31.6 : Türbin-Regülatör Kontrolü

Türbin-regülatör kontrolü, türbin mekanik güç çıkışını elektrik yükü talebiyle dengeleyerek güç sistemi istikrarını korumak için çok önemlidir. Bu mekanizma, yük değişimleri sırasında jeneratör frekansının ve rotor hızının kabul edilebilir sınırlar içinde olmasını sağlar. Türbin-jeneratör üniteleri, dönen kütleleri nedeniyle kinetik enerji depolar; yük arttığında bu enerji yük ihtiyacını karşılamak için serbest bırakılır. Türbinlerin elektrik torku talebi karşılamak için artarken, mekanik tork başlangıçta sabit kalır ve türbin-jeneratörün yavaşlamasına, rotor hızında bir düşüşe ve buna karşılık gelen elektrik frekansında düşüşe neden olur.

Jeneratör frekansı, türbin mekanik çıkış gücü için bir kontrol sinyali görevi görür. Sabit durum frekans-güç ilişkisi, türbin mekanik güç çıkışındaki değişikliklerin frekans sapması ve referans güç ayarlarındaki değişikliklerle orantılı olduğunu gösterir. Düzenleme sabiti, frekans sapması ile mekanik güç çıkışı değişikliği arasındaki ilişkinin eğimidir ve genellikle Hz/MW olarak ifade edilir ve birim başına 0,05 standart değere sahiptir. Türbin regülatörü blok diyagramı, frekans sapmasını güç çıkışı değişimine dönüştüren bir regülasyon sabit bloğu, regülatörle ilişkili gecikmeleri modelleyen bir zaman gecikmesi bloğu ve hız referansı giriş ve çıkış güç sınırlayıcıları içerir.

Rüzgar türbinleri için güç çıkışı, kanat eğim açısı değiştirilerek kontrol edilir. Rüzgar gücü nominal kapasiteyi aştığında, kanatlar mekanik gücü sınırlamak için eğimli hale getirilir. Tip 3 ve Tip 4 rüzgar türbinleri için eğim kontrolü, türbin hızını ölçülmesini, istenen hız, elektrik çıkışı ve ayar noktası gücü için sinyallerin birleştirilmesini ve istenen güç çıkışını korumak için kanat açısının ayarlanmasını içerir.

Etkili türbin regülatör kontrolü, mekanik gücü elektrik yüküyle dengeleyerek, rotor hızını ve jeneratör frekansını koruyarak ve dengesizliği önlemek için yük değişikliklerine hızlı yanıtlar sağlayarak istikrarlı güç sistemi çalışması sağlar.