Osaako kukaan kertoa miten sähköverkkoon kytketty iso tai pieni generaattori vaiheistetaan, synkronoidaan tai mitä sanaa siitä sitten käytetäänkään? Periaate riittää, mutta voi kertoilla enemmänkin.
Toinen mieltä askarruttava perusjuttu samasta asiasta on, miten saadaan tarkasti säädettyä sähköenergian tuotanto kulutuksen mukaiseksi. Mihin ylimääräinen energia sähköverkossa varastoituu tai häviää. Näkyykö säätövoiman niukkuus sähkön laadussa ja miten siinä?
Toinen mieltä askarruttava perusjuttu samasta asiasta on, miten saadaan tarkasti säädettyä sähköenergian tuotanto kulutuksen mukaiseksi. Mihin ylimääräinen energia sähköverkossa varastoituu tai häviää. Näkyykö säätövoiman niukkuus sähkön laadussa ja miten siinä?
Vastaukset 12
Vanhimmat
Tuotannon säätö perustuu pyrkimykseen pitää jännite kaikkialla verkossa vakiona, eli verkkoon ei koskaan syötetä ylimääräistä energiaa koska jännite nousisi ja tästä looginen päätelmä on että
mahdollinen säätövaran niukkuus kuluttajalla näkyy jännitteen ylimääräisenä heilumisena.
Eikä edes kovin vanhan.
http://keskustelu.suomi24.fi/node/8756240#comment-42349858
Niinpäs olikin.
Ihan hyviä selityksiä joista päättelen että ei riitä se että voimalaitoksen generaattori on taajuuden ja vaiheen suhteen oikea-aikainen vaan lisäksi voimalaitoksen on "tunnettava" jollakin tavalla kuorma jota vastaan työtä tehdään. Tästä tullaan käsitteeseen säätövoima ja voimalaitoksen tehon muutosnopeus kuormituksen vaihtumisille. Säätövoiman tarkka mittaaminen tai toteaminen alkoi kiinnostaa. En uskalla enää siitä kysyä koska sekin on varmasti jo täällä tehty.
En ole mikään paksusähköekspertti, mutta ymmärtääkseni säädön nopeus riippuu aivan höyryturbiinin säätöventtiilin tai vesiturbiinin säätöhydrauliikan aikavakioista, sillä juuri niillä määritetään, kuinka suuri vaihe-ero on verkon ja generaattorin välillä. Vaihe-ero taas määrittää verkkoon syötettävän tehon.
Säätövoima ja säätöpiiri ovat aivan eri asioita. Säätöpiirin stabiiliuteen ja säädön nopeuteen vaikuttaa koko prosessin tyyppi. Esimerkiksi lämpötilan säätö on hyvin hidas ja sitä hitaampi mitä esimerkiksi suuremmista massoista on kyse, kun taas virtausprosessi on 0-kapasiteettisuutensa vuoksi nopea, viivettä ei ole.
Säätö suoritetaan, ennen säätöparametrien avulla, nykyisin ehkä älykkäillä ohjelmilla. Voi olla niin, että jossakin on venttiili tai koneisto jonka viritystä hoidetaan jollakin aikavakio-nimisellä jutulla. En tiedä yhtään. Kuormitus ja tehon tarve kuitenkin muuttuvat ja homman täytynee lähteä siitä että jostakin tulee informaatio tehovajauksesta tai kuormituksen vähenemisestä.
Se mitä "paksusähköisesti" jäin pohtimaan on valtakunnan energiaverkon tarvitsemaa säätövoiman tarvetta ja sen toteamista voimalaitoksesta käsin. Varmasti on useita keinoja tasata sekä tuotantoa että kulutusta. Säätövoima on olemassa myös sisäänrakennettuna eri lailla erilaisissa voimalaitostyypeissä.
Mikä siis ohjaa automaattisesti voimalaitosta nostamaan tehoaan? Miten tehon tarve mitataan?
En väitäkään ymmärtäväni.
tehomittarilla. Yksinkertaista, eikö totta. Jos halutaan, että generaattorin verkkoon syöttämää tehoa kasvatetaan, niin sitten avataan venttiiliä.
Lisätehon tarve tai tarpeettomuus todetaan mittaamalla verkon taajuus.
Anteeksi vain mutta kysehän on tehon TARPEEN mittaamisesta, ei tuotetun tehon. Eikä kaikissa voimalaitoksissa ole "venttiiliä" eikä venttiiliä - puhumattakaan ihmisestä sitä kääntelemässä :)
Kyse oli siis siitä miten voimalaitoksen tehoa säädetään vastaamaan tehon ja kulutuksen tarvetta tuotantolaitoksen ollessa pieni tai suuri. Ehkä kuormitusta tulee automaattisesti vastaan kun pusketaan verkkoa päin. Silti - miten?
Kuten täällä on kerrottu, yksittäisen voimalaitoksen tehoa säädetään tarkkailemalla verkon taajuutta. Jos verkon taajuus putoaa nimellistä pienemmäksi, niin tehoa tarvitaan lisää ja venttiiliä avataan tai vesiturbiinin siipikulmaa muutetaan. Tietenkään tätä säätöä eivät tee kaikki verkon voimalaitokset, vaan vain säätövoimaloiksi valitut.
Jos asia kiinnostaa lisää, niin kannattaa lukea dokumentti
http://www.tp.spt.fi/~salabra/er/siirto/pato-ja_loistehotuotannon_saato.doc
No tuota artikkelia juuri kaipasinkin - virkistävän keskustelun lisäksi. En olisi uskonut että tehon säädön mittaussuure on niinkin yksinkertainen asia kuin verkon taajuus ( summateho, Nordel-järjestelmä, ennustettavat kausivaihtelut ohjelmineen). Lisäksi oli yllättävä tieto että Ruotsi hoitaa käytännössä Suomen verkon säädön. Jostakin syystä asia on mennyt ohi korvien näitä Vuotos- ja ydinvoimakeskusteluja seuratessa. Mikähän sen säätövoiman tarve oikeastaan on? - Vaikka onko sillä väliä, kunhan sitä vain on.
Tavallinen pulliainen on myös nykyisin rakentelemassa tontilleen erilaisia voimalaitoksia kulutusmittareineen. Niiden siipipyöriäkään ei käännellä tuuli sitten kuinka lujaa vaan. Verkon kannalta asialla ei liene merkitystä, mutta se elektroniikka joka mittaa verkkoon syötetyn energian määrää jää myöhempään tarkasteluun.
Artikkeli oli erinomaisen hyvä sillä se vain lisäsi tiedonhaluani. Ehdottomasti lisää tietoa.
"Tavallinen pulliainen on myös nykyisin rakentelemassa tontilleen erilaisia voimalaitoksia kulutusmittareineen. Niiden siipipyöriäkään ei käännellä tuuli sitten kuinka lujaa vaan. Verkon kannalta asialla ei liene merkitystä, mutta se elektroniikka joka mittaa verkkoon syötetyn energian määrää jää myöhempään tarkasteluun."
Jos kyseessä on ns. tavallisen pulliaisen tontilleen rakentama voimalaitos, niin noita valtakunnanverkon voimalaitosten tehon- ja jännitteensäätöjä ei paljoa kannata noudattaa. Niitä käytetään megwattien kokoisissa voimalaitoksissa ja ne on turhan kalliita menetelmiä pienvoimaloihin.
Yksinkertaisin tapa liittää pienvoimala sähköverkkoon on taajuusmuuttaja. Silloin omaan generaattoriin ei tarvita mitään tehon- tai jännitteensäätöjä vaan generaattorin voi antaa pyöriä sillä teholla ja nopeudella kuin sille parhaiten sopii.
Taajuusmuuttaja sitten muuttaa tuotetun sähkön ensin tasavirraksi ja sen jälkeen valtakunnanverkkoon synkronoiduksi vaihtovirraksi. Taajuusmuuttajia saa muutamaan sataan kWh:n asti vakiotavarana kaupan hyllyltä ja hinta on jossain muutaman tuhannen euron tienoilla. Hinta on pienempi kuin hyvin toteutettulla generaattorin tehon- ja jännittensäädöllä.
Taajuusmuuttajankin pitää tehoa syöttäessään "työntää" sähköä valtakunnanverkkoon, eli tuottaa sähköä, jonka vaihe on hieman verkkoa edellä. Vaihe-ero, joka saadaan aikaan isoissa yksiköissä generaattorin säädöillä, tuotetaan taajuusmuuttajissa elektroniikan avulla.
Näin perusperiaate vaihtovirran tehonsyötössä ei muuksi muutu, vain toteutus on erilainen.
Juu ei siinä periaate miksikään muutu. Ainoastaan toteutuksen hinta.