¿Cómo reacciona la red eléctrica ante grandes cambios en la oferta o la demanda?

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Fondo

Estoy realizando algunas investigaciones para un proyecto de software que supervisa la generación de energía y el consumo de una gran nave espacial de ficción. Mi razonamiento es que me gustaría entender primero cómo funciona la generación de energía en el mundo real antes de comenzar a hacer que la aplicación se sienta lo más auténtica posible al usarla.

Bases

Mi pregunta proviene de mi comprensión actual de cómo funciona la red eléctrica. La energía se genera a través de cualquier mecanismo (vapor / mecánico, fotovoltaico) y luego se incrementa a través de una subestación de alta tensión para la transmisión a larga distancia. Las fábricas grandes (fábricas de acero, plantas de microchip, etc.) pueden tener una subestación dedicada a ellas para sus operaciones. De lo contrario, una subestación pasa de HV a MV para una distribución a menor escala (fábricas, grandes edificios de oficinas, etc.). Esto se repite nuevamente para LV, para entregas a hogares y pequeñas empresas. Es un modelo simple, aunque confuso porque presenta una cadena lineal de flujo desde la fuente hasta la carga, con un único generador de energía de fuente. En el mundo real, hay varias estaciones que se ejecutan para satisfacer la demanda y se adaptan a medida que la demanda cambia con el tiempo.

Pregunta

Supongamos que un evento grande, como una estación generadora, se apaga inesperadamente. ¿Qué equipo estaría involucrado en el poder de "reencaminamiento" para minimizar la posibilidad de apagones? O, si se implementó temporalmente un apagón debido a la alta demanda, ¿qué equipo o proceso estaría involucrado?

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pregunta gate_engineer

3 respuestas

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¿Qué equipo estaría involucrado en el poder de "reencaminamiento" para minimizar el   posibilidad de apagones?

Las estaciones de conmutación de transmisión reorganizan las cosas cuando hay problemas con los generadores o la sección de la red: -

Comopuedever,cadageneradorseconectaalared(nacional)atravésdeunTS. Esta página de wiki debería ayudar. Imágenes tomadas de aquí o aquí si no es un miembro de Quora

    
respondido por el Andy aka
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Supongamos que un evento grande, como una estación generadora, se apaga inesperadamente. ¿Qué equipo estaría involucrado en el poder de "reencaminamiento" para minimizar la posibilidad de apagones?

Las redes eléctricas están diseñadas para resistir la falla de cualquier componente.

Para fallas del generador: debe haber suficiente generación de repuesto en ejecución para cubrir la pérdida del generador más grande. Esto se llama "reserva de hilatura". Tenga en cuenta que tener generadores de repuesto quietos no le ayuda. Un generador frío tarda minutos o horas en arrancar, pero la generación de repuesto debe reemplazar al generador fallido en un período de segundos.

Nota: Esto significa que a las compañías de generación se les paga por mantener a los generadores girando, pero sin producir energía. ¡La gente se pregunta por qué les pagan por no producir nada! Los generadores no producen ninguna energía, pero están proporcionando un servicio esencial.

También es importante que los generadores de reserva giratorios puedan reaccionar rápidamente al cambio de carga. "Respuesta transitoria" a "cambios de carga" son las palabras clave que debe buscar. Las grandes centrales de carbón / energía nuclear no son buenas para esto, ya que responden lentamente para controlar los insumos. Las turbinas de gas son mucho mejores para tomar columpios.

Para fallas en la infraestructura de transmisión, es decir, líneas de transmisión, subestaciones, creo que la respuesta de Andy está cubierta.

Hacemos ingeniería de sistemas de transmisión para tener al menos redundancia N-1, por lo que podemos perder cualquier componente y mantener la mayor parte del sistema en funcionamiento.

No tengo ninguna experiencia con los sistemas de transmisión HV, por lo que me abstendré de decir nada más.

  

O, si se implementara temporalmente un apagón debido a la alta demanda, ¿qué equipo o proceso estaría involucrado?

Hay dos formas de administrar la carga excesiva.

El sistema tradicional reacciona a una carga excesiva apagando el suministro a centros de carga completos, es decir, una subestación completa o un alimentador completo. Este es un "sistema de eliminación de carga".

Las cargas se desactivarán en orden de prioridad. Usted apagaría una fábrica antes de apagar un hospital. Sigues apagando las cosas hasta que la carga vuelva a equilibrarse con la generación disponible.

La otra forma es administrar proactivamente la carga, es decir, mediante el uso de señales de control de ondulación. Esto apaga el equipo específico del cliente, como los acondicionadores de aire, en momentos de alta demanda. Esto no ayudará en casos graves de escasez de energía, por lo que aún se requiere un sistema de eliminación de carga.

    
respondido por el Li-aung Yip
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El equipo real en una subestación de transmisión que "cambia" la electricidad es Quadrature Booster, también conocido como Regulación del ángulo de fase Transformador . Esencialmente, al cambiar la fase de potencia con respecto a la fuente, cambias la resistencia al flujo de energía, regulando así el flujo de potencia a través de un segmento particular de la red.

    
respondido por el gate_engineer

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