塞尔维亚,科索沃电网排延迟了欧洲时钟。为什么?


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根据这篇文章(以及今天在同一主题上发表的更多文章),科索沃电力净产量平衡在过去几周内有所减少。
这导致欧洲网络的频率略有偏差(从50Hz到49.996Hz)。反过来,这种频率偏差导致某些电子时钟(例如烤箱中的电子时钟)不同步(自一月以来长达6分钟)。

  • 从长期来看,电力生产的减少如何导致电网频率的减少?频率不是一天结束时由电厂控制的参数吗?
  • 如果某些国家/地区的功率损耗导致频率偏差,我们是否也不应观察到其他影响,例如输出电压下降?这是否意味着我们在欧洲这里也经历了数周的电压下降?
  • 为什么某些电子设备直接使用网络频率来同步其时钟,而不是使用石英晶体技术?这意味着对于具有不同电网频率的国家,同一烤箱需要两个不同的固件,而对于带有晶体的晶体(无论如何都需要使用该晶体来运行所有嵌入式电路),同一设备将在任何地方都保持不变运行。

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从电网获取时间的烤箱时钟可能没有任何固件。
Photon


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@Andyaka嗯..实际上,长期以来并不能真正回答问题。真正的问题是,为什么系统无法恢复运行在50.111的足够长的时间才能赶上。
Trevor_G

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@EugeneSh许多网格试图在非高峰时期保持每天的脉冲不断追赶。
Trevor_G

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早在学生时代,我就免费获得了一个闹钟:其缺点是它旨在从60Hz电网获取时间,并且我在欧洲使用了它。每天下午4点,每天晚上睡觉前要解决一个有趣的算术问题:“如果要在07:30醒来,我应该几点钟设置闹钟?”
埃里克·杜米尼尔

Answers:


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从长远来看,电力生产的减少如何导致电网频率的减少?频率不是一天结束时由电厂控制的参数吗?

之前回答: 如果需求超过供应量,为什么发电机必须以较低的频率旋转?

如果某些国家/地区的功率损耗导致频率偏差,我们是否也不应观察到其他影响,例如输出电压下降?这意味着我们在欧洲这里也经历了数周的电压下降?

降低频率是调节的主要手段,而不是电压。但是,是的,您会看到一些幅度(包络)变化。

为什么某些电子设备直接使用网络频率而不是石英晶体技术来同步时钟?这意味着对于具有不同电网频率的国家,同一台烤箱需要2种不同的固件,而对于带有晶体的晶体(无论如何,运行所有嵌入式电路都应使用该晶体),同一设备在任何地方都可以运行。

现在来有关的问题:

不,这些固件不会像您所想的那样。而且,无论如何,在60%的国家倾向于使用不同的电网电压的情况下,您不能在电网频率不同的国家出售100%的烤箱。

这些时钟保持电路看起来更像是过零检测器(即,一个很小的比较器,其一个输入上有一个上限,直接从电源线馈入,很可能通过电阻分压器馈入)和计数器,馈入非常简约的专用时钟我知道了。我们在这里谈论低技术。使用数十年历史的ASIC所产生的成千上万种产品比使用石英+微控制器要便宜。

另外,请注意,只需极少的额外复杂度(RC滤波器),就可以轻松确定您是在标称频率为50 Hz还是60 Hz上运行,因此即使您“对于不同的网格也不必有所不同”论证有效!


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所有很好的信息,但实际上并不能解释为什么网格控制器没有在频率计数方面发挥追赶作用。
Trevor_G

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除了比石英晶体便宜之​​外,电路还更加精确。我有两个使用电力线频率进行计时的时钟,还有两个使用内部振荡器的时钟(一个恒温器和一个电灯开关)。电力线时钟已经很多年没有可测量的漂移,而漂移恒温以每年约20分钟,和光开关巷道的30
马克

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@Evariste我不确定为什么当它没有回答您的主要问题时,您为何将其标记为正确的答案。如果我理解正确,您的问题是为什么网络没有跟上频率。通常需要等待至少24小时才能接受答案,以便让世界各地的人有时间回答问题,并有时间写出高质量的答案。
管道

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一些炉子/烤箱有机械钟。他们是否会使用与行进频率同步,减速的交流电动机?例如我妈妈厨房里的炉子上的数字可以机械翻转。(或者至少直到我8岁左右时才向左旋转旋钮,直到我将时间倒退1小时,他们都不知道钟表的制作方式通常会让用户轻易销毁它们。)它很可能在任何地方都没有数字逻辑,只有一个机械时钟和烤箱定时器,还有一些基于拨号设置进行功率调节的电路。
彼得·科德斯

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@Evariste即使我是写下这个答案的人,其他人也是对的-您应该接受并且仅接受回答您问题的答案。如果您不接受我的回答并接受其他答复,我将不胜感激地接受您的投票!!
MarcusMüller18年

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路透社的文章中引用:

路透萨拉热窝3月7日-欧洲电网游说ENTSO-E敦促塞尔维亚和科索沃就其电网紧急解决争端,这已影响到更广泛的欧洲网络,导致该大陆上的一些数字钟表浪费时间。

在此处输入图片说明

图1. ENTSO-E系统运营委员会根据同步区域(欧洲大陆,北欧,波罗的海,大不列颠和爱尔兰-北爱尔兰)有5个常设区域小组,以及2个自愿区域小组(北欧和孤立的系统) 。资料来源:ENTSO-E

欧洲电网跨边界共享权力。如果使用交流连接,则交流电网必须保持100%同步。例如,英国和爱尔兰通过直流互连器连接到欧洲电网,因此每个国家的电网都可以与欧洲其他地区异步运行,同时共享电力。

塞尔维亚及其前省科索沃共享的电网已连接到欧洲的同步高压电网。

如上所述。

代表欧洲输电运营商的ENTSO-E表示,自1月中旬以来,该大陆网络已损失了113吉瓦时(GWh)的能源,因为科索沃所用的电量超过了其发电量。ENTSO-E说,负责平衡科索沃电网的塞尔维亚未能做到这一点。

能量没有丢失。它从未被生产过。

根据NetzFrequenzMessung.de(您可能要翻译),这113 GWh的短缺平均持续约80 MW,总容量为60 GW。占0.13%。可怕的是,我们实际上已经被用光了,找不到额外的0.13%!

ENTSO-E表示,能量的损失意味着,由电源系统而不是石英晶体控制的时钟要落后近六分钟。

“ Steered”可能是误译。“规范”会更好。

许多数字时钟,例如闹钟,烤箱或微波炉中的数字时钟,都使用电网的频率来保持时间。当频率在持续的时间内下降时,就会出现问题。

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图2.公用事业公司流行的机电式时间开关。

模拟电动时钟也是如此。电表上的日/夜时钟已有40多年的历史了,并且具有市电供电的时钟,带有自动上弦的发条UPS,可在断电时保持正常运行!

ENTSO-E表示,自1月中旬以来,欧洲电网的频率已从其标准的50赫兹(Hz)偏离到49.996 Hz,导致113吉瓦时(GWh)的能量损失,尽管它似乎正在恢复在星期二恢复正常。

连续数月,频率不会保持恒定到小数点后三位。那可能是一个平均数字。这是最近五分钟的数据:

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图3.请注意,在更长的时间内,频率偏差会更大。资料来源:MainsFrequency.com

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图4.网络时间偏差在三周内从-100 s增加到-350 s。资料来源:MainsFrequency.com

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图5. [哇!]在我们之前的测量操作(2011年7月至2017年)中,发生了±160秒的网络时间偏差(2013年6月)。但是自2018年1月3日以来,网络时间偏差一直在减少。1月15日将辅助控制电源的设定点从50,000 Hz更改为50,010 Hz仍无法减少电源时间。资料来源:MainsFrequency.com

当系统受影响的时间超过30秒或假定系统受影响的时间超过30秒时,将激活辅助控制电源。在此之前,系统中的偏差只能通过主要控制来解决。资料来源:APG.at

ENTSO-E发言人Susanne Nies告诉路透社:“在科索沃采取了一些措施之后,偏差已于昨天停止,但要使系统恢复正常状态还需要一些时间。” 她说,如果没有政治解决问题的办法,风险可能仍然存在。

如果他们开始生成并馈入网格,它将加快速度。

政治争端主要集中在监管问题上,塞尔维亚和科索沃之间在电网运营方面存在争议。贝尔格莱德仍然不承认科索沃的事实使情况更加复杂。

涅斯说:“我们将在本周末前设法解决技术问题,但必须由谁来弥补这一损失的问题得到解决。”

这对我来说毫无意义。能量流被计量并相应地计费。每个国家都为其进口支付费用。

ENTSO-E敦促欧洲各国政府和政策制定者迅速采取行动,对科索沃和塞尔维亚施加压力,以解决该问题,这也阻碍了欧盟要求的西巴尔干能源市场的一体化。

ENTSO-E在一份声明中说:“这些行动需要解决这个问题的政治方面。” 塞尔维亚和科索沃的电网运营商没有立即发表评论。

科索沃于2008年脱离塞尔维亚。这两个国家都想加入欧盟,但布鲁塞尔表示,他们必须使两国关系正常化,以与欧盟建立更紧密的联系。

塞尔维亚和科索沃在2015年签署了运营其电网的协议。但是,由于在双方都是南斯拉夫一部分时建立的对电网所有权的主张相互矛盾的情况下,由于它们尚无法就科索沃的配电达成协议,该协议尚未得到执行。(Maja Zuvela撰写; Susan Fenton编辑)

我想以上都不是电气工程师。



回答问题:

  1. 从长远来看,电力生产的减少如何导致电网频率的减少?频率不是一天结束时由电厂控制的参数吗?

如果需求接近峰值容量,那么如果我们希望避免与客户断开连接,则必须让电压或频率下降。降低电压会导致某些负载出现问题,应避免。

路透社的文章无法解释为什么系统平均频率这么长时间一直很低。只能是它不能以超过50 Hz的频率运行足够长的时间来赶上。非高峰时间似乎可以这样做,但是频率偏差会有一个上限-约为50.5 Hz(但我没有确切的数字)。

  1. 如果某些国家/地区的功率损耗导致频率偏差,我们是否也不应观察到其他影响,例如输出电压下降?这意味着我们在欧洲这里也经历了数周的电压下降?

不,我们降低频率以避免电压下降。

  1. 为什么某些电子设备直接使用网络频率而不是石英晶体技术来同步时钟?

从调整或校正时间的意义上讲,它们不同步时钟。它们通过将平均频率精确地保持在50 Hz来保持同步。原因之一是使用了数百万个机电时钟。这些都是非常可靠的,不需要电池就可以完成工作。为什么要更换它们?

这意味着对于具有不同电网频率的国家,同一台烤箱需要2种不同的固件,而对于带有晶体的晶体(无论如何,运行所有嵌入式电路都应使用该晶体),同一设备在任何地方都可以运行。

晶振会漂移,因此需要实时时钟和备用电池的进一步复杂化。电力公司的工作时间为20至50年。您认为数字时钟中的电解电容器能使用多长时间?


链接:


其他有趣的地方:

电网时间偏差不断得到平衡。如果时间偏差大于二十秒,则在网格中校正频率。为了再次平衡时间偏差,否则通常将50 Hz(欧洲)的频率更改如下:

49.990 Hz,如果电网时间早于UTC时间

50.010 Hz,如果电网时间落后于UTC时间

资料来源:SwissGrid

同时在2018-03-08

现在,NTSO-E已分别与塞尔维亚和科索沃TSO以及EMS和KOSTT确认,影响欧洲大陆同步地区平均频率的偏差已经停止。

这是解决问题的第一步。现在的第二步是制定计划,以将丢失的能量返回给系统并使情况恢复正常。

资料来源:ENTSO-E

嗯!他们称其为“能量缺失”。


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“ mainsfrequency.com”?认真吗 我对可以在互联网上找到的东西感到惊讶。为此+1。
暗淡

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我们在这里竭尽全力,使频率上升到50 Hz以上的时间足够长,以重新同步时钟。我们需要那些东方的家伙停止吵架,重新骑自行车。好吧,我看看我是否可以回答实际问题,但这是就寝时间。; ^)
晶体管

2
是的,@ Trevor_G:更适合您的图片。我必须查找所有这些东西,因为我不在电力行业工作。这很有趣,但是如果明天我累了,那是你的错。
晶体管

3
是因为他们找不到80兆瓦的发电量,还是因为他们试图保留其他限制(也许不会使输电线路超载到塞尔维亚/科索沃)?
immibis

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“可怕的是,我们实际上已经被用光了,找不到额外的0.13%!” 大概这是错误的。实际上,没有人愿意(或更好地想要)支付平衡事物所需的额外功率。科索沃政府将为塞族人的电力支付100万欧元。这是一个政治问题,而不是缺乏能力。
klanomath

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从长远来看,电力生产的减少如何导致电网频率的减少?频率不是一天结束时由电厂控制的参数吗?

您可以将电网视为一个巨大的机制。感应电动机就像皮带,可能会打滑一点。同步电动机和发电机就像不会滑动的齿轮。

在短期内,频率用于调节流入和流出电网的功率。如果电网过载,它将开始减速,传统发电机将增加其功率以进行补偿。同样,如果电网欠载,则其速度将略有增加,发电机将退避。

最终,如果电网频率太低,那么电网将开始降低负荷,以防止完全崩溃。

当电网频率降至标称频率以下时,中央控制系统应命令某些电站提高其功率设定点,以使电网恢复到其标称频率。这些发电站将需要付费以增加其设定值。

似乎政治问题已经解决,围绕谁应该向电厂支付费用以提高设定值。如果没有人付费,那么电网频率将保持降低(所有常规发电厂的发电量最终都将超过合同规定的发电量)。


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+1此处的最后一段很可能,并且最终是对该问题的正确答案。
Trevor_G

3

回答“为什么不石英?” 题:

实际上,即使对于短期计时,水晶也非常糟糕。Digi-Key上的优质晶体通常精度约为20 ppm。

1 day20 ppm=1.728 seconds

但是您可能不会拥有一个漂亮的水晶。漂亮的水晶不卖消费品。例如,我的手表中的晶体速度约为66 ppm:

1 day66 ppm=5.702 seconds

因此,在12天后,手表会在1分钟后关闭。一个月后,关闭时间约为2.5分钟。5-10分钟(2-4个月)就足以造成问题。而且这还不包括温度漂移。

在几秒钟或几分钟的时间范围内,电源线频率可能不会更精确,但是每天的循环次数通常可以很好地控制。这就是欧洲电网问题成为新闻的原因。


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5.072的值是错误的,而5.702的值是正确的,但是不能仅更改两个字符。
Uwe

@Uwe如果您有足够的代表。谢谢你的纠正。我需要更多地校对答案。我犯了很多令人沮丧的错误。
亚当·豪恩

在过去,电网用于跨远程位置同步事件。如今(过去20年),这种计时和同步是使用GPS完成的。
尼克·阿列克谢耶夫

2

为什么某些电子设备直接使用网络频率来同步其时钟,而不是使用石英晶体技术?这意味着对于具有不同电网频率的国家,同一烤箱需要两个不同的固件,而对于带有晶体的晶体(无论如何都需要使用该晶体来运行所有嵌入式电路),同一设备将在任何地方都保持不变运行。

因为它比石英晶体便宜且可靠(甚至更精确?)。特别是整个欧洲大陆都在同一电网上运行。因此,您可以将烤箱出售给该客户总数。对于其他国家/地区,制造商仍会制作不同的版本。在世界各地(每个国家/地区)销售的商品都不会有完全相同的商品。

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