¿Cómo saben las centrales eléctricas cuánto poder hacer?

Answer 1

En general, a través de la planificación.

Basado en el sistema indio (¡y cierto en todo el mundo, ya que el siguiente enlace es de Nigeria!); cuando alguien necesita energía, la persona tiene que hacer una aplicación que mencione el requisito de energía total. Esto es cierto para los almacenes, hospitales, edificios públicos como estaciones de policía y estaciones de bomberos, como ejemplos.

La compañía de distribución de energía agrega todas las aplicaciones a niveles predeterminados; digamos 5.0 KW para casas individuales, 25.0 KW para tiendas y casas más grandes y llega a un total para un área / región / calle. Todas estas cifras se agrupan e informan a las empresas de suministro y distribución de energía.

Según se requiera, las líneas de transmisión, los patios / ubicaciones de subdistribución / transformadores, las líneas de transmisión de mayor voltaje, se instalan y ponen en servicio. Tenga en cuenta que este es un sistema en curso y en vivo; con un período de entrega de 5 a 15 años. A nivel local, supongamos que una conexión de alimentación a su casa de 5.0 KW puede demorar entre 30 y 45 días en ponerse en servicio, desde un sistema de distribución existente. Esta es también la razón por la cual las áreas están designadas para residencias humanas y fábricas / unidades industriales: ambas están en diferentes extremos de la escala de requisitos de energía.

En general, la mayoría de las unidades de poder no tienen exceso de poder, ya que la población también tiene un papel que desempeñar en la creación de la demanda de poder. En caso de que esto suceda, la mayoría de los países han desarrollado una red nacional y una ciudad importante tendrá más de una unidad generadora de energía en la red, suministrándole energía.

Esa es la razón por la que la mayoría de los países también tienen un sistema nacional de monitoreo de la red, de modo que la energía podría enrutarse de una región / estado a otro.

La mayoría de los países también han establecido unidades generadoras de “pico” / “potencia de pico” que funcionan con gas natural (principalmente); diésel y / o nafta, para cuidar las 24 horas y un aumento predecible en el requerimiento de energía: día / noche; cambio de turno en las principales industrias y situaciones similares. (¡Esto también necesita “isla”, otro tema en sí mismo!)

Desafortunadamente, en relación con el medio ambiente, el carbón (más contaminante) sigue siendo una fuente importante de poder en todo el mundo, ¿excepto en algunos países desarrollados, tal vez?

¿Cómo funciona la generación / transmisión / distribución de energía?

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Answer 2

En un caso hipotético, suponga que su ciudad se alimenta a través de una planta de energía en particular y que su gente no está conectada a ninguna red eléctrica (por lo general ocurre en grandes industrias, se llama modo Isla).
Las propiedades del poder de buena calidad son la frecuencia aceptable y el voltaje aceptable (tenga esto en cuenta).
Ahora, todos están en casa, todos usan electrodomésticos según sus necesidades. Por lo tanto, habrá una cierta demanda de energía y tenderá a aumentar en la noche como carga de iluminación adicional (que no era la anterior durante el día).
En la planta de energía, los pocos cambios sucederán suponiendo que no haya cambios en la generación de energía (carga). La frecuencia comenzará a caer junto con el voltaje y el efecto se puede ver en casa, las luces comenzarán a parpadear o se atenuarán, la velocidad del ventilador comenzará a variar.
Por lo tanto, el poder que ahora genera su planta es de mala calidad. Nahhh ..
En este momento, el operador de la central eléctrica debe tomar medidas para aumentar la carga, de modo que la frecuencia y el voltaje vuelvan a alcanzar un rango aceptable. (Idealmente, la frecuencia debe ser de 60 Hz o 50 Hz).

Al día siguiente, la gente comienza a mudarse de la ciudad ya que es tiempo de vacaciones (Hurra …). Ahora, incluso en la noche, la carga de energía total de la ciudad será menor, el operador que monitorea el parámetro verá el cambio en el parámetro de energía y comenzará a reducir la carga.

Answer 3

No hay, efectivamente, ningún exceso.

La capacidad de generación en línea ofrece un voltaje a la red, y la carga determina cuánta corriente y, por lo tanto, se suministra energía.

Eso viene instantáneamente del momento angular en todos los grupos electrógenos paralelos. Imagina un volante enorme, distribuido masivamente.

El impulso perdido representa un mayor torque en los motores principales, que tienen servosistemas que controlan la velocidad. Se agrega más combustible para superar el mayor torque. Hasta que se restablezca el equilibrio, el voltaje cae naturalmente, de manera imperceptible y por fracciones de medio ciclo. ‘regulación de voltaje se utiliza como un término integral en la regulación del suministro de combustible. Todos estos tiempos de respuesta van desde milisegundos hasta aproximadamente cien milisegundos.

Se mide el consumo total de electricidad y los servosistemas más lentos inician una capacidad adicional para garantizar que la capacidad en línea siempre sea muy ligeramente superior a la carga actual. Además de los comentarios de las mediciones, esta parte del sistema se ha alimentado de datos históricos sobre la hora del día y datos programados como canales de televisión y horarios de trenes, y el pronóstico del tiempo. Algunas redes han almacenado plantas de energía para suavizar aún más los picos, que van desde sistemas basados ​​en inversor de batería para una respuesta rápida y de baja capacidad a una bomba hidroeléctrica bombeada que tiene una mayor capacidad pero tiempos de respuesta en segundos. Poner en marcha la planta de diesel puede tomar cientos de segundos, las turbinas de vapor pueden llegar a miles.

Si no hay suficiente capacidad disponible, los operadores humanos pueden decidir reducir el voltaje. Hay dos etapas Hasta una cifra baja, generalmente del 3%, los operadores de turno pueden hacerlo sin mayor aprobación. Los responsables políticos superiores pueden autorizar un poco más, hasta un 6%. Si se anticipa una situación peor, la administración implicará el desprendimiento de carga planificado. Algunos clientes industriales habrán sido advertidos, por escrito, de que son vulnerables y que probablemente se corten con aproximadamente una hora de anticipación. Las interrupciones planificadas más severas requerirán aprobación política y un período de notificación más largo.

Los sitios industriales más grandes, hospitales, etc. tendrán su propia capacidad de generación, que con tal advertencia podría haber sido puesta en espera activa. Los servicios ferroviarios pueden reducir las operaciones o reducir las velocidades.

Entonces uno puede imaginar una jerarquía de tasas de respuesta, desde casi instantánea hasta varios meses;

• Inercia del volante virtual
• Regulación de velocidad del motor primario
• retroalimentación de regulación de voltaje al suministro de combustible
• Sistemas de energía almacenados
• Control de monitoreo de carga de capacidad
• Programado, programado, capacidad
• Manipulación rutinaria de voltaje
• Autorización de caídas de tensión
• Consumidores industriales autogenerados
• Deslazamiento de carga industrial
• Deslazamiento de carga doméstica
• Racionamiento público.

Answer 4

Tenga en cuenta que las 24 horas se dividen en algunas franjas horarias como la mañana, la tarde, la noche y observan el consumo máximo de electricidad durante un período específico de tiempo. Las turbinas generadoras de energía tienen una capacidad específica como 500MW, 350 MW cada una y recuerden una cosa, la generación de energía es continua (excepto el período de mantenimiento programado) pero no pueden satisfacer la capacidad de generación total.
Observan sus registros anteriores de horas pico de generación y menos horas de consumo. Como en verano, necesitamos ventiladores, enfriadores de aire acondicionado. En ese caso la generación de energía es más. Pero en la temporada de invierno, la generación de energía es menor porque el consumo es menor.
La energía se distribuye continuamente a través de redes eléctricas, no se almacena.

Answer 5

Todos los generadores que están conectados a la misma red giran exactamente a la misma velocidad, al intentar girar más rápido que la velocidad de la red, pueden empujar más potencia a la red. La red colectiva trata de girar a exactamente 60 hz en América del Norte. Si un generador intenta empujar demasiada energía a la red, los generadores en otros lugares retrocederán para mantener la frecuencia de la red. Si un generador está parcialmente cargado, puede apagarse dependiendo de la curva de eficiencia de la planta de energía.

Las cosas se vuelven un poco más complicadas con las interacciones de la red, habrá una medición entre regiones para mostrar la transferencia de energía.

Una analogía rápida sería si tuviera una bicicleta con 4 puntos, todos en la bicicleta podrían pedalear con cierto esfuerzo para mantener una cierta velocidad, si el esfuerzo se comparte por igual, todos están pedaleando con la misma potencia de salida. Si alguien intenta pedalear más rápido, entonces alguien más tiene que pedalear menos, de lo contrario la velocidad de las bicicletas aumentaría. Del mismo modo, al llegar a una colina (aumento de la carga) se requerirá un mayor esfuerzo para mantener la velocidad para subir la colina. Para que todos puedan compartir esta carga o tal vez una persona sería lo suficientemente fuerte como para hacerlo todo ellos mismos.

Además de esto, si todos los generadores no pueden producir suficiente energía (apagón), de manera similar a cuando pedaleas cuesta arriba no puedes mantener la velocidad, la red eléctrica vaciará regiones para reducir los requisitos de energía (apagones), es como hacer la colina menos empinada para que pueda mantener la velocidad.

En cuanto al exceso de potencia, técnicamente no producen exceso de potencia. Las estaciones generadoras disminuirían la producción de energía o el apagado. Quizás lo que está pensando es un exceso de capacidad, lo que significa que todas las estaciones generadoras no están funcionando a plena potencia, en lugar de apagar una planta generadora térmica, podrían hacer algo como bombear agua, o producir hidrógeno, o cargar paquetes de baterías Teslas para dar “carga” a la cuadrícula. Lea sobre la potencia pico y fuera de pico para obtener más información.

Answer 6

La mayoría de las centrales eléctricas tienen un generador eléctrico giratorio gigante. La masa de esta cosa es una especie de amortiguación contra cambios a muy corto plazo.

Su rotación se sincroniza con la frecuencia de la red, de modo que demasiada potencia acelera el generador (y la frecuencia de la red aumenta un poco) y cuando hay muy poca potencia, se vuelve más lenta. Un controlador en la planta de energía regula la entrada de energía (por ejemplo, la cantidad de vapor o agua a las turbinas) para mantener la rotación dentro de los límites permitidos. Este es el bucle de control principal para pequeños cambios.

Si esto no es suficiente, el control de la red central puede iniciar o apagar centrales eléctricas completas o incluso apagar áreas completas de suministro para mantener constante la frecuencia de la red.

Answer 7

Las centrales eléctricas solo intentaron mantener el voltaje (y la frecuencia) dentro del rango esperado, algunas estaciones están variando su suministro de energía de ninguna a completa durante los transitorios, mientras que otras están dando la producción “base”, ¿por qué esta “discriminación”? es solo porque esas estaciones (alimentadas con gas) son más rápidas para comenzar y alcanzar el régimen completo, ¿cómo reaccionan más rápido una vez en la línea? su sistema controlador está sintonizado con un rango más estrecho que las estaciones base.

La única acción “no automática” son las decisiones de secuencia de inicio para estaciones rápidas (y las paradas de mantenimiento rutinario para las más lentas).