电网如何应对供需的巨大变化?


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背景

我正在对一个软件项目进行一些研究,该软件项目监视大型虚构飞船的发电和能耗。我的理由是,我想先了解现实世界中的发电工作原理,然后再开始使该应用在使用时感觉尽可能真实。

基础

我的问题源于我对电网如何工作的当前理解。能量是通过任何机制(蒸汽/机械,光伏)产生的,然后通过高压变电站进行升压,以进行长距离传输。大型工厂(钢厂,Microchip工厂等)可能会拥有专门的变电站进行运营。否则,变电站将HV降压至MV,以进行较小规模的分配(工厂,大型办公楼等)。LV将再次重复此操作,以交付给家庭和小型企业。这是一个简单的模型,尽管具有误导性,因为它呈现了一个从电源到负载的线性流链,并且只有一个电源。在现实世界中,有多个运行中的站点可以满足需求,并且它们会随着需求的变化而适应。

假设发生大型事件(例如发电站)意外关闭。什么设备将参与“重新路由”电源以最大程度地减少停电的可能性?或者,如果由于需求量大而暂时实施了滚动停电,将涉及哪些设备或过程?

相关问题


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这是一个很好的问题!干得好!这是EE SE所需要的。
Daniel Tork

Answers:


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什么设备将参与“重新路由”电源以最大程度地减少停电的可能性?

当发电机或电网部分出现问题时,传输交换站会重新组织事情:-

在此处输入图片说明

如您所见,每个发电机都通过TS连接到(国家)电网。这个维基页面应该有所帮助。从此处 或此处(如果不是Quora成员)拍摄的照片


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我认为您可能已降至可接受的最低水平以下:-)。“来自此处的页面”不适用于非[高度侵入性权限请求,因此不被接受] -Quora成员。Wiki有点麻烦,既不够具体又不够笼统(IMHO)。我已经添加了指向该图像的Quora源的链接(可通过Garglabet图像搜索找到)。
罗素·麦克马洪

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@RussellMcMahon图片参考仅是为了表示赞赏,我不是法定会员,但我可以看到它。Wiki页面上有一个传输站部分,这就是重点!
安迪(aka Andy)

无论如何,我现在有一个参考点。感谢您的时间和精力。:-)
gate_engineer

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假设发生大型事件(例如发电站)意外关闭。什么设备将参与“重新路由”电源以最大程度地减少停电的可能性?

电网经过精心设计,可以承受任何一个组件的故障。

对于发电机故障:必须有足够的备用发电机运行,以弥补最大的发电机的损失。这称为“旋转储备”。请注意,让备用发电机静止不动对您没有帮助。冷的发电机需要几分钟到几小时才能启动,但是备用发电机必须在几秒钟内从发生故障的发电机中接管。

注意:这意味着发电公司会因保持发电机运转而不支付任何电力而获得报酬。人们想知道为什么他们不生产任何东西而得到报酬!发电机不产生任何功率,但它们提供了必不可少的服务。

备用储能发电机对变化的负载迅速做出反应也很重要。要寻找的关键词是“对负载波动的瞬态响应”。大型燃煤/核电厂对此无益,因为它们对控制输入的反应缓慢。燃气轮机更擅长摆动。


对于传输基础设施故障,即传输线,变电站-我认为Andy的答案已涵盖在内。

我们对传输系统进行了工程设计,使其至少具有N-1冗余,因此我们可以丢失任何一个组件,并且仍然可以使大多数系统保持运行。

我对高压传输系统没有任何经验,所以我将不再赘述。


或者,如果由于需求量大而暂时实施了滚动停电,将涉及哪些设备或过程?

有两种方法可以管理过多的负载。

传统系统通过关闭对整个负载中心(即整个变电站或整个馈线)的供电来应对超负荷。这是一个“减载系统”。

负载将按优先级顺序关闭。在关闭医院之前,您将关闭工厂。您一直关闭电源,直到负载与可用的代数重新达到平衡。

另一种方法是主动管理负载,即使用纹波控制信号。在高需求时,这会关闭特定的客户设备,例如空调。这对严重的电力短缺无济于事,因此仍然需要一个负载削减系统。


那不是N + 1冗余吗?N-1冗余似乎意味着您的发电机数量比您需要的少。
user253751 '16

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正确。我打错了 请随意编辑(我是土豆。)@immibis
立昂业

我相信并非作者进行的编辑至少需要更改6个字符。
user253751 '16

@immibis我查了一下,确实是N-1。措辞是:如果您有N个项目,则可以在其中N-1个项目运行的情况下生存。
叶立昂

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传输变电站中用于“切换”电力的实际设备是正交增压器,也称为相角调节变压器。本质上,通过更改相对于电源的电源相位,可以更改对能量流的阻力,从而调节通过特定网段的电源流。

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