Inertial response
જડતા પ્રતિભાવ એ મોટા સિંક્રનસ જનરેટરનો ગુણધર્મ છે, જેમાં મોટા સિંક્રનસ ફરતા દળો હોય છે, અને જે વીજ પુરવઠો અને વિદ્યુત પાવર સિસ્ટમ્સની માંગ, ખાસ કરીને વિદ્યુત ગ્રીડ વચ્ચેના કોઈપણ તાત્કાલિક અસંતુલનને દૂર કરવા માટે કાર્ય કરે છે. યાંત્રિક વીજ પુરવઠો અને વીજળીની માંગ વચ્ચે સતત અસ્તિત્વમાં રહેલા વીજ અસંતુલનને કારણે ગ્રીડમાં તમામ સિંક્રોનસ જનરેટરમાં ફરતા દળોની પરિભ્રમણ આવર્તન કાં તો ઝડપી બને છે અને આમ વધુ વીજ પુરવઠાના કિસ્સામાં વધારાની શક્તિને શોષી લે છે, અથવા ધીમી થાય છે અને વધુ વીજળીની માંગના કિસ્સામાં વધારાની શક્તિ પૂરી પાડે છે. સિંક્રનસ જનરેટરના કિસ્સામાં આ પ્રતિસાદ ડિઝાઇનમાં બિલ્ટ-ઇન હોય છે અને કોઈપણ બાહ્ય હસ્તક્ષેપ અથવા સંકલન વિના થાય છે, જે સિસ્ટમને ફરીથી સંતુલિત કરવા માટે સ્વચાલિત ઉત્પાદન નિયંત્રણ અને ગ્રીડ ઓપરેટરને મૂલ્યવાન સમય (થોડી સેકંડ) પ્રદાન કરે છે. યુ. એસ. પાવર સિસ્ટમ્સમાં, ગ્રીડ ઓપરેટરને આવર્તનને ચુસ્ત શ્રેણીમાં રાખવાનું ફરજિયાત છે, અને જો નોર્થ અમેરિકન ઇલેક્ટ્રિક રિલાયબિલિટી કોર્પોરેશન દ્વારા દેખરેખ કરવામાં આવે તો તે બિન-પાલન શોધી કાઢે તો તે આર્થિક રીતે જવાબદાર હોઈ શકે છે. વધુમાં, ઉપકરણોને સુરક્ષિત રાખવા માટે, જો આવર્તન મર્યાદા (મોટાભાગના યુ. એસ. માં 59.5 હર્ટ્ઝ, ટેક્સાસમાં 59.3 હર્ટ્ઝ) થી નીચે જાય તો લોડનો એક ભાગ ડિસ્કનેક્ટ થઈ જશે ("અન્ડરફ્રીક્વન્સી લોડ શેડિંગ", યુએફએલએસ). જ્યારે અણધારી પુરવઠામાં વિક્ષેપ આવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, જનરેટરની નિષ્ફળતા), ત્યારે પ્રાથમિક આવર્તન પ્રતિસાદ આપમેળે શરૂ થાય છે-સેન્સર નીચી આવર્તનને શોધી કાઢે છે અને તે મુજબ પ્રાઇમ મૂવરની શક્તિને વ્યવસ્થિત કરે છે. લાક્ષણિક સિંક્રનસ જનરેટર માટે, આ ગોઠવણમાં યાંત્રિક ઉપકરણો (વાલ્વ, વગેરે) ની હેરફેરનો સમાવેશ થાય છે. અને તે સમય લે છે. આ સમય દરમિયાન, પાવર ગ્રીડે આવર્તનમાં ઘટાડાને ધીમું કરવા માટે સંચિત જડતા પર આધાર રાખવો પડે છે. સિંક્રોનસ જનરેટર જડતાને પાવર-ટાઇમ ઉત્પાદન એકમોમાં માપી શકાય છે (જેમ કે, ગીગાવોટ-સેકન્ડ), પરંતુ ઘણીવાર જનરેટરના "કદ" (નોમિનલ ઇલેક્ટ્રિકલ પાવર) માં સામાન્યીકૃત કરવામાં આવે છે અને આમ સમયના એકમો (કહેવાતા) માં વર્ણવી શકાય છે. ઝડપી સ્પિનિંગ જનરેટર વધુ ગતિ ઊર્જાનો સંગ્રહ કરી શકે છે (પરિભ્રમણ આવર્તનના વર્ગના પ્રમાણમાં), પરંતુ સામાન્ય રીતે હળવા હોય છે અને આમ ઝડપી ગતિ ઘટાડે છે, જેના કારણે ધીમી અને ભારે મશીનોની સરખામણીમાં પ્રતિક્રિયામાં વહેલી તકે વધુ શક્તિ ("ફ્રન્ટ-લોડિંગ") આપવામાં આવે છે; ગ્રીડના ભાગો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે આ જરૂરી નથી કે જે "ઉછાળો" અને અસ્થિરતાનું કારણ બની શકે. લાક્ષણિક પાવર પ્લાન્ટમાં 2 સેકન્ડ (જળવિદ્યુત) થી 7 સેકન્ડ (ગેસ ટર્બાઇન) સુધી જડતા સ્થિર મૂલ્યો હોય છે. રોટેશનલ ઝડપ અને આમ સિંક્રનસ જનરેટરની ગતિ ઊર્જા તેના વર્તમાન પાવર સ્તર પર આધારિત નથી, તેથી એકંદર ગ્રીડની જડતા ચાલતા જનરેટરના જડતા સ્થિરાંકો સાથે સંબંધિત છે; ઓછી પાવર માંગના સમયે (જેમ કે, રાત્રે) ત્યાં ઓછા જનરેટર ચાલી શકે છે, અને આમ સમાન આકસ્મિકતા સાથે વ્યવહાર કરવો મુશ્કેલ હોઈ શકે છે. વિદ્યુત ભારમાં જડતા જેવી ગુણવત્તા હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, લાક્ષણિક ઔદ્યોગિક વિદ્યુત મોટર ઓછી આવર્તન પર ઓછી શક્તિનો વપરાશ કરે છે, જે સિસ્ટમમાં નાની, પરંતુ નોંધપાત્ર માત્રામાં જડતા ઉમેરે છે, આ અસર આધુનિક અને કાર્યક્ષમ ચલ-ગતિ નિયંત્રણો પર સ્વિચ કરવાને કારણે ઘટી રહી છે જે ઘણી ઓછી જડતા જેવી પ્રતિક્રિયા ધરાવે છે. યુએલએફએસ લોડને ડિસ્કનેક્ટ કરે છે જે વીજળીની માંગને ઘટાડે છે, આમ આવર્તનમાં ઘટાડો ધીમો પડે છે, જે જડતાના જથ્થામાં વધારો કરવા સમાન છે. ચલ પેઢી 21મી સદી સુધી, પ્રાથમિક આવર્તન પ્રતિભાવ સાથે સંયોજનમાં પરંપરાગત જડતાને યુ. એસ. ઇલેક્ટ્રિક ગ્રીડની લક્ષ્ય વિશ્વસનીયતા સુધી પહોંચવા માટે પૂરતી માનવામાં આવતી હતી. ચલ નવીનીકરણીય ઊર્જા (વી. આર. ઈ.) ના ઉચ્ચ પ્રવેશથી નવા પડકારો ઊભા થયાઃ પવન રાત્રે વધુ હોય છે, તેથી ઓછી માંગની અસરો-અને આમ ઓનલાઇન સિંક્રનસ જનરેટરની ઓછી માત્રા-વધુ તીવ્ર બને છે; વી. આર. ઈ. જનરેટરમાં સામાન્ય રીતે કાં તો રોટેશનલ માસ (સૌર) હોતો નથી, અથવા તેની ડિઝાઇન ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ રીતે તેને બાકીના ગ્રીડ સાથે જોડી શકતી નથી. એક લાક્ષણિક વી. આર. ઈ. જનરેટર ઇન્વર્ટર દ્વારા ગ્રીડ સાથે જોડાયેલું હોય છે (આ જનરેટરને સામાન્ય રીતે ઇન્વર્ટર-આધારિત સંસાધનો કહેવામાં આવે છે) અને તેથી તે સિંક્રોનસ જનરેટરની જેમ સિસ્ટમમાં જડતાનું યોગદાન આપવામાં અસમર્થ હોય છે. તેથી પરંપરાગત જડતાના વિકલ્પો લાગુ કરવામાં આવે છે, અને 2020 ના દાયકા સુધીમાં ટેક્સાસ (ERCOT) એ યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં તેની ઊંચી પવન શક્તિ પ્રવેશ (વેસ્ટર્ન ઇન્ટરકનેક્શન, WI કરતા લગભગ બમણી) અને તેના પ્રમાણમાં નાના કદને કારણે આગેવાની લીધી હતી, જેણે ત્યાં આકસ્મિકતાઓને ટકાવારીની દ્રષ્ટિએ મોટી બનાવી હતી (એક નિષ્ફળતા WI માટે 2.6 ટકા અને પૂર્વીય ઇન્ટરકનેક્શન માટે 1.3 ટકાની સરખામણીમાં સરેરાશ ભારના 6.4 ટકાની સમકક્ષ શક્તિ લઈ શકે છે). જડતામાં ઘટાડાને સંબોધવા નીચેના બ્રુટ-ફોર્સ માધ્યમોનો ઉપયોગ ઘટાડેલા જડતાના વાતાવરણમાં ગ્રીડની વિશ્વસનીયતાને જાળવી રાખવા માટે થાય છેઃ સિંક્રોનસ જનરેટરના માલિકોને તેમના એકમો ચલાવવા માટે દબાણ કરીને અથવા ઇન્વર્ટર-આધારિત સંસાધનોનો ઉપયોગ ઘટાડીને જડતાને થ્રેશોલ્ડ સ્તરથી ઉપર રાખવી. શુદ્ધ આર્થિક દ્રષ્ટિકોણથી આ માત્ર એક કામચલાઉ માપ હોઈ શકે છે; ઓછા પરંપરાગત નવીનીકરણીય જનરેટરોનો ઉપયોગ કરવો કે જે જડતા ધરાવે છે (કેન્દ્રિત સૌર ઊર્જા, બાયોમાસ પાવર); સુમેળયુક્ત કન્ડેન્સરના પરિભ્રમણ સમૂહનો ઉપયોગ કરવો (આ વિકલ્પ, જ્યારે ચર્ચા કરવામાં આવી હતી, 2020 સુધીમાં ગ્રીડ સ્કેલ પર અજમાવવામાં આવ્યો ન હતો); સામાન્ય 59.5 હર્ટ્ઝ કરતાં વધુ આવર્તન વિચલનને મંજૂરી આપવી (ટેક્સાસ આવર્તનને 59.3 હર્ટ્ઝ, એક નાનું ક્વિબેક ઇન્ટરકનેક્શન-58.5 હર્ટ્ઝ સુધી ઘટાડવાની મંજૂરી આપે છે); બિન-નિર્ણાયક ભારને ફીટ કરવો કે જે ટૂંકા જોડાણને સહન કરી શકે છે (દા. ત., ઔદ્યોગિક ઠંડક પ્લાન્ટ્સ) સ્વચાલિત રિલે સાથે જે પૂર્વનિર્ધારિત આવર્તન થ્રેશોલ્ડ પર ભાર વહેંચે છે. ટેક્સાસમાં, પવનના પ્રવેશને વધારવા માટે પસંદ કરવામાં આવેલા મુખ્ય માર્ગોમાંથી આ એક હતું; ગ્રાહકોને બજાર પદ્ધતિ દ્વારા અન્ય આનુષંગિક સેવાઓની જેમ આવર્તન પ્રતિસાદ માટે ચૂકવણી કરવી (એક અભિગમ જે ERCOT દ્વારા પણ ઉપયોગમાં લેવાય છે). ઝડપી આવર્તન પ્રતિસાદ લોડનું ડિસ્કનેક્શન ખૂબ જ ઝડપથી કરી શકાય છે (અડધી સેકન્ડ, આવર્તન માપન સહિત). ઇન્વર્ટર-આધારિત સંસાધનો (IBR), જો સંપૂર્ણ ઉપલબ્ધ શક્તિ પર ન ચાલે, તો પણ અત્યંત ઝડપથી રેમ્પ કરી શકાય છે (પવન માટે 25 ટકા પ્રતિ સેકન્ડ, ફોટોવોલ્ટેઇક માટે 100% પ્રતિ સેકન્ડ), પવન ટર્બાઇનમાંથી મર્યાદિત માત્રામાં ગતિ ઊર્જા કાઢી શકાય છે, જે લગભગ અડધી સેકન્ડ (અડધી સેકન્ડ વિલંબ પછી) માટે તેની ક્ષમતાના વધારાના 10 ટકા પ્રદાન કરે છે. વધુમાં, જ્યારે ઘણી બધી વધારાની IBR ક્ષમતા ઉપલબ્ધ હોય ત્યારે તે સમય સાથે સુસંગત હોય છે જ્યારે ઘણા સિંક્રનસ જનરેટર ઓફલાઇન હોવાને કારણે પરંપરાગત જડતા તેના સૌથી નીચા સ્તરે હોય છે. નવી તકનીકના આ ફાયદાઓ ઝડપી આવર્તન પ્રતિસાદ (એફએફઆર) ના અમલીકરણને મંજૂરી આપે છે-જડતા જેવી પ્રતિક્રિયાના સમયને પ્રાપ્ત કરવા માટે આઈબીઆર અને લોડ ડિસ્કનેક્ટ્સના રવાનગીનો ઉપયોગ કરીને આવર્તન નિયંત્રણ, આમ એફએફઆર માટે વૈકલ્પિક નામ, કૃત્રિમ જડતા (એરિક્સન એટ અલ. એવા એકમો માટે "કૃત્રિમ જડતા" શબ્દનો ઉપયોગ કરવાનો પ્રસ્તાવ છે જે આવર્તનના પરિવર્તનના દરના પ્રમાણમાં પ્રતિક્રિયા આપે છે અને અપૂરતી જડતાની અસરો પર પ્રતિક્રિયા આપતા એકમો માટે એફ. એફ. આર. અનામત રાખે છે, દા. ત. આવર્તન વિચલન). ગ્રીડ-સ્કેલ બેટરીઓ પણ પ્રતિ સેકન્ડ 100% ના રેમ્પ દર સાથે FFRમાં ભાગ લઈ શકે છે. પવન ઊર્જા સાથે પાવર બેલેન્સિંગનું અનુકરણ જ્યારે ગ્રીડની આવર્તન ખૂબ વધારે અથવા ખૂબ ઓછી હોય, ત્યારે હાઇ-વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ લિંક દ્વારા સક્રિય પાવરનો પ્રવાહ નીચે અથવા ઉપર કરવામાં આવશે. બદલામાં, પવનનું ઉત્પાદન પીચ નિયંત્રણ દ્વારા કબજે કરેલી પવન શક્તિને ઘટાડવા અથવા વધારવા માટે બ્લેડના ખૂણાઓને વધારશે અથવા ઘટાડશે. સંદર્ભો સ્ત્રોતો વિદ્યુત શક્તિ નિયંત્રણ