Diskuse Elektrika.cz

Jak regulují tepelné elektrárny svůj výkon s ohledem na přebytek, či úbytek elektřiny v celé rozvodné síti?
Mohou toto ovlivňovat pohým snížením, či zvýšením otáček turbogenerátor ů?
Nebo otáčky jsou stabilní s ohledem na výstupní napětí, či frekvenci?
Nebo tam regulace jde dělat např.  odstavením soustrojí?



#105#

Strucne- tezko. Roztocene soustroji se pohybuje synchronne s kmitoctem site, regulovat jde tak akorat prisun pary. Pri obrovskych objemech vody na vyrobu pary to neni zadny jednoduchy ukol. Soustroji se nesmi zastavit, protoze by se krome jineho porusilo vyvazeni rotoru. Takze klasicka tepelna elektrarna umi delat proud nejefektivneji ve stabilnim rezimu. Nehodi se k vykryvani spicek, nejde ji jednoduse zastavit a pak zase rychle spustit. A ted si to dejte do kontrastu se solarnimi zdroji energie.

A tím přidáním páry dojde ke zvýšení, či snížení otáček soustrojí a tím i ke zvýšení, či snížení výkonu? I třeba malému?

Za předpokladu, že je elektrárna připojena do jednotné sítě, musí mít otáčky konstantní, protože jinak se bude měnit kmitočet, což není možné, protože by jedna elektrárna elektřinu vyráběla (ta co má vyšší otáčky a tím i vyšší kmitočet) a druhá spotřebovávala .

Regulace sítě se provádí převážně pomocí připojování a odpojování zátěže, která nemusí pracovat trvale, tj. akumulační spotřebiče jako boilery a akku kamna, k čemuž slouží zařízení zvané Hromadné dálkové ovládání.

V elektrárnách se používajíé synchronní stroje buzené do rotoru. V případě nutnosti regulace se tedy stroj může přibudit nebo odbudit. Samozřejmě toto asi musí odpovídat adekvátní změmě na straně pohonu - páry. Pracuje li do tvrdé sítě nezvýší se napětí ani kmitočet ale mění se tzv. zátěžný úhel.
http://fei1.vsb.cz/kat452/Vsb.cz/elektrotechnika/sylaby/synchronni%20stroje.pdf   viz. bod 4.

To je správná odpověď, bod

Elektrická stránka věci je tedy vysvětlena a zbývá dodat, že uhelná elektrárna jako celek má náběh 24 hodin nebo ještě delší a regulační dobu v řádu jednotek hodin, takže díky fotovoltaickým a větrným nesmyslům se v uhelné elektrárně často pálí uhlí zbůhdarma.
Problémy s nesmyslnými zdroji se v Evropě stupňují, konkrétně když dojde k náhlému zastavení výroby v nesmyslech na jihu Německa, tak než naběhnou jiné místní zdroje na jihu, tak si němci posílají značné množství elektřinu ze severu na jih přes naše území a aby se síť jako celek nezhroutila, tak naše uhelné elektrárny musí zastavit výrobu a pálit tak uhlí zbůhdarma >:(

Já tomu sice nerozumím, ale doteď jsem žil v tom, že uhelná elektrárna nemůže zastavit výrobu elektřiny. Že by ta elektřina neměla kam jít a bylo by něco špatně, ale možná se pletu..

No jo no tepelné elektrárny se dají regulovat jen v jednotkách %,  k vykrytí spiček a FVE apod se používají vodní,vodní přečerpávaci a plynové elektrárny(myslím že jednu chtěla dělat Moravi Energo).
Prostě věc je taková že drahá elektřina z FVE se zálohuje levnou z tepelných elektráren.
A´T žije strana zelených.
Jednou seto má řešit realizací inteligentních síti,ale to bude trvat ještě dlouho.
Problém kolem FVE je že obhajují kolik nevyrobí el. ale nikdo už nezmińuje jak to vlastně funguje v rozvodné a distribuční síti.Snad chabou dobrou zpravou že výkon FVE klésá a narůsta postupně žeto není skokové.

Zmenou budenia generátora pracujúceho do tvrdej siete sa nemení prioritne jeho výkon, ale účinník, resp. vyrábaný jalový výkon. Výkon sa môže v určitom rozsahu samozrejme meniť na vstupe reguláciou výkonu turbíny.
U veľkých generátorov sa vyžaduje aby pracovali s predpísaným účinníkom, teda musí byť budiaci prúd regulovaný.     

Iba do určitej miery. U nás sa napr. HDO pre reguláciu zaťaženia siete vôbec nevyužíva.
Vysielacie časy telegramov HDO vychádzajú z krivky denných diagramov, teda do určitej miery zapínaním, resp,. vypínaním určitých skupín spotrebičov pomáhajú udržovaniu stability sústavy, resp. skôr vyrovnaniu záťaže, avšak pre samotnú reguláciu sa nevyužívajú a myslím že sa ani nikdy na tento účel nevyužívali. Možno aj preto sa u nás v budúcnosti uvažuje o zrušení systému HDO, ktorého prevádzka nie je lacná.   
U vás to môže byť samozrejme ináč, a aj využitie HDO je širšie.         
 

Kdyby se peníze investované do fotovoltaickýc h a větrných elektráren raději investovaly do akumulace energie, možná bychom nakonec ušetřili mnohem více.

Jaký je rozdíl mezi vyrovnáváním zátěže sítě a její regulací? To u vás regulujete jen vodními a přečerpávacími elektrárnami a HDO máte z legrace?

Vyrovnávání špiček vodníma a přečerpacími elektrarnama je proste nejjednodussi a nejlevnejsi:) pak jeste plynove elektrarny,ale ten provoz je pomerne drahy.
Proste budoucnost patri inteligentnim spotrebicum ktere podle poklesu frekvence apod. poznaji ze je psicka tuduz se nezapnou.
Myslim si ze regulace prenosove soustavy a jeji popis tady by bylo ne velmi velke rozepisovani.
Jinak jak jsem koukal viz vyse asi bych si mel pripomenout ze skoly neco o sotrojich a el. pristrojich.ne kde ma jeste sesity:)

Vyrovnávaním záťaže som mal na mysli to, že pomocou HDO sa zapínajú niektoré spotrebiče v čase pomerne nízkeho zaťaženia a vypínajú v čase špičiek. Tie časy sú pevné dané, veď aj špička odberového diagramu je deň čo deň takmer rovnaká.
Regulácia je niečo iné. Ak vznikne v systéme odchýlka, regulátor ju musí znížiť. U HDO u nás to tak nefunguje. HDO u nás sa nepoužíva pre odhadzovanie záťaže v prípade potreby systému, aj keď takouto funkcionalitou disponuje.
Takže HDO nemáme z legrace, plní čiastočne svoju funkciu.
Na regulovanie sústavy sa využívajú podporne služby, medzi ktoré naozaj nepatria iba vami spomenuté vodné a prečerpávacie elektrárne. Takýchto zdrojov je hodne viac.           

To snáď ani nemyslite vážne? Kde ste to čítal? Viete v akých toleranciách sa mení frekvencia siete počas dňa?
 

Napřed trocha teorie:
Pro výrobu elektřiny v tepelných elektrárnách se využívá Claus-Rankinova parního cyklu, kde přehřátá pára o teplotě kolem 500°C a tlaku cca 16MPa (takový 200MW blok ...) expanduje v turbíně. Tam se přeměňuje 1. vnitřní (tepelná) energie obsažená v páře a 2. kinetická energie (tlak ...) na mechanickou práci. Proto na výstupu z nízkotlaké části turbíny v podstatě už teče voda, aby se dosáhlo co největšího spádu a tím účinnosti. (cca 29°C) I tak je teoretická termická účinnost cca 38%.
Takže když svítí sluníčko a venku je moc teplo, nebo dojde k poruše čerpadel kondenzace, entalpický spád v turbíně je nižší ( výstupní energie obsažená v kondentátu je vyšší ) a vďaka (lehni, robote!) tomu není veškerá teoretická účinnost využita máme menší výkon. Totéž lze dělat i obráceně, takže lze dodávat do turbíny páru o menší energii (teplota, tlak ...),  nebo lze různými meziodběry v turbíně odebírat páru "předčasně",  ale o požadovaných parametech třeba na topení.
pokud umíte anglicky, tak např. tady je to vysvětleno názorněji   http://www.mech.pg.gda.pl/ktc/wyklady/ME_Thermodynamics_lecture7.pdf

Víc si ze školy nepamatuji  ;)

Přibuzováním/odbuzováním synchronního stroje lze měnit pouze účiník, tedy výrobu jalového výkonu - ne činný výkon. Přesvědčení, že buzením mohu ovlivnit činný výkon (nepočítám-li jistou ztrátu činného výkonu generováním jalového výkonu ve vinutí),  je bohužel častá chyba a omyl. Za to bývávala na průmyslovce kule jako brno...! 8)

Činný výkon lze měnit pouze změnou točivého momentu (dodáním mechanického výkonu) na hřídel stroje. Synchronní stroj je už z titulu svého názvu synchronní, to znamená, že rotor se otáčí přesně stejnými otáčkami jako zbytek sítě (síťová frekvence). Jediné, co se může nějak měnit, je úhel natočení mezi rotorem a statorem.
Turbogenerátor má obvykle 3000 ot/minutu, vyjímečně 1500 ot/minutu. Pokud jde o tepelnou elektrárnu, tak regulace výkonu probíhá tak, že si soustrojí nechává provozní rezervu směrem nahoru nebo dolů. Příklad: Mám turbogenerátor s jmenovitým výkonem 200MW, který je možno provozovat stabilně v rozmezí 50-100%. Pokud zrovna pojedu na 160MW, mohu zregulovat o +40MW až -60MW. Pokud je elektrárna mimo provoz, musí se rotor stále protáčet, jinak by došlo k prohnutí a nenávratné deformaci rotorové hřídele.

Ještě jeden zajímavý aspekt. Řada lidí ví, že s klesajícím deficitem na straně výroby se v přenosové soustavě snižuje frekvence... ale už neví, PROČ se tak děje. Je tak vďaka (lehni, robote!) tomu, že celá řada spotřebičů má výkon závislý na frekvenci sítě, např. pohony výtahů, stroje, atd.

Hlavně ČJ.

To halík: Veľmi dobrá odpoveď. O poslednom vašom odstavci by som si však dovolil s vami polemizovať. Ak som to správne pochopil, skutočnosť, že výkon niektorých spotrebičov je závislý na frekvencii, čo je aj pravda, by bolo v podstate využité na reguláciu zaťaženia sústavy? S tým nemôžem súhlasiť. To, akože centrálny energ. dispečing by znížil frekvenciu zdrojov, aby odľahčil sústavu? Ani to nie je možné. Všetky zdroje sa navzájom frekvenčne "ťahajú",  resp.  tie najväčšie zdroje ťahajú ostatné. Nie je možné znížiť frekvenciu jedného zdroja, a samozrejme ani všetkých naraz.
Ak som vaše tvrdenie nepochopil správne, opravte ma prosím.
   

Nemyslím, že by ČEPS k řízení dodávaného výkonu používala závislost odběru některých spotřebičů na frekvenci.
Jednak to není nijak horentní číslo - odhadnu-li, že takové chování má cca 1/3 spotřeby (všechna topná zařízení, svítidla, pohony s měničem, domácí elektronika apod. mají odběr nezávislý na frekvenci),  tak při průměrném odběru kolem 10 GW (za včerejšek to bylo cca 9,5GW s maximem 10,7 a minimem 8,4) by změna z 50 Hz na 49 Hz dělala cca 60 MW - nezajímavý drobeček.
Spíš si myslím, že ta závislost odběru na frekvenci pomáhá samočinně tlumit krátkodobé výkyvy. Podstatnější bude to, že klesající (nikoli nižší, ale klesající) frekvence je přirozeným projevem odběru překračujícího dodávku - ten rozdíl se vezme právě z kinetické energie roztočených rotorů generátorů (=setrvačník),  které začnou zpomalovat. Úkolem regulace je pak honem někde nějaký ten výkon schrastit a vrátit to do rovnováhy.

P.S. jen tak mimochodem - nejsme už náhodou zapojeni přímo do evropské rozvodné sítě (a tedy synchronní s ní)?

A když se neschrastí, tak poslední záchranou může být postupné vypínání linek 22kV frekvenční ochranou dle nastavených důležitostí. Tuším, že se běžně dají nastavit až 4 úrovně kmitočtů a ochrana zkoumá nejen kmitočet, ale též jeho rychlost změny v čase a než dá popud k vypnutí, chvíli ještě čeká, zda se síť "nezvrávorá".
Myslím si ale, že to je zcela vyjímečné, jen taková poslední záchrana.

Tím je vysvětlena i spousta dotazů z minulosti, jak je možné, že se výroba rovná spotřebě. (jednicka)

S tým sa dá iba súhlasiť. Samozrejme ,  že ČEPS také niečo nevyužíva, ani to nie je praktický možné.
Teoreticky by to mohlo fungovať, ale keď si predstavíme, že zmeny kmitočtu prakticky takmer nikdy neprekročia 0,2% čo je cca 0,1Hz, aký vplyv na zmenu záťaže by to to mohlo mať?   
Samozrejme, že sme, a už veľmi dávno. Dokonca je tam pripojená aj západná časť sústavy Ukrajiny.

PS: Dovolím si jednú poznámku: Keď došlo pred pár rokmi k Blacout-u v Nemecku, kedy sa súčasne rozpadla UCTE sústava na 3 časti, u nás bol obrovský prebytok energie a v západnej častí nedostatok. Vtedy stúpla u nás na chvíľu frekvencia o 0,7Hz a asi po určitých zásahoch dispečingu trochu klesla, avšak stále bola cca o 0,25Hz vyššia, až kým sa všetky tri časti sústavy opäť nespojili. Pri tomto procese došlo aj krátkodobo k značnému nárastu napätia v sústave.       
 

Dodávkou páry do turbíny, tzn přísunem uhelného prachu do kotle.

Souhlas s kolegou Urbancem.
Regulace toku paliva do kotle je většinou vázana na tlakovou, nebo výkonovou regulací turbíny. Co se týká frekvence myslím, jestli mne paměť neklame, že limitní rozdíl pro odstavení, nebo přejetí do ostrovního provozu je 200 mHz.
Tepelná elektrárna může být poskytovatelem tzv. "Podpůrných služeb" PpS pro ČEPS, musí být na příslušnou službu certifikována.
Odkaz na podmínky pro poskytovatele a seznam poskytovatelů:
http://www.ceps.cz/detail.asp?cepsmenu=4&IDP=365&PDM2=43&PDM3=43&PDM4=0

Regulační obvody tepelné elektrárny jsou složité a jejich uspořádání může mít řadu variant. Docela dobrý popis, jak to může fungovat a jaké jsou výhody a nevýhody různých variant struktury regulačních obvodů lze najít na stránkách http://www.fs.vsb.cz/euprojekty/414/?ucebni-opory Z řady skript co tam jsou ke stažení   je zajímavý text Provoz a regulace energetických zařízení autorů Štefan Kočiš, Michal Stáňa, Ladislav Vilimec. Prvních 40 stran jsou jakési návody do laboratoří pak však začíná velmi slušný výklad problémů regulace tepelných elektráren. Přímý odkaz na skripta je http://www.fs.vsb.cz/euprojekty/414/provoz-a-regulace-energetickych-zarizeni.pdf