Spør en energirådgiver!

Vinnmøllegenerator.

Hvordan løser man stabiliteten på frekvensen 50 per./sek. (vekselstrøm)i en vinnmøllegenerator med varerende vinnstyrke?
Hvordan stabiliserer man frekvensen på samkjøring av kraftverk mellom eks. Alta og Tokke?

N.N (23.10.2006)

Svar:

Hei Rolf!
Dette spørsmålet var det få av våre energirådgivere som hadde svar på, da dette er rimelig langt på siden den energirådgivingen vi ellers bedriver..
Men vi skal prøve like vel :-)

Vi ser på vindmøllene først:
Vindmøllene driver enten en asynkron eller en synkron generator, som enten "henger inne" mot et stivt nett (asynkron gen.) og følger frekvensen der - eller man bruker frekvensomformer/vekselretterutrustning som leverer 50Hz som igjen følger det stive nettet (synkron maskin).

Jobben til vindmøllene blir altså å følge frekvensen til nettet de er tilkoblet, og de vil koble seg fra nettet når dette ikke lenger er mulig. Selve stabiliteten i systemet er det de øvrige generatorene som tar seg av.
(Disse utgjør til sammen det vi kaller et "stivt nett")
Siden vindmøller ikke har noen stabil og pålitelig bevegelsesmengde bak seg (som vann i rør) og heller ingen stor, tung svingmasse (som en større generator), er det vanskelig å¨få vindmøllene til å bidra til stabilitet.

Når det gjelder samkjøringsnettet/hovednettet mellom Tokke og Alta, er det systemansvarlige Statnett som har ansvar for å passe på at frekvensen og stabiliteten holdes. Her vil det fysisk være de største generatorene med størst svingmasse som har "lederjobben" i det stive nettet. Statnett har gjennom Nordel-samarbeidet med øvrige nordiske land en forpliktelse til å påse at det er tilstrekkelig regulerstyrke i det norske hovednettet.

Regulerstyrken sier noe om hvor mange mega-watt (MW) kraftverkene kan "gi på" ekstra hvis frekvensen faller med 1,0 Hz (og motsatt ved tilsvarende frekvensøkning).

Selv om store generatorer bidrar mer enn små, vil hver enkelt vannkraftgenerator ha en gitt regulerstyrke (avhengig av størrelse og av innstilt statikk på generatoren) - som tilsammen summerer seg opp til den samlede nasjonale regulerstyrken.

En av systemoppgavene til landssentralene hos Statnett og Svenska Kraftnãt er å passe både momentan frekvens og langsiktig frekvens. Små avvik gjør at elektrisk klokke sakker eller forter i forhold til sann tid. Ved sakking må landssentralene "gi mer gass" og slik at frekvensen ligger litt for høyt inntil tiden er "tatt igjen" - og motsatt ved forting. Dette gjøres ved å bestille inn (eller ut) mer kraftproduksjon enn det som var planlagt.

Ved større momentane frekvensendringer, trer andre og mer radikale systemvern i kraft. Dette kan være automatisk belastningsfrakobling eller produksjonsfrakobling i større eller mindre utstrekning. Her er det forhåndsdefinert tiltak i hvert enkelt delnett og hos hvert enkelt elverk.

Til slutt kan man tenke seg det nordiske kraftsystemet som en gedigen "multi-tandem"-sykkel, der hundrevis av store og små syklister sitter og tråkker rundt den samme gigantiske kjeden og akslingen. De har ordre om å holde nøyaktig samme fart hele tiden, og da må hver enkelt tråkke svært hardt til i oppoverbakke, mens de fleste kan slutte å trå i nedoverbakke. "Vindgutta" blir i denne sammenhengen mer upålitelige bidragsytere (rakkerunger?), som tar syklingen etter humøret og er vanskelig å beordre og planlegge på plass. Deres bidrag til stabiliteten blir derfor svært begrenset.

OK?


Med vennlig hilsen
Øistein Qvigstad Nilssen

Svartjenesten enova (06.11.2006)