|
<< Click to Display Table of Contents >> Navigation: Berekeningen > Loadflow > Eilandbedrijf |
De meeste netten zijn gekoppeld met een extern net, waaruit het te bestuderen net gevoed wordt. Dat externe net wordt vertegenwoordigd met een netvoeding, eventueel met een gereduceerd model van het externe net (de belangrijkste transportverbindingen). Indien een netdeel niet in verbinding staat met een netvoeding, is dat netdeel een eiland.
De techniek van een traditionele loadflow is gebaseerd op het zoeken van de knooppuntspanningen met behulp van een systeem van netwerkvergelijkingen. Het netwerk is gemodelleerd met evenveel vergelijkingen als er knooppunten zijn. Op elk knooppunt kan een vermogen worden geïnjecteerd. Het oplossen van dit stelsel vergelijkingen vereist dat één van de knooppuntspanningen als referentie genomen wordt. Het knooppunt, waarvan de spanning als referentie genomen wordt, wordt de “Swingbus” genoemd. Van dat knooppunt liggen de grootte en de hoek van de spanning vast.
In een traditionele loadflowberekening wordt de swingbus in de netvoeding opgenomen. De spanning van de netvoeding is daarbij een door de gebruiker ingevoerde waarde (Uref) maal de nominale spanning. De hoek van de spanning is meestal nul, maar kan door de gebruiker ingevoerd worden.
Doordat de spanning van de netvoeding vastligt, moet het complexe vermogen (P+jQ) “losgelaten” worden. Dat betekent dat het verschil tussen opwekking en belasting in het net altijd door de netvoeding wordt aangezuiverd. De traditionele loadflow is dus altijd gebaseerd op vermogensuitwisseling met een extern net, waarbij de swingbus onmisbaar is.
Eilandbedrijf komt voor op schepen en boorplatforms. Ook kan eilandbedrijf voorkomen bij industriële netten die soms los van het externe net komen te staan. Een net in eilandbedrijf kan het vermogenstekort of overschot niet vereffenen met een sterke bron, zodat al het vermogen van de lokale generatoren moet komen. Een loadflowberekening vereist echter altijd een "Swingbus" als referentie. Een loadflow zonder swingbus werkt in principe niet, zodat een oplossing is gevonden door gebruik te maken van de frequentie-vermogensregeling van de generatoren.
Eilandbedrijf gaat automatisch. Vision regelt het vermogen van de aanwezige synchrone generatoren zodanig, dat de opwekking in balans is met de belasting in het net. De vermogensuitwisseling met de swingbus is dan tot nul gereduceerd.
Frequentie-vermogensregeling
Voor de verdeling van de vermogens over alle generatoren is een frequentie-vermogensregeling aanwezig. Bij elke verandering van de belasting zal de frequentie iets wijzigen. De opwekkers zullen meteen reageren door meer of minder vermogen te leveren, zodat in de nieuwe toestand weer een evenwicht tussen belasting en opwekking aanwezig is.
f/P-statiek
Een opwekeenheid met frequentie-vermogensregeling gaat door de frequentiedaling meer vermogen leveren. Hoeveel vermogen de eenheid bijregelt, ligt vast in de statiek. De statiek is gedefinieerd als het quotiënt van de frequentieverandering en de vermogensverandering.
Hoe groter de statiek, des te minder draagt de eenheid bij aan de vermogensverandering.
Regelconstante
De regelcoëfficient is een afgeleide grootheid, die aangeeft hoeveel de eenheid bijdraagt aan een vermogenstekort.
Het uiteindelijk bijgeregelde vermogen is aldus afhankelijk van de frequentiedaling en de regelcoëfficient van de eenheid.
Netconstante
De som van de regelconstantes van alle eenheden wordt de Netconstante (KN) genoemd.
Met de netconstante is het mogelijk om de frequentieverandering in een net als gevolg van een belastingsverandering in een eilandnet uit te rekenen. Deze is gelijk aan het quotiënt van de belastingsverandering en de netconstante.
Ook het grote UCTE-koppelnet is een eilandnet. Elke belastingsverandering leidt tot een frequentieverandering. Alle gekoppelde centrales zijn voorzien van een frequentie-vermogensregeling volgens dit principe.
Parallelbedrijf van meerdere generatoren
De bijdrage van een enkele eenheid (Delta Pm) ten gevolge van een frequentieverandering (Delta f) volgt uit de eigen regelconstante (Km) in verhouding tot de netconstante.
Isochrone regeling
Ingeval van generatoren met f/P-statieken varieert de frequentie van het net tijdens een belastingverandering. Over het algemeen zijn er generatoren in het net aanwezig die de frequentie terug naar de nominale waarde regelen. Het geleverde actiefvermogen van deze generatoren is echter onafhankelijk van de frequentie (isochrone regeling). Indien er meerdere generatoren met isochrone regeling in een eiland aanwezig zijn, wordt de actiefvermogensonbalans via een centrale regelaar verdeeld tussen deze generatoren.
Loadflowberekeningen
Elk losstaand netdeel kan in eilandbedrijf worden opgelost. Daarbij worden de volgende voorwaarden gesteld:
•Er moeten synchrone generatoren aanwezig zijn, die voorzien zijn van een ingeschakelde spanningsregeling en isochrone regeling en/of de statiek van de frequentie-vermogensregeling moet zijn ingevuld.
•Het in het eilandnet opgestelde en ingeschakelde vermogen moet voldoende zijn om de belasting te voeden.
Generatoren waarvan de f/P-statiek niet is ingevuld of waarbij de isochrone regeling niet is ingeschakeld, doen niet mee aan de actiefvermogensregeling. De manier waarop actiefvermogensonbalans tussen vermogensregelende generatoren wordt verdeeld, is als volgt. Eerst wordt het tussen generatoren met isochrone regelingen gesplitst. Indien er nog steeds actiefvermogensonbalans aanwezig is, wordt het verder verdeeld tussen generatoren met f/P-statieken. De frequentie zal in dit geval afwijken van de nominale waarde.
Een gevolg voor de gekozen aanpak is dat de keuze voor Sbasis belangrijker is voor het oplossingsproces. Een algemene formule voor deze waarde is niet te geven. Indien het oplossingsproces niet convergeert of het maximaal aantal iteraties bereikt is, kan een andere keuze voor Sbasis tot betere resultaten leiden. Indien er links aanwezig zijn, kan ook de waarde van de link-impedantie invloed hebben op de convergentie. In situaties met convergentieproblemen kan de aanpassing van de link-impedantie (Opties, tabblad Berekening | Algemeen) de oplossing bieden.
Vermogen niet toereikend
Een net in eilandbedrijf kan het vermogenstekort of overschot niet vereffenen met een sterke bron, zodat al het vermogen van de lokale generatoren moet komen. In alle gevallen moet gelden:
Indien het gevraagde vermogen groter is dan het beschikbare generatorvermogen, wordt het extra benodigde vermogen om de loadflowvergelijkingen op te lossen door de "Swingbus"-generatoren geleverd (generatoren die aan het swingbus-knooppunt gekoppeld zijn) en wordt een melding gegenereerd dat het vermogen niet toereikend is.
Zie ook: