Simulasikan frekuensi jaringan: ketidakseimbangan, inersia, dan respons utama.

Defisit pasokan mendorong frekuensi jaringan sinkron yang beroperasi ke bawah. Hilangnya tegangan total dalam pemadaman listrik tidak sama dengan penurunan frekuensi secara perlahan. Model pendidikan ini mengasumsikan energi yang berkelanjutan dan mewakili satu area dengan satu frekuensi.

Memisahkan inersia dari respons korektif

Inersia memengaruhi laju perubahan; respons utama mengubah daya untuk mengatasi defisit. Inersia saja tidak menghilangkannya. Latar belakang tersedia di pengantar inersia jaringan dan Gambaran umum Inersia dan Jaringan Listrik tahun 2020. Semua angka di bawah ini berasal dari asumsi yang kami nyatakan, bukan pengukuran kejadian jaringan yang sebenarnya.

Persamaan dan satuan

Misalkan f₀=50 Hz dan x=(f−f₀)/f₀. Pembangkitan tambahan p dan peningkatan permintaan/kehilangan pasokan d adalah nilai per-unit pada basis daya yang sama:

H adalah konstanta inersia [s], D adalah respons beban sensitif frekuensi, R adalah droop, dan Tg adalah konstanta waktu respons governor [s]. Gunakan D=1, R=0,05, dan Tg=0,5 s. R=0,05 berarti deviasi frekuensi stabil −0,05 pu meminta pembangkitan +1 pu. Headroom, saturasi, dan deadband dihilangkan.

Tanpa respons utama, ganti −x/R dalam persamaan kedua dengan nol. D tetap ada, jadi ini bukan sistem tanpa respons sama sekali. Mulai dengan x=0 dan p=0; tingkatkan d menjadi 0,05 pada 2 s.

Reproduksi perhitungan

Simpan skrip dan jalankan python3 engineering_labs.py. Eksekusi diperiksa dengan Python 3.12.3, NumPy 1.26.4 dan Matplotlib 3.6.3. Runge–Kutta orde keempat mengintegrasikan 0–30 s dengan langkah 0,01 s. Mengurangi langkah menjadi 0,005 s mengubah hasil paling banyak sekitar 1,8×10⁻⁹ Hz. Itu memeriksa diskretisasi, bukan validitas model fisik.

CSV mencakup waktu dan empat kurva frekuensi. Ringkasan mencatat laju minimum, titik akhir, dan awal.

Membaca hasilnya

Diagram 1 · Use the button to switch views

Segera setelah gangguan, p dan x masih nol, memberikan RoCoF awal −f₀d/(2H). Nilai H yang lebih besar memperlambat penurunan awal. Respons utama pulih dari titik terendah tetapi tidak mengembalikan frekuensi tepat 50 Hz.

Verifikasi offset stabil secara analitis

Atur turunan ke nol dengan respons utama:

H tidak muncul dalam persamaan keadaan tunak ini. Bedakan perubahan inersia dari kontrol sekunder yang mengembalikan frekuensi nominal. Tanpa respons utama, model cenderung ke 47,5 Hz; kasus H=5 masih mendekati nilai tersebut pada 30 detik.

Batasan dan percobaan selanjutnya

Tegangan, perbedaan jaringan spasial, hilangnya sinkronisasi, proteksi, pengurangan beban, dan batasan penyimpanan dihilangkan. Kurva yang mencapai rentang 47 Hz adalah keluaran model linier formal, bukan prediksi bahwa jaringan nyata terus beroperasi di sana tanpa proteksi.

Pertama, tetapkan H dan ubah hanya R atau Tg. Kemudian batasi respons pembangkitan untuk membedakan respons yang lebih cepat dari headroom yang tersedia. Panduan pembelajaran daya menghubungkan model ini dengan dasar-dasar transmisi dan penyimpanan.