Droop speed control
ડ્રૂપ સ્પીડ કંટ્રોલ એ એસી ઇલેક્ટ્રિકલ પાવર જનરેટર માટે ઉપયોગમાં લેવાતો કંટ્રોલ મોડ છે, જેમાં લાઇનની આવર્તન વધવાની સાથે જનરેટરનું પાવર આઉટપુટ ઘટે છે. તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રિકલ ગ્રીડ સાથે જોડાયેલા સિંક્રનસ જનરેટરને ચલાવતા પ્રાઇમ મૂવરના ગવર્નરના સ્પીડ કંટ્રોલ મોડ તરીકે થાય છે. તે ગ્રીડ આવર્તન અનુસાર પ્રાઇમ મૂવર દ્વારા ઉત્પાદિત પાવરના દરને નિયંત્રિત કરીને કામ કરે છે. ડ્રૂપ ઝડપ નિયંત્રણ સાથે, જ્યારે ગ્રીડ મહત્તમ ઓપરેટિંગ આવર્તન પર કાર્યરત હોય છે, ત્યારે પ્રાઇમ મૂવરની શક્તિ શૂન્ય થઈ જાય છે, અને જ્યારે ગ્રીડ ન્યૂનતમ ઓપરેટિંગ આવર્તન પર હોય છે, ત્યારે પાવર 100% પર સેટ કરવામાં આવે છે, અને અન્ય ઓપરેટિંગ આવર્તન પર મધ્યવર્તી મૂલ્યો. આ સ્થિતિ સિંક્રનસ જનરેટરને સમાંતર ચલાવવાની મંજૂરી આપે છે, જેથી તેમના પાવર રેટિંગના પ્રમાણમાં સમાન ડ્રોપ વળાંક ધરાવતા જનરેટર વચ્ચે ભાર વહેંચવામાં આવે. વ્યવહારમાં, મોટા વિદ્યુત ગ્રીડ પર જનરેટર દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા ડ્રોપ વળાંક રેખીય અથવા સમાન હોય તે જરૂરી નથી, અને ઓપરેટરો દ્વારા તેને સમાયોજિત કરી શકાય છે. આ લોડના આધારે ઉપયોગમાં લેવાતા પાવરના ગુણોત્તરને બદલવાની મંજૂરી આપે છે, તેથી ઉદાહરણ તરીકે, બેઝ લોડ જનરેટર ઓછી માંગ પર મોટા પ્રમાણનું ઉત્પાદન કરશે. સ્થિરતા માટે જરૂરી છે કે ઓપરેટિંગ ફ્રિક્વન્સી રેન્જ પર પાવર આઉટપુટ ફ્રિક્વન્સીનું એકવિધ રીતે ઘટતું કાર્ય હોય. ડ્રૂપ ઝડપ નિયંત્રણનો ઉપયોગ ગ્રીડ સંગ્રહ પ્રણાલીઓ દ્વારા પણ થઈ શકે છે. ડ્રૂપ ઝડપ નિયંત્રણ સાથે તે પ્રણાલીઓ સરેરાશ આવર્તન કરતાં વધુ ઝડપે ગ્રીડમાંથી ઊર્જા દૂર કરશે અને તેને ઓછી આવર્તન પર પુરવઠો પૂરો પાડશે. રેખીય સિંક્રનસ જનરેટરની આવર્તન એ રીતે આપવામાં આવે છે કે જ્યાં F, આવર્તન (Hz માં), P, ધ્રુવોની સંખ્યા, N, જનરેટરની ઝડપ (RPM માં) સિંક્રનસ જનરેટરની આવર્તન (F) તેની ઝડપ (N) ની સીધી પ્રમાણસર હોય છે. જ્યારે બહુવિધ સિંક્રનસ જનરેટર વિદ્યુત ગ્રીડની સમાંતર રીતે જોડાયેલા હોય છે, ત્યારે આવર્તન ગ્રીડ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, કારણ કે દરેક જનરેટરનું વ્યક્તિગત વીજ ઉત્પાદન મોટા ગ્રીડ પરના ભારની તુલનામાં ઓછું હશે. ગ્રીડ સાથે જોડાયેલા સિંક્રોનસ જનરેટર વિવિધ ઝડપે ચાલે છે પરંતુ તે બધા એક જ આવર્તન પર ચાલે છે કારણ કે તેઓ ધ્રુવોની સંખ્યા (પી) માં અલગ પડે છે. વાસ્તવિક ગતિની ટકાવારી તરીકે ઝડપ સંદર્ભ આ સ્થિતિમાં સેટ કરવામાં આવે છે. જેમ જેમ જનરેટરને નો લોડથી ફુલ લોડ સુધી લોડ કરવામાં આવે છે, તેમ પ્રાઇમ મૂવરની વાસ્તવિક ઝડપ ઘટવાનું વલણ ધરાવે છે. આ મોડમાં પાવર આઉટપુટ વધારવા માટે, પ્રાઇમ મૂવર સ્પીડ રેફરન્સ વધારવામાં આવે છે. કારણ કે વાસ્તવિક પ્રાઇમ મૂવર ઝડપ ગ્રીડ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, ઝડપ સંદર્ભમાં આ તફાવત અને પ્રાઇમ મૂવરની વાસ્તવિક ઝડપનો ઉપયોગ કાર્યરત પ્રવાહી (બળતણ, વરાળ, વગેરે) ના પ્રવાહને વધારવા માટે થાય છે. પ્રાઇમ મૂવર સુધી, અને તેથી પાવર આઉટપુટમાં વધારો થાય છે. ઘટતા વીજ ઉત્પાદન માટે વિપરીત સાચું રહેશે. પ્રાઇમ મૂવર ઝડપ સંદર્ભ હંમેશા પ્રાઇમ મૂવરની વાસ્તવિક ઝડપ કરતાં વધારે હોય છે. પ્રાઇમ મૂવરની વાસ્તવિક ઝડપને સંદર્ભના સંદર્ભમાં "ડ્રોપ" અથવા ઘટાડવાની મંજૂરી છે, અને તેથી નામ. ઉદાહરણ તરીકે, જો ટર્બાઇનને 3000 આર. પી. એમ. પર રેટ કરવામાં આવે અને મશીનની ઝડપ 3000 આર. પી. એમ. થી ઘટીને 2880 આર. પી. એમ. થઈ જાય જ્યારે તેને નો લોડથી બેઝ લોડ સુધી લોડ કરવામાં આવે, તો ડ્રોપ% = (3000-2880)/3000 = 4% દ્વારા આપવામાં આવે છે. ટર્બાઇન ઝડપ સંદર્ભમાં દરેક 1 ટકા ફેરફાર માટે, ટર્બાઇનનું પાવર આઉટપુટ 4 ટકા ડ્રોપ સેટિંગ સાથે એકમ માટે રેટ કરેલા 25 ટકા બદલાશે. તેથી ડ્રૂપને 100% ગવર્નર ક્રિયા માટે જરૂરી (ડિઝાઇન) ગતિમાં ટકાવારી ફેરફાર તરીકે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. જેમ જેમ ગ્રીડ પર આવર્તન નક્કી કરવામાં આવે છે, અને તેથી વાસ્તવિક ટર્બાઇનની ઝડપ પણ નક્કી કરવામાં આવે છે, ટર્બાઇનની ગતિ સંદર્ભમાં વધારો સંદર્ભ અને વાસ્તવિક ગતિ વચ્ચેની ભૂલમાં વધારો કરશે. જેમ જેમ તફાવત વધે છે તેમ, વીજ ઉત્પાદન વધારવા માટે બળતણનો પ્રવાહ વધે છે, અને ઊલટું. આ પ્રકારના નિયંત્રણને "સીધા પ્રમાણસર" નિયંત્રણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. જો સમગ્ર ગ્રીડ ઓવરલોડ થવાનું વલણ ધરાવે છે, તો ગ્રીડ આવર્તન અને તેથી જનરેટરની વાસ્તવિક ગતિમાં ઘટાડો થશે. તમામ એકમો ઝડપ ભૂલમાં વધારો જોશે, અને તેથી તેમના મુખ્ય મૂવર્સ અને પાવર આઉટપુટમાં બળતણનો પ્રવાહ વધારશે. આ રીતે ડ્રૂપ સ્પીડ કંટ્રોલ મોડ પણ સ્થિર ગ્રીડ આવર્તનને જાળવી રાખવામાં મદદ કરે છે. ઉત્પાદિત શક્તિનું પ્રમાણ વાસ્તવિક ટર્બાઇન ઝડપ અને ઝડપ સંદર્ભ વચ્ચેની ભૂલના સખત પ્રમાણમાં હોય છે. તે ગાણિતિક રીતે બતાવી શકાય છે કે જો સિસ્ટમ સાથે સિંક્રનાઇઝ થયેલ તમામ મશીનોમાં સમાન ડ્રોપ સ્પીડ નિયંત્રણ હોય, તો તેઓ મશીન રેટિંગ્સના પ્રમાણમાં લોડ શેર કરશે. ઉદાહરણ તરીકે, જીઇ-ડિઝાઇન હેવી ડ્યુટી ગેસ ટર્બાઇનમાં બળતણનો પ્રવાહ કેવી રીતે વધે છે અથવા ઘટે છે તે સૂત્ર દ્વારા આપી શકાય છે, એફએસઆરએન = (એફએસકેઆરએન 2 * (ટીએનઆર-ટીએનએચ)) + એફએસકેઆરએન 1 જ્યાં, એફએસઆરએન = ડ્રૂપ મોડ માટે બળતણ સ્ટ્રોક સંદર્ભ (ગેસ ટર્બાઇનને પૂરું પાડવામાં આવેલ બળતણ) ટીએનઆર = ટર્બાઇન સ્પીડ સંદર્ભ ટીએનએચ = વાસ્તવિક ટર્બાઇન સ્પીડ એફએસકેઆરએન 2 = સતત એફએસકેઆરએન 1 = સતત ઉપરોક્ત સૂત્ર એક સીધી રેખા (વાય = એમએક્સ + બી) ના સમીકરણ સિવાય બીજું કંઈ નથી. ગ્રીડ સાથે જોડાયેલ સમાન% ડ્રોપ સેટિંગ ધરાવતા બહુવિધ સિંક્રનસ જનરેટર તેમના બેઝ લોડના પ્રમાણમાં ગ્રીડ લોડમાં ફેરફારને શેર કરશે. ઉત્તર અમેરિકાના વિદ્યુત ગ્રીડની સ્થિર કામગીરી માટે, પાવર પ્લાન્ટ સામાન્ય રીતે ચાર કે પાંચ ટકા સ્પીડ ડ્રોપ સાથે કામ કરે છે. વ્યાખ્યા મુજબ, 5 ટકા ડ્રોપ સાથે પૂર્ણ-લોડ ઝડપ 100% છે અને નો-લોડ ઝડપ 105% છે. સામાન્ય રીતે ગતિમાં ફેરફારો ગ્રીડ પર ચાલતા તમામ જનરેટર અને મોટર્સના કુલ ફરતા જથ્થાના જડતાને કારણે નાના હોય છે. ચોક્કસ પ્રાઇમર મૂવર અને જનરેટર સંયોજન માટે પાવર આઉટપુટમાં ગોઠવણો કેન્દ્રત્યાગી ગવર્નર પર સ્પ્રિંગ દબાણ વધારીને અથવા એન્જિન નિયંત્રણ એકમ ગોઠવણ દ્વારા અથવા ઇલેક્ટ્રોનિક સ્પીડ ગવર્નર માટે સમાન કામગીરી દ્વારા ધીમે ધીમે ડ્રોપ વળાંકને વધારીને કરવામાં આવે છે. ગ્રીડ સાથે જોડાયેલા તમામ એકમોમાં સમાન ડ્રોપ સેટિંગ હોવી જોઈએ, જેથી તમામ છોડ બહારના સંચાર પર આધાર રાખ્યા વિના આવર્તનમાં તાત્કાલિક ફેરફારોને સમાન રીતે પ્રતિસાદ આપે. સિંક્રનસ જનરેટરની સમાંતર કામગીરી દ્વારા આપવામાં આવતી જડતાની બાજુમાં, ફ્રીક્વન્સી સ્પીડ ડ્રૂપ એ વ્યક્તિગત પાવર પ્લાન્ટના પાવર આઉટપુટ (કેડબલ્યુ) ના નિયંત્રણમાં પ્રાથમિક તાત્કાલિક પરિમાણ છે. આ પણ જુઓ ઇલેક્ટ્રિક પાવર ટ્રાન્સમિશન વાઈડ એરિયા સિંક્રનસ ગ્રીડ ડાયનેમિક ડિમાન્ડ (ઇલેક્ટ્રિક પાવર) સંદર્ભો આલ્ફ્રેડ એન્ગલરઃ લો વોલ્ટેજ ગ્રીડમાં ડ્રોપ્સની લાગુ પડતી. ઇન્ટરનેશનલ જર્નલ ઓફ ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ એનર્જી રિસોર્સિસ, વોલ્યુમ 1, નંબર 1,2005. વીજળીનું ઉત્પાદન