Contents — find the section you need

Change parameters and verify

Open the panel, then press Run to load Python. You can stop execution and reset parameters. Results are computed on this device. No Python installation is required.

Local execution steps below are optional for reproducing the source results; they are not required for the browser experiment.

The experiment controls are in English.

Open experiment panel in a new tab

Download reproduction source

Bir arz açığı, çalışan bir senkron şebekenin frekansını aşağı doğru iter. Elektrik kesintisinde voltajın tamamen kaybolması, frekansın yavaşça düşmesiyle aynı şey değildir. Bu eğitim modeli, sürekli enerji sağlama varsayımına dayanır ve bir alanı tek bir frekansla temsil eder.

Atalet ve düzeltici tepkiyi birbirinden ayırın

Atalet, değişim hızını etkiler; birincil tepki, açığı dengelemek için gücü değiştirir. Atalet tek başına açığı ortadan kaldırmaz. Arka plan bilgileri şebeke ataletine giriş ve 2020 Atalet ve Güç Şebekesi genel bakışı'nda mevcuttur. Aşağıdaki tüm sayılar, gerçek şebeke olay ölçümlerinden değil, belirttiğimiz varsayımlardan gelmektedir.

Denklemler ve birimler

f₀=50 Hz ve x=(f−f₀)/f₀ olsun. Ek üretim p ve talep artışı/arz kaybı d, aynı güç tabanında birim başına değerlerdir:

2H\frac{dx}{dt}=p-d-Dx,\qquad T_g\frac{dp}{dt}=-p-\frac{x}{R},\qquad f=f_0(1+x)

H atalet sabiti [s], D frekansa duyarlı yük tepkisi, R düşüş ve Tg regülatör tepki süresi sabiti [s]. D=1, R=0,05 ve Tg=0,5 s kullanın. R=0,05, sabit bir −0,05 pu frekans sapmasının +1 pu üretim gerektirdiği anlamına gelir. Baş payı, doygunluk ve ölü bant ihmal edilmiştir.

Birincil tepki olmadan, ikinci denklemdeki −x/R'yi sıfır ile değiştirin. D kalır, bu nedenle bu, tüm tepkilerden yoksun bir sistem değildir. x=0 ve p=0 ile başlayın; d'yi 2 s'de 0,05'e yükseltin.

Hesaplamayı yeniden üretme

Komut dosyasını kaydedin ve python3 engineering_labs.py'ü çalıştırın. Çalıştırma, Python 3.12.3, NumPy 1.26.4 ve Matplotlib 3.6.3 ile kontrol edildi. Dördüncü dereceden Runge-Kutta, 0,01 s'lik bir adımla 0-30 s'yi entegre eder. Adımı 0,005 s'ye düşürmek, sonuçları en fazla yaklaşık 1,8×10⁻⁹ Hz kadar değiştirir. Bu, fiziksel modelin geçerliliğini değil, ayrıştırmayı kontrol eder.

CSV zaman ve dört frekans eğrisini içerir. Özet minimum, bitiş noktası ve başlangıç hızını kaydeder.

Sonuçları okuyun

H [s] Birincil yanıt Başlangıç RoCoF [Hz/s] 0-30 s arası minimum [Hz] 30 s'deki frekans [Hz]
2 Hayır −0.625 47.502 47.502
5 Hayır −0.250 47.652 47.652
2 Evet −0.625 49.786 49.881
5 Evet −0.250 49.846 49.881
Diagram 1 · Use the button to switch views
Yüzde beşlik bir açığın ardından sentetik şebeke frekansı; saniye ve hertz.

Bozulmanın hemen ardından, p ve x hala sıfırdır ve bu da başlangıç RoCoF'unu −f₀d/(2H) verir. Daha büyük H, başlangıçtaki düşüşü yavaşlatır. Birincil yanıt en düşük noktadan toparlanır, ancak tam olarak 50 Hz'ye geri dönmez.

Kararlı sapmayı analitik olarak doğrulayın

Birincil tepkiyle türevleri sıfıra ayarlayın:

x_{\infty}=-\frac{d}{D+1/R}=-\frac{0.05}{21},\qquad f_{\infty}\simeq49.88095\ \mathrm{Hz}

H bu kararlı durum denkleminde görünmüyor. Değişen ataleti, nominal frekansı geri kazandıran ikincil kontrolden ayırın. Birincil tepki olmadan, model 47,5 Hz'ye doğru eğilim gösterir; H=5 durumu 30 saniyede hala bu değere yaklaşıyor.

Sınırlar ve sonraki deney

Gerilim, uzamsal ağ farklılıkları, senkronizasyon kaybı, koruma, yük azaltma ve depolama sınırları ihmal edilmiştir. 47 Hz aralığına ulaşan eğriler, gerçek şebekelerin koruma olmadan orada çalışmaya devam edeceğine dair bir tahmin değil, biçimsel doğrusal model çıktılarıdır.

Önce H'yi sabitleyin ve yalnızca R veya Tg'yi değiştirin. Ardından, daha hızlı tepkiyi mevcut boşluktan ayırmak için üretim tepkisini sınırlandırın. Güç öğrenme kılavuzu bu modeli iletim ve depolama temellerine bağlar.

What to read next

Study real-system inertia and response beyond this simplified model.Izgara Ataletine ve Frekans Düzenlemesine Giriş — Dönen Kütle Ortadan Kaybolduğunda Frekansı Kim Korur?Continue the seriesAkıllı Şebeke Temel Bilgileri — Bilgi Katmanı ile Çift Yönlü Güç Akışını Destekleyen Dağıtım ŞebekeleriExplore another aspect of this fieldGüç Bataryası Temel Bilgileri — Hücre Kimyasından Şebeke Ölçekli Depolamaya ve BMS'ye
#Hands-on