如果需求超过供应,为什么发电机必须以较慢的频率旋转?

电器工程 发电机 电力工程
2022-01-11 01:04:51

欧盟居民可能已经注意到,他们家中的一些时钟已经与其他时钟不同步了。显然,造成这种情况的原因是电源供应商不得不降低交流网络交替电流的频率。我知道这些时钟滴答的速度是基于交流网络的频率,所以到目前为止它是有道理的。我不明白的是,据报道,电力供应商不得不降低频率的原因是巴尔干地区的一家地区供应商没有向电网提供公平份额的电力。我在https://www.swissgrid.ch/swissgrid/en/home/experts/topics/frequency.html阅读了瑞士电网网站的文章,其中指出:

如果电力消耗低于生产,则频率更高;如果消费高于生产,则频率较低。其原因如下:当消耗低时,电网的发电机更容易和更快地旋转。因此,它们以更高的频率旋转。相反,当消耗较大时,发电机旋转得更费力并且频率较低。

因此,如果需求大于供应,发电机必须以较慢的速度旋转。为什么?我的意思是,如果需求大于供应,我什至不明白电网如何保持功能。通常,如果需求大于供应,则部分需求不会得到满足。我可能会误解整个电网是如何处理这种情况的。我特别不明白电网供应不足与发电机的机械速度之间的联系是什么。我对电网基本上一无所知,所以这也无济于事。

4个回答

因此,如果需求大于供应,发电机必须以较慢的速度旋转。为什么?

这并不完全正确。功率扭矩 X 速度。要增加功率,不必提高速度;扭矩可以增加。通过增加油门设置来增加扭矩。所有代系统都有某种节流机制。然而,油门的操作不是瞬时的。当负载(需求)增加时,这会导致速度短暂降低。随着连接到电网的各种发电机减速,它们的油门会自动调整以纠正速度下降。电网通常有足够的备用容量来处理增加的需求。如果没有足够的储备,电压和频率下降可能会持续更长的时间。

当需求下降时,发电机将在短时间内比正常运行速度更快。这将倾向于纠正时钟,以便在 24 小时内几乎没有或没有净误差。但是,如果电网容量不足,则会导致电压和频率降低的时间延长。

因此,如果需求大于供应,发电机必须以较慢的速度旋转。为什么?

进入发电机的机械功率是扭矩 x 转速,因此,如果输出电功率太高,您可以通过降低转速来降低输出功率。

如果需求超过供应,发电机就会减速并最终在几分钟内停止。这还没有发生,因为有紧急程序来防止它。

通常情况下,每个电厂运营商都会准确地生产客户订购的电量。在这种情况下,需求等于供应,电网以标称 50Hz 运行。

如果某人获得的功率超过了他们订购的功率,则一个循环开始:

  1. 需求超过供应,因此发电机开始减速。
  2. 一旦发电机减速到 49.95Hz 或更低,紧急程序就会启动。所有发电厂的警报器都会响起,人们大喊命令,更多的煤被铲入烤箱以保护电网。
  3. 应急电源供应的增加与需求相匹配。发电机在几分钟内加速回到 50Hz。
  4. 一旦频率恢复,应急程序停止,发电厂恢复正常运行。
  5. 冲洗并重复。

在一个周期内,电网在 50Hz 和正常电源和 49.95Hz 和应急电源之间振荡。平均功率始终等于需求,平均频率将略低于 50Hz。实际的平均是由发电机的动量完成的。

电网频率根据需求略有波动,因此在任何时候,频率都将在一个容差范围内。

将累积差异与标准时钟进行比较,并通过调整产生的功率来补偿电子时钟(同步)来进行校正。

因此,除了总停电之外,钟面上不应有任何明显的时间增益/损失。