Er zijn drie typen bedrijfsvoering van generatoren: alleenstaand, eiland en gekoppeld aan het openbare net. Elk type vereist specifieke regelingen voor de brandstoftoevoer en bekrachtigingsstroom. In dit bericht beschrijf ik de eigenschappen van elk type.
Alleenstaand bedrijf
In alleenstaand bedrijf is een generator niet gekoppeld met andere generatoren of met het openbare net. Als een geïsoleerde eenheid voedt het alle aangesloten belasting. Voorbeelden zijn noodgeneratoren, aggregaten en verplaatsbare diesel-generator sets.
Alleenstaand bedrijf – de toeren- en spannings-regelaars bepalen de frequentie en spanning.
Eigenschappen:
- meer / minder brandstof verhoogt / verlaagt de frequentie (Hz)
- meer / minder bekrachtigingsstroom verhoogt / verlaagt de spanning (kV)
- de totale belasting bepaalt het geleverde generatorvermogen (MW, MVAr)
- brandstofregeling opties: isochrone toerenregeling, of met statiek
- bekrachtigingsstroomregeling opties: constante spanningsregeling, of met statiek
- vermogensverdelingsysteem kan de frequentie en spanning constant houden, wanneer bovenstaande regelingen in statiek staan (anders niet nodig)
- model load flow berekeningen: Slack-knooppunt (ook referentieknooppunt)
Gekoppeld aan het openbare net
Als een generator gekoppeld is aan het openbare net en als dat net oneindig sterk verondersteld wordt, dan drukt het openbare net de frequentie, het toerental en de spanning op. Dit komt bijvoorbeeld voor bij warmte-krachtkoppeling (ook WKK, cogeneratie). In de praktijk kan zo’n generator de frequentie niet veranderen, maar de klemspanning van de generator wel een beetje.
Gekoppeld aan het openbare net – als het een oneindig sterk net is, drukt het openbare net de frequentie, het toerental en de spanning op.
Eigenschappen:
- meer / minder brandstof verhoogt / verlaagt het actieve generatorvermogen (MW)
- meer / minder bekrachtigingsstroom verhoogt / verlaagt het reactieve generatorvermogen (MVAr)
- het openbare net drukt frequentie (Hz), het toerental (omw/min) en de spanning (kV) op
- het verschil tussen de totale belasting en het geleverde generatorvermogen zal worden geïnporteerd of geëxporteerd (MW, MVAr)
- brandstofregeling opties: toerenregeling met statiek, basis last (MW) regeling
- bekrachtigingsstroomregeling opties: spanningsregeling met statiek, VAR regeling, cos φ regeling
- vermogensverdelingsysteem kan het geïmporteerde of geëxporteerde vermogen of de cos φ constant houden
- model load flow berekeningen: P,Q-knooppunt of P,U-knooppunt
Eilandbedrijf
In eilandbedrijf is een generator gekoppeld met andere generatoren, maar niet met het openbare net. Als een geïsoleerd systeem voeden de generatoren gezamelijk alle aangesloten belasting. Voorbeelden zijn de elektriciteitsvoorziening op schepen, op olieplatformen en in de woestijn.
Eilandbedrijf – alle generatoren bepalen samen de frequentie, het toerental en de spanning. De totale last (MW, MVAr) moet worden verdeeld.
Eigenschappen:
- meer / minder brandstof verhoogt / verlaagt het actieve generatorvermogen (MW) en de frequentie (Hz)
- meer / minder bekrachtigingsstroom verhoogt / verlaagt het reactieve generatorvermogen (MVAr) en de spanning (kV)
- de totale belasting bepaalt de som van het vermogen van de generatoren (MW, MVAr)
- brandstofregeling opties: toerenregeling met statiek
- bekrachtigingsstroomregeling opties: spanningsregeling met statiek
- vermogensverdelingsysteem houdt de frequentie en spanning constant, terwijl het de last (MW, MVAr) proportioneel of economisch geoptimaliseerd over de generatoren verdeelt
- model load flow berekeningen: ten minste één generator of een fictief sterk net moet een Slack-knooppunt zijn, de andere generatoren zijn P,Q- of P,U-knooppunten
Merk op dat cross-current compensation soms gebruikt wordt om reactieve vermogen te verdelen, terwijl de spanning constant blijft. Ik geef echter de voorkeur aan een vermogensverdelingsysteem of VAr Load Sharing relais.
Verandering van het type bedrijfsvoering
Alle typen bedrijfsvoering zijn mogelijk na in- of uitschakelen van schakelaars in de configuratie in onderstaande afbeelding. Gedurende het ontwerp van de elektriciteitsvoorziening verdient dit de nodige aandacht. In onderstaande configuratie beveel ik het gebruik van een vermogensverdelingsysteem (power management system, PMS) van harte aan.
Verandering van het type bedrijfsvoering – alle typen zijn mogelijk na in- of uitschakelen van schakelaars.
Zie ook
Referenties
- Woodward Application Note 01302 – Speed Droop and Power Generation, 1991
- Woodward Manual 26260 – Governing Fundamentals and Power Management, 2004
- Basler Electric Technical Paper – Parallel Operation with a Network System, 2002
- Basler Electric Technical Paper – Voltage Regulator and Parallel Operation, 2002
