31.6 : בקרת טורבינת-ויסות

Turbine-generator units in power systems store kinetic energy due to their rotation, which is released when the load increases.

The electrical torque of each unit increases to meet the increased load, while mechanical torque remains constant, causing a drop in rotor speed and frequency.

This imbalance is corrected through governor action, which adjusts mechanical output power based on frequency changes.

The steady-state frequency-power relationship for turbine-governor control involves changes in frequency, turbine mechanical power output, reference power setting, and the regulation constant, typically 0.05 per unit.

Load changes cause the rotor to accelerate or decelerate, creating transient frequency disturbances, but under normal conditions, the rotor stabilizes at a new steady state.

Summing the frequency-power relation for each turbine-generator unit determines the system's steady-state frequency response.

Wind turbines control power output by adjusting the blade pitch angle, a process modeled in pitch control systems, particularly for Type 3 and 4 turbines.

בקרת טורבינת-ויסות היא חיונית לשמירה על יציבות מערכות הכוח באמצעות איזון בין תפוקת הכוח המכני של הטורבינה לבין הדרישה לעומס חשמלי. מנגנון זה מבטיח שתדר הגנרטור ומהירות הרוטור יישארו בטווחים מקובלים בזמן שינויים בעומס. יחידות טורבינה-גנרטור אוגרות אנרגיה קינטית בשל המסות המסתובבות שלהן; אנרגיה זו משתחררת כדי לעמוד בדרישת העומס כאשר העומס עולה. המומנט החשמלי של הטורבינות עולה כדי לעמוד בדרישה, בעוד שהמומנט המכני נותר קבוע בתחילה, מה שגורם להאטה של הטורבינה-גנרטור, ירידה במהירות הרוטור וירידה בתדר החשמלי.

תדר הגנרטור משמש כאות בקרה לתפוקת הכוח המכני של הטורבינה. הקשר בין תדר לכוח במצב יציב מראה ששינויים בתפוקת הכוח המכני של הטורבינה פרופורציונליים לסטיית התדר ולשינויים בהגדרות ההספק. קבוע הרגולציה הוא השיפוע של הקשר בין סטיית התדר לשינוי בתפוקת הכוח המכני, בדרך כלל מבוטא ב-Hz/MW, כאשר ערך סטנדרטי הוא 0.05 ליחידת בסיס.

דיאגרמת בלוקים של בקרת טורבינה-מווסתת כולל בלוק של קבוע רגולציה הממיר את סטיית התדר לשינוי בתפוקת הכוח, בלוק עיכוב זמן המדמה עיכובים הקשורים לויסות, וקלטי מהירות ייחוס ומגבילי הספק יציאה.

בטורבינות רוח, השליטה על תפוקת הכוח נעשית על ידי שינוי זווית הלהבים. כאשר תפוקת הרוח חורגת מהקיבולת המדורגת, הלהבים מוטים כדי להגביל את הכוח המכני. בטורבינות רוח מסוג 3 ו-4, בקרת זווית הלהבים כוללת מדידת מהירות הטורבינה, שילוב אותות עבור מהירות רצויה, תפוקה חשמלית והספק יעד, והתאמת זווית הלהבים כדי לשמור על תפוקת ההספק הרצויה.

בקרת טורבינת-ויסות יעילה מבטיחה פעולה יציבה של מערכת הכוח על ידי איזון בין הספק מכני לעומס חשמלי, שמירה על מהירות הרוטור ותדר הגנרטור, ומתן תגובות מהירות לשינויים בעומס כדי למנוע חוסר יציבות.

Tags

Turbine governor Control Power System Stability Mechanical Power Output Electrical Load Demand Generator Frequency Rotor Speed Kinetic Energy Electrical Torque Mechanical Torque Frequency Deviation Regulation Constant Power Output Change Blade Pitch Angle Wind Turbines Pitch Control Stable Power System Operation

From Chapter 31:

article

Now Playing

31.6 : בקרת טורבינת-ויסות

Transient Stability and System Controls

177 Views

article

31.1 : משוואת הנדנדה

Transient Stability and System Controls

346 Views

article

31.2 : מודל מכונה סינכרוני פשוט

Transient Stability and System Controls

187 Views

article

31.3 : יציבות מרובת מכונות

Transient Stability and System Controls

143 Views

article

31.4 : דגמי מכונות טורבינות רוח

Transient Stability and System Controls

109 Views

article

31.5 : בקרת מתח גנרטור

Transient Stability and System Controls

132 Views

article

31.7 : בקרת תדר עומס

Transient Stability and System Controls

132 Views

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved