بررسی حالت های عملکرد ژنراتور

برای ژنراتورها سه حالت کلی عملکرد وجود دارد: مستقل ، جزیره ای و موازی با شبکه. هر حالت بهره برداری نیاز به کنترل سوخت توربین خاص و کنترل تحریک ژنراتور دارد. در این مطلب به ویژگی های هر روش عملکردی می پردازیم.

حالت کارکرد ژنراتور مستقل (Stand-alone Operation)

در عملکرد مستقل ، یک ژنراتور با سایر ژنراتورها یا یوتیلیتی ها ارتباطی ندارد. به عنوان یک واحد جدا شده ، توان تمام بارهای متصل را تامین مینماید. نمونه ها این حالت عبارتند از: ژنراتورهای اضطراری ، ست دیزل ژنراتورهای به هم پیوسته یا قابل حمل.

بررسی امکانات این حالت:

سوخت بیشتر / کمتر، باعث افزایش / کاهش فرکانس (هرتز) می شود.

جریان تحریک بیشتر / کمتر باعث افزایش / کاهش ولتاژ (kV) خواهد شد.

بار کل، میزان توان خروجی ژنراتور را تعیین می کند (MW، MVAr)

گزینه های کنترل سوخت موتور: کنترل سرعت ایزوکرون (isochronous) ، کنترل سرعت دروپ (droop)

گزینه های کنترل جریان تحریک: کنترل ولتاژ ثابت ، کنترل ولتاژ دروپ (droop)

در صورت فعال بودن حالت های کنترل دروپ ، سیستم مدیریت توان می تواند فرکانس باس و ولتاژ را ثابت نگه دارد.(در غیر اینصورت لازم نیست).

مدل آنالیزهای پخش بار (load flow ): باس منقطع (همچنین باس مرجع ، باس سوئینگ)

حالت ژنراتور موازی با شبکه یوتیلیتی یا سراسری

اگر یک ژنراتور با شبکه یوتیلیتی یا سراسری موازی شود و به عنوان یک باس نامتناهی در نظر گرفته شود ، شبکه،  فرکانس ، سرعت و ولتاژ ژنراتور را تعیین می کند.

به عنوان مثال، یک ژنراتور صنعتی است که برای تولید همزمان مورد استفاده قرار می گیرد. در عمل چنین مجموعه ژنراتور نمی تواند فرکانس را تغییر دهد ، اما می تواند ولتاژ ترمینال ژنراتور را کمی تغییر دهد.

بررسی امکانات این حالت:

سوخت بیشتر / کمتر، باعث افزایش / کاهش قدرت فعال ژنراتور (MW)

جریان تحریک بیشتر یا کمتر باعث افزایش / کاهش قدرت واکنش ژنراتور (MVAr)

شبکه، فرکانس (هرتز) ، سرعت (دور در دقیقه) و ولتاژ (کیلو ولت) را تعیین می کند.

مقدار تفاوت بین بار کل کارخانه و توان خروجی ژنراتور وارد یا صادر می شود (MW ، MVAr)

گزینه های کنترل سوخت موتور: کنترل سرعت دروپ ، کنترل بار پایه (MW)

گزینه های کنترل جریان تحریک: کنترل ولتاژ دروپ ، کنترل VAR ، کنترل  PF

سیستم مدیریت انرژی می تواند قدرت ورودی یا صادر شده (MW ، MVAR) یا ضریب توان را ثابت نگه دارد.

مدل تحلیل پخش بار: باس PQ (همچنین باس بار) ، باس PV (همچنین باس ژنراتور)

کارکرد جزیره ای ژنراتور (Island Operation)

در حالت کارکرد جزیره (ایسلند)؛ یک ژنراتور با ژنراتورهای دیگر متصل است ، اما با شبکه متصل نیست. به عنوان یک سیستم جدا شده ، ژنراتورها تمام قدرت بار متصل شده را تأمین می کنند. به عنوان نمونه می توان به سیستم های قدرت در کشتی ها ، روی سکوهای دریایی یا در بیابان اشاره کرد.

ژنراتورها با هم فرکانس ، سرعت و ولتاژ را تعیین می کنند و کل بار (MW ، MVAr) باید به اشتراک گذاشته شود. در مورد نحوه تنطیم فرکانس و سرعت یا ولتاژ ژنراتورها در این حالت، در ادامه توضیح داده خواهد شد.

بررسی امکانات این حالت:

سوخت بیشتر / کمتر باعث افزایش / پایین آمدن قدرت فعال ژنراتور و فرکانس باس (MW ، هرتز) می شود.

جریان تحریک بیشتر یا کمتر باعث افزایش / کاهش قدرت واکنش ژنراتور و ولتاژباس (MVAr ، kV) می شود.

کل بار کارخانه مجموع قدرت کلیه ژنراتورها را تعیین می کند (MW ، MVAr)

گزینه های کنترل سوخت موتور: کنترل سرعت دروپ

گزینه های کنترل جریان تحریک: کنترل ولتاژ دروپ

سیستم مدیریت نیرو ، فرکانس و ولتاژ باس را ثابت نگه می دارد ، در حالی که شیرینگ بار (MW ، MVAr) متناسب یا هزینه را نسبت به تمام مجموعه های ژنراتور بهینه می کند. مدل تجزیه و تحلیل پخش بار: حداقل یک ژنراتور (یا یک شبکه ساختگی فرضی) باید باس slack باشد، ژنراتورهای دیگر ممکن است باس PQ یا PV باشند.