periodi prolungati di tensione e frequenza ridotte.

Quindi i generatori devono ruotare a un ritmo più lento se la domanda è maggiore dell'offerta. Perché?

La potenza meccanica in un generatore è la coppia x la velocità di rotazione, quindi, se la potenza elettrica di uscita è troppo elevata, è possibile ridurre tale potenza di uscita rallentando la velocità di rotazione.

Se la domanda supera l'offerta, i gerneratori rallentano e alla fine si fermano in un paio di minuti. Questo non è ancora successo perché ci sono procedure di emergenza in atto per prevenirlo.

Normalmente, ogni operatore di centrale elettrica produce esattamente la quantità di energia ordinata dai propri clienti. In questo caso, la domanda è uguale all'offerta e la rete funziona a 50Hz nominali.

Se qualcuno assorbe più potenza di quella ordinata, inizia un ciclo:

1. La domanda supera l'offerta, quindi i generatori iniziano a rallentare.
2. Una volta che i generatori hanno rallentato a 49,95Hz o meno, iniziano le procedure di emergenza. Le sirene si spengono in tutte le centrali elettriche, le persone gridano comandi e più carboni vengono spalati nei forni per proteggere la griglia.
3. La crescente offerta di energia di emergenza corrisponde alla domanda. I generatori accelerano di nuovo a 50Hz nel corso di alcuni minuti.
4. Una volta eseguito il backup della frequenza, le procedure di emergenza cessano e le centrali tornano al normale funzionamento.
5. Risciacqua e ripeti.

Durante un ciclo, la griglia oscilla tra 50Hz e potenza normale e 49.95Hz e potenza di emergenza. La potenza media è sempre uguale alla domanda e la frequenza media sarà leggermente inferiore a 50Hz. La media effettiva è data dallo slancio dei generatori.

La frequenza di rete fluttua leggermente in base alla domanda. Quindi, in qualsiasi momento, la frequenza sarà entro un limite di tolleranza.

La differenza cumulativa viene confrontata con l'orologio standard e corretta regolando la potenza generata per compensare l'orologio elettrico (sincrono).

Quindi, non ci dovrebbe essere alcun guadagno / perdita di tempo di balle sul quadrante dell'orologio, tranne il blackout di potenza totale.

Una domanda che deve essere affrontata è: "perché i fornitori di energia elettrica consentono ai consumi dei loro clienti di accelerare le loro capacità di produzione?"

Di solito le utility elettriche hanno una collaborazione con altre utility (vicine) per acquistare la loro potenza in eccesso quando parte della loro capacità di generazione è off line. (a causa di guasto o manutenzione)

Ti consiglio di acquistare un orologio a batteria o due per il tuo spazio abitativo o utilizzare l'ora di un telefono cellulare come standard. (che sono impostati dalla torre cellulare dai satelliti GPS)