Управление электрическим потоком от генератора

Я работаю с фабрикой, у которой есть резервный генератор, который используется во время нестабильности сети или всякий раз, когда фабрика должна отключиться от сети для технического обслуживания. В этих случаях для поддержания операций вместо этого используется генератор.

Тем не менее, я изучаю, есть ли другая возможность использовать избыточную мощность генератора для продажи электроэнергии в сети.

Я уточню, что этот вопрос не касается вопросов регулирования энергетического рынка или финансовой жизнеспособности этой идеи (здесь я упростил контекст). Вопрос в том, возможно ли это технически.

Генератор затем должен будет питать две отдельные сети (заводскую и региональную сеть), как показано ниже.

введите описание изображения здесь

Мне пришлось создать это с помощью Powerpoint из-за особой настройки генератора, который должен питать две цепи, не соединяя их друг с другом (иначе это была бы просто сеть, питающая завод, когда это точно в случай, когда это невозможно или нежелательно).

Итак, это первая часть вопроса: возможно ли это вообще? Может ли источник питать две цепи, сохраняя их изолированными друг от друга?

Предполагая, что это возможно, мы переходим ко второй части вопроса. Основная цель генератора - питание фабрики. Все, что делается на сетке, вторично. Таким образом, мощность должна удовлетворять фабрику и, если есть избыточная мощность генератора, поступать в сеть.

Теперь я думаю, что у завода есть определенные потребности в электроэнергии (допустим, 1 МВт). Генератор (предположим, что он может генерировать 1,5 МВт) может работать на 2/3 мощности и удовлетворять эти потребности. Однако, если генератор также подключен к сети и разогнан до максимальной мощности 1,5 МВт, куда пойдут эти новые электроны? Сопротивление сети будет фактически бесконечным (по сравнению с фабрикой или генератором), поэтому естественный маршрут будет казаться заводским. Это означало бы, что генератор сжигает заводскую цепь и почти ничего не подает в сеть.

Итак, возможно ли спроектировать схему или устройство (включая PID, микроконтроллеры и т. д.) так, чтобы столько мощности, сколько необходимо, поступало на одну схему, а избыток — на другую?

С чего вы взяли, что сопротивление сетки будет бесконечно? Любая дополнительная мощность, подаваемая генератором сверх того, что требуется заводу, будет поступать в сеть. Существуют проблемы синхронизации и безопасности, которые необходимо решить, если вы хотите это сделать.
@JohnD Ну, это не бесконечно, но я предполагаю, что это будет на много порядков больше, чем у моей маленькой фабрики. Таким образом, 99% любой электроэнергии, вырабатываемой сверх того, что необходимо заводу, по-прежнему будет проходить через заводскую цепь, а не через сеть.
На каком топливе работает ваш генератор, который производит энергию дешевле, чем поставляет ее сеть? Зачем вам вообще подключение к сети, если это так?
Совсем не так. Сеть имеет очень низкий импеданс, и ваша фабрика не может просто получать избыточную мощность от генератора. Любая мощность сверх того, что требуется вашему заводу, будет поглощаться сетью, подобно тому, как домашняя солнечная установка может запустить счетчик в обратном направлении, если дом использует меньше энергии, чем производит солнечный инвертор.
@brhans OP заявляет, что вопрос исключает финансовую жизнеспособность, но вы правильно понимаете, что это будет дороже, чем сетка. Тем более, если вы планируете ремонт и техническое обслуживание генератора.
@brhans: Для справки, генератор будет работать в сети только в моменты пикового спроса, когда оптовые цены значительно превышают эксплуатационные расходы генератора. Это открывает целую кучу других потенциальных вопросов или проблем, которые вы, возможно, захотите поднять, но, пожалуйста, придерживайтесь аспектов технической осуществимости вопроса.
Я не понимаю, почему вы думаете, что у вашего генератора две неподключенные цепи — на самом деле это была бы только одна цепь. Здесь нет «новых электронов» — электричество работает иначе; ток всегда бежит по кругу. Задача вашего генератора — снабжать энергией заряды, из которых состоит этот ток (энергия на заряд — это напряжение). Нет никакой «избыточной» мощности — есть только мощность, которую вы позволяете производить вашему генератору. Сетка не имеет бесконечного сопротивления, она чертовски близка к нулю.
@JohnD: О, это меня действительно удивляет (неудивительно, что я не инженер-электрик). Интересный. Если можно с уверенностью предположить, что генератор можно легко настроить для питания завода, а затем (и только потом) сети, не стесняйтесь писать это как ответ.
@MarcusMüller: Да, простое соединение создаст единую цепь. Но мой вопрос был о том, как создать две независимые цепи, чтобы сеть не питала фабрику в тех случаях, когда это нежелательно. И JohnD упомянул низкое сопротивление сетки в комментарии выше, что меня действительно удивило. И то, что я имел в виду под «избыточной мощностью», было мощностью сверх того, что было необходимо заводу (т.е. мощность, которая должна быть передана в сеть).
@Wasabi Что заставляет тебя думать, что ты можешь это сделать? Двигатель/генератор – это механический способ передачи энергии. На самом деле не имеет значения, есть ли у вас электрические соединения . Когда генератор вырабатывает более высокое напряжение на своем соединении с сетью, чем сеть, тогда энергия вытекает из механического импульса, который приводит в движение этот генератор. Если генератор выдает более низкое напряжение, чем в сети, он получает энергию из сети и фактически становится двигателем. Здесь невозможна разлука! Это всего лишь один источник энергии: Движение некоторой массы.
@MarcusMüller: это звучит как отличный ответ на первую часть моего вопроса о том, возможно ли создать такое разделение. Судя по всему, нет.
@Wasabi Я был слишком занят, и Транзистор уже написал ответ именно в этой теме :)

Ответы (2)

Может ли источник питать две цепи, сохраняя их изолированными друг от друга?

Не при работе от одного и того же генератора, но в любом случае вы бы этого не сделали.

То, что вы предлагаете, довольно распространено в странах с надежным энергоснабжением, но где пиковый спрос находится на грани пропускной способности системы. Промышленные пользователи с генерирующими мощностями могут подписаться на получение оплаты за возможность удаленного запуска и выработки электроэнергии. Для выхода в интернет необходимо выполнить следующие операции:

  • Запуск двигателя генератора. Это может быть ручное, дистанционное или автоматическое.
  • Регулировка выходного напряжения в соответствии с напряжением сети.
  • Регулировка частоты для точного соответствия частоте сети.
  • Подождите, пока напряжение между фазой генератора и фазой сети упадет до нуля, затем замкните соединительный выключатель.
  • Теперь увеличьте мощность генератора.

Теперь вы толкаете энергию в сеть. Поскольку ваша нагрузка является ближайшей, она будет потреблять необходимую мощность, а остальная часть подается в сеть.

куда пойдут эти новые электроны?

Забудьте об электронах. Они просто колеблются взад и вперед в переменном токе и никуда не «уходят». Думай о токе.

Сопротивление сети будет фактически бесконечным (по сравнению с заводом или генератором), ...

Неа. Сопротивление сетки близко к нулю. Вот почему свет не сильно тускнеет, когда вы включаете большие нагрузки.

... так что естественный маршрут, казалось бы, заводской. Это означало бы, что генератор сжигает заводскую цепь и почти ничего не подает в сеть.

Неа. Вам понадобится всего на пару вольт выше, чем напряжение сети без нагрузки, чтобы начать экспортировать мощность.

введите описание изображения здесь

Рисунок 1. Настройка синхронизации. Источник: CircuitGlobe .

Я сделал это в колледже много лет назад, где у нас была машина (входящая машина на рис. 1), приводимая в движение двигателем постоянного тока. Мы увеличили его, и все три лампы начинают мигать, замедляясь по мере того, как разница в частотах становится меньше. Когда лампы гаснут, на контактах нет напряжения, поэтому их можно замкнуть без образования дуги. Затем мы подали питание на машину постоянного тока, чтобы вырабатывать энергию и возвращать ее в сеть. Следующее упражнение состояло в том, чтобы уменьшить привод машины постоянного тока, а затем переключить его на реверс и увеличить мощность, чтобы действовать как тормоз на машине переменного тока, которая затем импортировала энергию из сети, чтобы действовать как двигатель. Это был самый познавательный опыт.

См. также реле G59/G10.

Эти правила, широко известные в Великобритании как G59 и G10 в Ирландской Республике, применяются к электростанциям и генераторам, используемым в режиме ожидания и с ограничением пиковых значений или для параллельного использования в сети.

Тестирование G59/G10 оценивает работу реле защиты сети, которое находится между генератором и электросетью. Это не тест самого генератора. Реле предназначено для отключения или «отсоединения» генератора от электросети при обнаружении нестабильности на любой стороне соединения.

Источник: испытания впрыска G59/G10, проведенные Эдиной.

Я бы отредактировал «электроны» в своем ответе, если бы они не были процитированы здесь и в комментариях. Для протокола: я знаю, что электроны почти не двигаются, я только что видел эту терминологию, используемую в другом месте, и подумал, что она интерпретируется как «милая», а не «глупая». Сегодня узнал две вещи! Отличный ответ, кстати.
Я рекомендую вам не соглашаться, пока Земля не сделает пару оборотов, чтобы дать всему человечеству возможность прочитать и ответить на ваш вопрос. Таким образом вы получите несколько иную информацию и, возможно, лучший ответ. В любом случае, спасибо.
Что-то только что пришло мне в голову. Как я уже упоминал, генератор в основном используется, когда фабрика временно отключается от сети. Так что "подключить" завод и районную сеть последовательно я не мог, так как заводской счетчик отключен. Вместо этого они должны быть подключены параллельно. В этом случае, будет ли проблема на самом деле обратной той, что я предложил выше? Будет ли почти нулевое сопротивление сети фактически означать, что большая часть или вся нагрузка будет передаваться в сеть, а не на завод? И да, я просто не принято думать именно об этом.
Прочтите последний абзац реле G59/G10. Он должен отключиться в случае сбоя в сети, потому что вы пытаетесь снабжать нацию своим маленьким генератором, и вы можете убить путника электрическим током. У вас есть несколько проблем с терминологией: Соединение генератора и сети последовательно не имеет никакого смысла. Счетчик энергии не влияет на мощность - он контролирует энергию (мощность по времени). Почти нулевой импеданс сети может привести к короткому замыканию вашего генератора. Его автоматический выключатель должен сработать с массивной дугой.

Да, это, безусловно, возможно. Он будет функционировать так же, как система солнечной энергии, привязанная к сети. Когда потребляемая мощность завода меньше, чем мощность генератора, избыточная мощность может поступать в сеть, а когда она превышает мощность генератора, мощность будет поступать из сети. Будет ли это экономически целесообразно, это уже другой вопрос.

Управление электрическим потоком от генератора
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v