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如何将水电接入电网?

无需深入了解这背后高度复杂的电气工程,有两种基本的方式将水电连接到电网:使用固定速度的感应发电机或通过并网逆变器。

定速异步发电机

这是网格连接水电系统的最常用方法,通常用于除了阿基米德螺钉之外的所有涡轮机类型,可以使用这种方法,但也可以使用网格绑定逆变器,因为这允许变速操作。

一个固定速度的感应发电机本质上和感应电动机是一样的,只是它在同步速度以上旋转,因为它是由涡轮机推动,而不是推动负载周围。

诱导发电机是激发栅格的,这意味着必须由发电机的定子绕组产生的磁场由电网通电。这具有以下优点,默认情况下,产生的电力必须是完全网格的,因为网格正在提供激励。然而,这意味着如果有电源切断励磁停止并且发电机停止工作,因此在电源切割过程中,水电系统将关闭。

并网逆变器

逆变器是一种电力电子设备,可以将DC电力转换为AC。在水电应用中,两种逆变器实际使用以下格式:

发电机>逆变整流>逆变>电网

这基本上使发电机独立于电网。连接到网格的逆变器与网格“被捆绑”,有效意味着它是由网格兴奋的,以与固定速度感应发生器类似的方式(尽管使用电力电子设备和控制系统)。连接到发电机的逆变器由系统控制器控制,该系统控制器允许它在一系列电压和频率上操作,并且通过执行此,发电机将在一系列速度上旋转 - 因此是“变速”。Although this means that the electricity generated by the generator will be at variable-voltage and frequency which is completely incompatible with the grid, this doesn’t matter because the rectifier in-between rectifies the ‘dirty AC’ from the generator to smooth DC, and then the grid-tied inverter produces perfect grid-synchronised AC electricity.

将水电连接到电网的一系列事件

以下序列广泛应用于固定和变速水电系统:

  • 水力系统的进水口慢慢打开,涡轮开始旋转。
  • 由于通过涡轮机的流速增加,发电机开始激发并产生交流电,但在较低的电压和比电网可以接受。
  • 控制系统监测电压和频率,并调整通过涡轮的流量,使其与电网相同。
  • 一旦在规范内,发电机和电网的电力波形必须同步,使它们“同相”;这是通过将流速通过微小的量和等待来调节流速来完成,以便将少量产生的能量转移到卸载负载。
  • 一旦同步,一个“接触器”被关闭(自动),直接连接发电机(或并网逆变器)到电网-它现在是“并网”。

从这一点开始,水力系统就由河中的可用流量控制,并将从可用流量中产生尽可能多的电力。

显然,这是一个相当简单的解释,但过程是清楚的。从技术角度来看,变速系统的运行方式略有不同,但原理是相同的。

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