Συνήθως ανεβάζω άρθρα που καταλαβαίνω. Αυτό, καταλαβαίνω άκρες μέσες τι λέει (ότι δηλαδή πολλά αιολικά και φ/β δημιουργούν προβλήματα στα δίκτυα), αλλά ευτυχώς έχουμε τον Απόστολο:
Η θεώρησή τους είναι εξαιρετικά απλή και πειστική. Εξέτασαν τα διάφορα μεταβατικά φαινόμενα τα οποία προκαλούνται από μία τυχαία πτώση μίας μονάδας ηλεκτροπαραγωγής, όταν το σύστημα χαρακτηρίζεται από χαμηλή στροφική αδράνεια Η (μετρουμένη σε δευτερόλεπτα). Η στροφική ή στρεφόμενη αδράνεια Η ορίζεται ως ο λόγος της κινητικής ενέργειας της στρεφόμενης ηλεκτρικής γεννήτριας (με 1000 έως 3000 στροφές ανά λεπτό) ως προς την ονοματική της ισχύ SB: Η = Eκιν / SB, όπου Εκιν =(1/2) J(2πf)^2 και J είναι η στρεπτική ροπή αδρανείας της ηλεκτρογεννητρίας. Από τον ορισμό της και ως λόγος ενέργειας προς ισχύ, η στροφική αδράνεια Η έχει μονάδα χρόνου (σε δευτερόλεπτα) και φυσικώς υποδηλώνει τον χρόνο κατά τον οποίο η γεννήτρια μπορεί να τροφοδοτεί με ενέργεια το σύστημα αποκλειστικά και μόνο λόγω της αποθηκευμένης κινητικής ενέργειας σε αυτήν.
Δια συνήθεις ηλεκτρογεννήτριες των συμβατικών μονάδων ηλεκτροπαραγωγής η στροφική αδράνεια κυμαίνεται περί τα 6 δευτερόλεπτα (Η ~ 6 s). Αντίθετα η στροφική αδράνεια των ΑΠΕ είναι μηδενική διότι αυτά δεν διαθέτουν ηλεκτρογεννήτρια αλλά είναι τα ίδια πηγή συνεχούς ρεύματος και παράγουν το εναλλασσόμενο ρεύμα μέσω μετετροπέα ισχύος (inverter). Επομένως όσο αυξάνει η διείσδυση των ΑΠΕ η ισοδύναμη στρεφόμενη αδράνεια του συστήματος μειώνεται από τα 6s στα 4, 3, 2, 1 ή και 0 s όταν όλη η συμβατική ηλεκτροπαραγωγή αντικατασταθεί με ΑΠΕ, όπως ονειρεύονται ιδιοτελώς μερικοί.
Τα συνημμένα διαγράμματα: Πρόκειται δια τις επιπτώσεις εις την συχνότητα δύο τεραστίων ηλεκτρικών συστημάτων ισχύος 150.000 MW έκαστον, τα οποία συνδέονται με γραμμή ή γραμμές μεταφοράς. (Σημείωση : το σύστημα της Ελλάδος είναι της τάξεως των 10.000 MW). Δηλαδή πρόκειται δια προσομοίωση του συστήματος της Γερμανίας και των Βορείων γειτόνων της (2ο σύστημα) με το σύστημα της Ελβετίας, της Αυστρίας και της Ιταλίας (1ο σύστημα). Εξετάζεται η περίπτωση ξαφνικής απώλειας ηλεκτροπαραγωγικής ισχύος 3000 MW εις το 2ο σύστημα (δηλαδή της Γερμανίας) δηλαδή του 2% της ηλεκτροπαραγωγικής του ισχύος λόγω κάποιου σφάλματος (π.χ. βραχυκύκλωμα) και μετά από τα πρώτα 100s της προσομοιώσεως. Αυτό παριστάνεται γραφικώς εις το πρώτο εκ των τεσσάρων διαγραμμάτων εις την ανάρτηση το οποίο όμως δεν φαίνεται καλά λόγω παρεμβολής των ονομάτων των συγγραφέων, και δια τούτο πρέπει κανείς να προστρέξει εις το συνημμένο αρχείο pdf.
Επιλύοντας τις σχετικές μαθηματικές εξισώσεις με την βοήθεια του περιβάλλοντος Matlab/Simulink αναλύονται τρεις περιπτώσεις
1η περίπτωση : αμφότερα συστήματα έχουν υψηλή στροφική αδράνεια με Η1 = Η2 = 6 s (γαλάζιες γραμμές) 2η περίπτωση : το 1ο σύστημα (το Ελβετο/Ιταλικό) έχει υψηλή στροφική αδράνεια (Η1=6s) ενώ το 2ο σύστημα (Γερμανικό) έχει μειωμένη αδράνεια (Η2 = 3 s) λόγω λειτουργίας αρκετών ΑΠΕ (ιώδεις γραμμές) 3η περίπτωση : το 1ο σύστημα συνεχίζει να έχει υψηλή στροφική αδράνεια (Η1=6 s) ενώ το 2ο σύστημα έχει ελάχιστη στρεφόμενη αδράνεια (Η1= 1s) λόγω υψηλής στιγμιαίας διεισδύσεως των ΑΠΕ εις το σύστημα και σε ποσοστό άνω του 50% (ερυθρές ή πορτοκαλόχροες γραμμές).
Εις τα τρία συνημμένα διαγράμματα που ακολουθούν εξετάζονται: α) οι επιπτώσεις εις την συχνότητα των δύο συστημάτων, β) οι επιπτώσεις εις την γραμμή μεταφοράς η οποία διασυνδέει τα δύο συστήματα και γ) ο ρυθμός μεταβολής μεταφερόμενης ισχύος εις την διασύνδεση αυτή.
Παρατηρείται ότι όσο μειώνεται η στροφική αδράνεια του 2ου συστήματος, τόσο αυξάνουν οι επιπτώσεις και εις τα δύο συστήματα. Π.χ. ενώ όταν η στροφική αδράνεια είναι υψηλή και στα δυο συστήματα Η1=Η2=6s) η μείωση της συχνότητας είναι της τάξεως των 0,4 Hz και γίνεται πιο ομαλά έναντι της περιπτώσεως Η2= 1s, όπου η μείωση αυτή φθάνει εις τα 0,5 Hz και μάλιστα ταχύτερα. Σημειώνεται ότι καθώς αυξάνεται η μείωση της συχνότητας τότε υπάρχει κίνδυνος γενικότερου μπλάκ άουτ, λόγω αυτομάτου αποκοπής πολλών φορτίων αλλά και γραμμών μεταφοράς.
Αντίστοιχα φαινόμενα παρατηρούνται και εις το δεύτερο διάγραμμα όπου απεικονίζεται η ροή ισχύος από το 1ο σύστημα προς το 2ο σύστημα, η οποία σε όλες τις περιπτώσεις φθάνει εις τα 1500 MW, δηλαδή εις το μισό της απωλείας παραγωγής, διότι υποτίθεται ότι το άλλο μισό υποκαθιστάται εσωτερικώς εις το 2ο σύστημα. Παρατηρείται ότι οι διακυμάνσεις της ροής ισχύος φθάνουν εις τα 4000 MW εις την περίπτωση χαμηλής στρεφομένης αδράνειας (Η2 = 1s) έναντι των 2000 MW εις την περίπτωση υψηλής αδρανείας (Η2 = 6s).
Καταλήγοντας οι συγγραφείς προτείνουν ακριβώς αυτό που προτείνουμε εμείς συνεχώς όλα αυτά τα χρόνια. Ο τρόπος αντιμετωπίσεως των φαινομένων αυτών σε περιπτώσεις χαμηλής στροφικής αδρανείας είναι η χρήση συστημάτων αποθηκεύσεως συσσωρευτών δια την εξομάλυνση και την αντιστάθμιση των ταχέων αυτών επικινδύνων δυναμικών φαινομένων!!!
ΥΓ1. Εάν πάει κανείς σε ένα νησί του Αιγαίου με μεγάλη διείσδυση αιολικών (π.χ. την Σάμο και επισκεφθεί το κέντρο διαχειρίσεως φορτίου της ΔΕΗ, θα δει φοβερά πράγματα: όλα τα ρολόγια χορεύουν εκεί και οι μηχανές εσωτερικής καύσεως (ντηζελογεννήτριες) να μουγκρίζουν ανεβοκατεβάζοντας φορτίο, υποκείμενες σε δραματικές αυξομειώσεις φορτίου, γεγονός το οποίο έχει ιδιαίτερες αρνητικές επιπτώσεις εις την διάρκεια ζωής τους!!!! Εδώ δεν μιλάμε για απλά επιπτώσεις, αλλά για ξεπάτωμα!!
ΥΓ2. Επ' ευκαιρία του άρθρου αυτού, προκύπτει το εξής θεμελιώδες ερώτημα: Έχει κάνει η ΡΑΕ ή ο ΔΕΔΔΗΕ αντίστοιχη μελέτη ευσταθείας δια την διασύνδεση των Κυκλάδων ή της Κρήτης με το Ηπειρωτικό ηλεκτρικό σύστημα και τις επιπτώσεις των υφιστάμενων ή προγραμματιζόμενων αιολικών εις τις Κυκλάδες, την Κρήτη και το Ηπειρωτικό σύστημα εις την ευστάθεια τόσο των νησιωτικών αυτών συστημάτων όσο και του Ηπειρωτικού Συστήματος; Πως προχωρούν σε επενδύσεις δισεκατομμυρίων ευρώ δια τις ηλεκτρικές διασυνδέσεις, τις οποίες μάλιστα προγραμματίζουν να "αποσβέσουν" μέσα από την αύξηση της αιολικής ενέργειας εις την Κρήτη και τις Κυκλάδες (και τούτο ανεξαρτήτως οικολογικής καταστροφής) όταν οι ήδη εγκατεστημένες μονάδες ΑΠΕ, ενδέχεται να προκαλέσουν ανυπέρβλητα προβλήματα ευσταθείας μετά από αυτές τις δύο διασυνδέσεις;
ΥΓ3 (δικό μου) http://judithcurry.com/2015/05/07/transmission-planning-wind-and-solar/
ΑπάντησηΔιαγραφήhttps://arxiv.org/pdf/1312.6435.pdf/1312
https://www.theonlinepress.gr/epistimi/%CE%BF-%CF%81%CF%8C%CE%BB%CE%BF%CF%82-%CF%84%CE%B7%CF%82-%CF%83%CF%84%CF%81%CE%B5%CF%86%CF%8C%CE%BC%CE%B5%CE%BD%CE%B7%CF%82-%CE%B1%CE%B4%CF%81%CE%AC%CE%BD%CE%B5%CE%B9%CE%B1%CF%82-%CF%83%CF%84%CE%BF/
http://spectrum.ieee.org/energywise/energy/renewables/can-synthetic-inertia-stabilize-power-grids
Can Synthetic Inertia from Wind Power Stabilize Grids?
Παρουσιάζει προβλήματα σε Καναδά και Αυστραλία
Από το κείμενο φαίνεται ότι κάποια περιορίστηκαν κάποια όχι.
Ενδιαφέρον έχουν και οι απαντήσεις
An interesting solution, but limited in its effect. Unfortunately, wind and solar power installations are by their nature intermittent power sources. A drastic drop in output from a natural gas, coal or nuclear power plant is an anomaly. They're relatively rare. In wind and solar power stations, it happens daily. So far there is no practical solution for wind and solar other than dependency on base load (fossil fuel, nuclear, hydro) power plants to make up the difference and the hope that battery technology improves a lot.
Yes you are right. Yet the blackout was a result of the wind farms not riding through the low voltage! That is clearly stated in the AEMO report. The modelling of wind power in extremely stressed scenario is still a research topic. The system response/wind plant response to extremely stressed situations will not be accurately depicted by using current models! That is why the operators should be cautious in integrating large wind power to the system!