31.6 : التحكم في التوربينات

Turbine-generator units in power systems store kinetic energy due to their rotation, which is released when the load increases.

The electrical torque of each unit increases to meet the increased load, while mechanical torque remains constant, causing a drop in rotor speed and frequency.

This imbalance is corrected through governor action, which adjusts mechanical output power based on frequency changes.

The steady-state frequency-power relationship for turbine-governor control involves changes in frequency, turbine mechanical power output, reference power setting, and the regulation constant, typically 0.05 per unit.

Load changes cause the rotor to accelerate or decelerate, creating transient frequency disturbances, but under normal conditions, the rotor stabilizes at a new steady state.

Summing the frequency-power relation for each turbine-generator unit determines the system's steady-state frequency response.

Wind turbines control power output by adjusting the blade pitch angle, a process modeled in pitch control systems, particularly for Type 3 and 4 turbines.

يعد التحكم في التوربينات أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على استقرار نظام الطاقة من خلال موازنة خرج الطاقة الميكانيكية للتوربينات مع الطلب على الحمل الكهربائي. تضمن هذه الآلية أن يكون تردد المولد وسرعة الدوار ضمن الحدود المقبولة أثناء تغيرات الحمل. تخزن وحدات التوربينات والمولدات الطاقة الحركية بسبب كتلها الدوارة؛ يتم إطلاق هذه الطاقة لتلبية متطلبات الحمل عندما يزداد الحمل. يرتفع عزم الدوران الكهربائي للتوربينات لتلبية الطلب، بينما يظل عزم الدوران الميكانيكي ثابتًا في البداية، مما يتسبب في تباطؤ التوربينات والمولدات، وانخفاض سرعة الدوار، وانخفاض مماثل في التردد الكهربائي.

يعمل تردد المولد كإشارة تحكم لقوة خرج التوربين الميكانيكية. تُظهر علاقة التردد-القوة الثابتة أن التغيرات في خرج التوربين الميكانيكي تتناسب مع انحراف التردد والتغيرات في إعدادات الطاقة المرجعية. ثابت التنظيم هو ميل العلاقة بين انحراف التردد وتغير خرج الطاقة الميكانيكية، والذي يتم التعبير عنه عادةً بالهرتز/ميجاواط، بقيمة قياسية تبلغ 0.05 لكل وحدة.

يتضمن مخطط كتلة التوربين كتلة ثابتة تنظيمية تعمل على تحويل انحراف التردد إلى تغيير في خرج الطاقة، وكتلة تأخير زمني تحاكي التأخيرات المرتبطة بالحاكم، ومحددات طاقة الإدخال والإخراج المرجعية للسرعة.

بالنسبة لتوربينات الرياح، يتم التحكم في خرج الطاقة عن طريق تغيير زاوية ميل الشفرات. عندما تتجاوز طاقة الرياح السعة المقدرة، يتم ميل الشفرات للحد من الطاقة الميكانيكية. بالنسبة لتوربينات الرياح من النوع 3 والنوع 4، يتضمن التحكم في الميل قياس سرعة التوربين، والجمع بين الإشارات للسرعة المطلوبة، والناتج الكهربائي، وقوة النقطة المحددة، وضبط زاوية الشفرات للحفاظ على خرج الطاقة المطلوب.

يضمن التحكم الفعال في التوربينات والمحافظ تشغيل نظام الطاقة بشكل مستقر من خلال موازنة الطاقة الميكانيكية مع الحمل الكهربائي، والحفاظ على سرعة الدوار وتردد المولد، وتوفير استجابات سريعة لتغيرات الحمل لمنع عدم الاستقرار.

Tags

Turbine governor Control Power System Stability Mechanical Power Output Electrical Load Demand Generator Frequency Rotor Speed Kinetic Energy Electrical Torque Mechanical Torque Frequency Deviation Regulation Constant Power Output Change Blade Pitch Angle Wind Turbines Pitch Control Stable Power System Operation

From Chapter 31:

article

Now Playing

31.6 : التحكم في التوربينات

Transient Stability and System Controls

160 Views

article

31.1 : معادلة التأرجح

Transient Stability and System Controls

314 Views

article

31.2 : نموذج آلة متزامن مبسط

Transient Stability and System Controls

177 Views

article

31.3 : استقرار متعدد الآلات

Transient Stability and System Controls

140 Views

article

31.4 : نماذج آلة توربينات الرياح

Transient Stability and System Controls

100 Views

article

31.5 : التحكم في جهد المولد

Transient Stability and System Controls

118 Views

article

31.7 : التحكم في تردد الحمل

Transient Stability and System Controls

119 Views

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved