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Variable Belastungen des Stromversorgungssystems

Die heute miteinander verbundenen Stromversorgungssysteme versorgen aje nach den Anforderungen des Verbrauchers Diese Anforderungen variieren natürlich ständig, was zu einer variablen Belastung des Systems und all seinen Folgen führt.

Auswirkungen der variablen Belastung des Energiesystems

Die Änderung der Belastung hat bestimmte unerwünschte Wirkungen, von denen die bemerkenswertesten unten angegeben sind:
  1. Stromerzeugung wird teuer:
    Aus offensichtlichen Gründen für einen optimalen BetriebWechselstromgeneratoren sind so ausgelegt, dass die maximale Effizienz bei (oder sehr nahe an) ihrer Nennleistung auftritt. Wenn daher die Last variiert und niedrig wird, wird der Generator nicht bis zu seiner Nennleistung belastet, und seine Arbeitseffizienz wird reduziert. Dies erhöht folglich die Produktionskosten.
  2. Schwierigkeiten bei der Steuerung des Systems:
    Wenn sich die Last ändert, wird die Frequenz vonSystem variiert auch. Für den ordnungsgemäßen Betrieb muss die Frequenz innerhalb der zulässigen Grenzen liegen. (Im Allgemeinen sind ± 3% Abweichung zulässig, d. H. 48,5 Hz bis 51,5 Hz bei einer Systemfrequenz von 50 Hz in Indien.)
    Um die Frequenz innerhalb der Grenzen zu halten, sind zusätzliche Steuereinrichtungen erforderlich. Solche Ausrüstungen erhöhen die Kosten und die Komplexität des Systems.
  3. Erforderliche Zusatzausrüstung:
    Wie oben erläutert, ist eine variable Beladung erforderlichVerwendung von Drehzahlreglern, Spannungs- und Frequenzsensoren, Mikrocontrollern und anderen Regelgeräten, um das System zu kontrollieren und alle Parameter innerhalb zulässiger Bereiche zu halten.
  4. Erhöhte Verluste:
    Aufgrund unterschiedlicher Ladebedingungen sind verschiedeneMaschinen wie Transformatoren, elektronische Geräte und andere Maschinen zeigen erhöhte Verluste aufgrund von Magnetisierungseigenschaften, Sättigung und Variation der Parameter. Dies verringert die Gesamteffizienz des Systems.

Kurven laden

Wie oben erwähnt, variiert die Belastung des Systems mit der Zeit. Diese Variation kann grafisch dargestellt werden und wird als "Lastkurve" bezeichnet.

Tageslastkurve
Die obige Abbildung zeigt ein typisches Tageslastkurve. Wie wir sehen können, tritt der maximale Lastbedarf aufgegen 20 Uhr. Eine solche Lastkurve zeigt den zeitlichen Verlauf der Last. Wir können auch den maximalen Bedarf für das System ermitteln. Diese maximale Anforderung bezieht sich auf die maximale Last, die im System auftritt. Diese maximale Belastung beeinflusst die Größe und Kapazität der Anlage. Wir können die Energie (in Einheiten oder kWh) auch ermitteln, indem wir die Fläche unter der Kurve berechnen.
Solche Kurven sind auch hilfreich bei der BestimmungWichtige Begriffe und Faktoren wie durchschnittliche Last, maximaler Bedarf, Lastfaktor, Bedarfsfaktor, Betriebsfaktor usw. (Sie wurden weiter unten in diesem Artikel beschrieben.)
Diese Kurven werden auch bei der Auswahl von benötigtAnzahl und Größe (Kapazität) der Generatoreinheiten (Generatoren). Lastkurven werden auch im Steuerungs- und Verwaltungsabschnitt benötigt, um den Zeitplan der Station vorzubereiten.

Eine andere Variation der Lastkurven ist eine "Lastdauerkurve". Dies ist unten gezeigt:

Lastkurve laden

Wenn die verschiedenen Belastungen, die in einem System auftreten, in abnehmender Reihenfolge ihrer Größen in Bezug auf die Zeitdauer des Auftretens dieser Belastungen angeordnet sind, wird der erhaltene Graph als a bezeichnet Lastkurve laden.
Lastdauer-Kurve
Eine Lastdauerkurve gibt uns die Daten in einem mehrvorzeigbare Form. Wir können den maximalen Bedarf und seine Dauer leicht bestimmen. Außerdem können wir die genaue Zeit ermitteln, für die eine bestimmte Last vorherrscht.
Diese Kurve wird grundsätzlich aus den Werten generiertder Lastkurve; Daher wird die Fläche unter der Kurve auch die gesamte erzeugte Energie liefern. Ähnlich wie die Lastkurve kann auch die Lastdauerkurve für die Zeitspanne aufgetragen werden.

Bedingungen in Bezug auf die Ladebedingungen

Die Änderung der Last führt einige Begriffe ein, die angegeben werden müssen. Diese Begriffe sind:

Angeschlossene Last

Sie ist definiert als „die Summe aller am Netz angeschlossenen Verbraucher (EIN und AUS).
Es ist nicht möglich, dass alle Lasten gemeinsam eingeschaltet werden. Diese Lasten müssen jedoch berechnet werden, um die erforderliche Leistung und damit die Kapazität der Einheiten zu ermitteln.
Wenn beispielsweise einer der Verbraucher drei Lampen mit je 200 W, vier Lampen mit jeweils 100 W und eine 5 kW verbrauchende Maschine hat, dann ist die angeschlossene Last des Verbrauchers = 3 (200) + 4 (100) + 5000 = 6000 W

Durchschnittslast

Wie der Name schon sagt, gibt er den Durchschnittswert aller auf der Station während eines bestimmten Zeitraums auftretenden Belastungen an (z. B. Tag / s oder Monat / e oder Jahr / s)
Es kann als ausgedrückt werden
Durchschnittslast =
Anzahl der in einem bestimmten Zeitraum erzeugten Einheiten (kWh)
Die Zeitperiode

Maximaler Bedarf

Es ist definiert als "der maximale Lastwert, der in einem bestimmten Zeitraum im System auftritt"
In der Figur Nr. 1 beträgt die maximale Nachfrage 40 MW und sie tritt um 20 Uhr auf. Der maximale Bedarf wird durch einen Maximalbedarfszähler gemessen.
Die Kenntnis des maximalen Bedarfs ist erforderlich, da die installierte Kapazität der Anlage auf der Grundlage des maximalen Bedarfs festgelegt wird, da das Kraftwerk den maximalen Bedarf erfüllen muss.

Faktoren im Zusammenhang mit variablem Laden

Nachfragefaktor

Es ist definiert als "das Verhältnis des maximalen Bedarfs zur angeschlossenen Last des Systems".
Nachfragefaktor =
Maximale Nachfrage
Angeschlossene Last
Da alle angeschlossenen Lasten nicht immer eingeschaltet sind, Maximale Anforderung <Verbundene Last.
Daher ist der Anforderungsfaktor <1
Sie ist zur Bestimmung der erforderlichen Anlagenausstattung erforderlich.

Ladefaktor

Es ist definiert als "das Verhältnis der durchschnittlichen Last zum maximalen Bedarf in einem bestimmten Zeitraum."
Lastfaktor =
Durchschnittliche Last
Maximale Nachfrage
Je nach Betrachtungszeitraum kann es sich um einen täglichen / monatlichen / jährlichen Lastfaktor handeln. Es ist weniger als 1, da die durchschnittliche Last <Maximalbedarf ist.
Der Wert des Ladefaktors beeinflusst die Produktionskostenauch. Es sollte so hoch wie möglich sein. Wenn der Lastfaktor hoch ist, ist der maximale Bedarf niedrig und die erforderliche Stationskapazität (abhängig von dem maximalen Bedarf) wird reduziert. Dies reduziert die Produktionskosten. Der Lastfaktor sollte so nahe wie möglich an 1 liegen.
Ein höherer Lastfaktor verringert den WertVariable Ladeprobleme. Dies liegt daran, dass ein höherer Wert des Lastfaktors zu verschiedenen Zeitpunkten weniger Variationen der Anforderungen bedeutet. Dadurch werden die Auswirkungen der variablen Belastung minimiert. Daher sollte der Ladefaktor so hoch wie möglich sein.

Diversity-Faktor

Ein Kraftwerk versorgt verschiedene Verbraucher. Jeder Verbraucher hat eine individuelle Höchstnachfrage, und diese Höchstanforderungen können nicht alle gleichzeitig auftreten.
Der Diversity-Faktor ist definiert als „das Verhältnis der Summe der einzelnen Maximalanforderungen zum gesamten Maximalbedarf des Systems. Es kann ausgedrückt werden als
Diversity-Faktor =
Summe der individuellen Maximalanforderungen
Maximaler Bedarf des Kraftwerks
Der Diversity-Faktor ist offensichtlich größer als 1. Dieser Faktor gibt uns die Diversifizierung der Last und ist notwendig, um die Installations-, Übertragungs- und Verteilungskapazitäten der Anlagen zu bestimmen.
Es sollte so hoch wie möglich sein. Ein höherer Diversity-Faktor bedeutet, dass die maximalen Anforderungen der verschiedenen Verbraucher zu unterschiedlichen Zeitpunkten auftreten und somit der Austausch und die Planung einfacher sind und die Bedienung optimal ist.
Ein weiterer Aspekt des höheren Diversitätsfaktors ist, dass die maximale Gesamtnachfrage geringer ist. Dies reduziert die Größe (Kapazität) der benötigten Einheiten und auch die Produktionskosten.
Um den Diversitätsfaktor zu erhöhen, wurden folgende Methoden angewendet:
  1. Planen von Bürozeiten mit bestimmten Zeitunterschieden (bekannt als zeitliche Staffelung).
  2. Nutzung verschiedener Zeitzonen.
  3. Anreize für bestimmte Verbraucher geben, Strom außerhalb der Spitzenzeiten (z. B. nachts) zu nutzen.
  4. Verwendung von Sommerzeit.
  5. Verwendung von zweiteiligen Tarifsystemen.

Plant Capacity Factor

Es ist definiert als "das Verhältnis der tatsächlich in einem bestimmten Zeitraum erzeugten Energie zur Gesamtenergie, die im gleichen Zeitraum erzeugt werden könnte"
Faktor der Anlagenkapazität

Wenn wir den Zeitraum als 1 Tag betrachten, dann
Anlagenkapazitätsfaktor =
Gesamt kWh Leistung von 1 Tag
Anlagenkapazität X 24

Betriebsnutzungsfaktor

Es ist definiert als „das Verhältnis der tatsächlich erzeugten Energie (in kWh) in einem bestimmten Zeitraum zu dem Produkt aus Anlagenkapazität und der Anzahl der Stunden, in denen die Anlage in Betrieb war.
Pflanzennutzungsfaktor =
Tatsächlich erzeugte Energie (kWh)
[Anlagenkapazität X Zeit (in Stunden), in der die Anlage in Betrieb war]
Angenommen, eine 100-MW-Anlage produziert nach 2500 Betriebsstunden pro Jahr 50 × 106 kWh Energie. Dann,
Pflanzennutzungsfaktor =
50 x 106
[100 x 103 x 2500]
Pflanzenverwendungsfaktor = 0,2 = 20%

Numerisch gelöst

Eine Anlage hat eine Anschlussleistung von 40 MW und einen maximalen Bedarf von 20 MW. In einem Jahr werden 73,8 × 106 kWh Energie erzeugt. Berechnen Sie: [i] Bedarfsfaktor, [ii] durchschnittliche Last, [iii] Lastfaktor

Lösung:
Gegebene Daten:
  • Anschlussleistung = 40 MW
  • Maximalbedarf = 20 MW
  • Erzeugung = 73,8 × 106 Einheiten pro Jahr.
Bedarfsfaktor, durchschnittliche Last, Lastfaktor

Bemerkungen