Inertial response
जड़त्वीय प्रतिक्रिया बड़े समकालिक जनित्रों का एक गुण है, जिसमें बड़े समकालिक घूर्णन द्रव्यमान होते हैं, और जो विद्युत आपूर्ति और विद्युत ऊर्जा प्रणालियों, विशेष रूप से विद्युत ग्रिड की मांग के बीच किसी भी तत्काल असंतुलन को दूर करने का कार्य करता है। यांत्रिक बिजली आपूर्ति और बिजली की मांग के बीच हमेशा मौजूद बिजली असंतुलन के कारण ग्रिड में सभी समकालिक जनित्रों में घूर्णन द्रव्यमान की घूर्णन आवृत्ति या तो तेज हो जाती है और इस प्रकार अतिरिक्त बिजली आपूर्ति के मामले में अतिरिक्त बिजली को अवशोषित कर लेती है, या धीमी हो जाती है और अधिक बिजली की मांग के मामले में अतिरिक्त बिजली प्रदान करती है। सिंक्रोनस जनरेटर के मामले में यह प्रतिक्रिया डिजाइन में अंतर्निहित होती है और बिना किसी बाहरी हस्तक्षेप या समन्वय के होती है, जो स्वचालित उत्पादन नियंत्रण और ग्रिड ऑपरेटर को प्रणाली को फिर से संतुलित करने के लिए मूल्यवान समय (कुछ सेकंड) प्रदान करती है। ग्रिड आवृत्ति ग्रिड में सभी व्यक्तिगत सिंक्रोनस रोटरों की विस्तृत गतियों का संयुक्त परिणाम है, जिन्हें गति के सामान्य समीकरण द्वारा मॉडल किया जाता है जिसे स्विंग समीकरण कहा जाता है। अमेरिकी बिजली प्रणालियों में, ग्रिड प्रचालक को आवृत्ति को एक तंग सीमा के भीतर रखने के लिए अनिवार्य किया जाता है, और यदि उत्तरी अमेरिकी विद्युत विश्वसनीयता निगम द्वारा निगरानी में गैर-अनुपालन का पता चलता है तो वह वित्तीय रूप से जिम्मेदार हो सकता है। इसके अलावा, उपकरण की सुरक्षा के लिए, यदि आवृत्ति एक सीमा से नीचे गिर जाती है तो भार का एक हिस्सा काट दिया जाएगा ("अंडरफ्रीक्वेंसी लोड शेडिंग", यू. एफ. एल. एस) (अधिकांश यू. एस. में 59.5 हर्ट्ज, टेक्सास में 59.3 हर्ट्ज)। जब एक अप्रत्याशित आपूर्ति व्यवधान होता है (उदाहरण के लिए, एक जनरेटर विफलता), प्राथमिक आवृत्ति प्रतिक्रिया स्वचालित रूप से शुरू होती है-एक संवेदक कम आवृत्ति का पता लगाता है और तदनुसार प्राइम मूवर की शक्ति को समायोजित करता है। एक विशिष्ट तुल्यकालिक जनरेटर के लिए, इस समायोजन में यांत्रिक उपकरणों (वाल्व, आदि) का हेरफेर शामिल है। और इसमें समय लगता है। इस समय के दौरान, आवृत्ति में कमी को धीमा करने के लिए बिजली ग्रिड को संचित जड़ता पर निर्भर रहना पड़ता है। सिंक्रोनस जनरेटर जड़ता को बिजली-समय उत्पाद इकाइयों (जैसे, गीगावाट-सेकंड) में मापा जा सकता है, लेकिन अक्सर जनरेटर के "आकार" (नाममात्र विद्युत शक्ति) के लिए सामान्यीकृत किया जाता है और इस प्रकार समय की इकाइयों (तथाकथित) में वर्णित किया जा सकता है। तेजी से कताई करने वाले जनरेटर अधिक गतिज ऊर्जा (घूर्णन आवृत्ति के वर्ग के समानुपाती) को संग्रहीत कर सकते हैं, लेकिन आम तौर पर हल्के होते हैं और इस प्रकार तेजी से कम हो जाते हैं, जिससे धीमी और भारी मशीनों की तुलना में प्रतिक्रिया ("फ्रंट-लोडिंग") में अधिक शक्ति को जल्दी इंजेक्ट किया जाता है; यह आवश्यक नहीं है कि ग्रिड के उन हिस्सों के बीच बातचीत के कारण बेहतर हो जो "उछाल" और अस्थिरता का कारण बन सकते हैं। विशिष्ट बिजली संयंत्रों में 2 सेकंड (पनबिजली) से 7 सेकंड (गैस टर्बाइन) तक जड़ता स्थिर मान होते हैं। चूँकि एक तुल्यकालिक जनित्र की घूर्णन गति और इस प्रकार गतिज ऊर्जा इसके वर्तमान शक्ति स्तर पर निर्भर नहीं करती है, इसलिए समग्र ग्रिड की जड़ता चालू जनित्रों की जड़ता स्थिरांक से संबंधित है; कम बिजली की मांग के समय (जैसे, रात में) कम जनित्र चल सकते हैं, और इस प्रकार एक समान आकस्मिकता से निपटना कठिन हो सकता है। विद्युत भार में जड़ता जैसी गुणवत्ता हो सकती है। उदाहरण के लिए, विशिष्ट औद्योगिक विद्युत मोटर कम आवृत्तियों पर कम बिजली का उपभोग करते हैं, जिससे प्रणाली में एक छोटी, लेकिन ध्यान देने योग्य मात्रा में जड़ता जुड़ जाती है, यह प्रभाव आधुनिक और कुशल चर-गति नियंत्रणों पर स्विच करने के कारण कम हो रहा है जिसमें बहुत कम जड़ता जैसी प्रतिक्रिया होती है। यू. एल. एफ. एस. भार के डिस्कनेक्ट होने से बिजली की मांग कम हो जाती है और इस प्रकार आवृत्ति में कमी धीमी हो जाती है, जो जड़ता की मात्रा को बढ़ाने के बराबर है। परिवर्तनीय उत्पादन 21वीं शताब्दी तक, प्राथमिक आवृत्ति प्रतिक्रिया के साथ संयोजन में पारंपरिक जड़ता को अमेरिकी विद्युत ग्रिड की लक्ष्य विश्वसनीयता तक पहुंचने के लिए पर्याप्त माना जाता था। परिवर्तनीय अक्षय ऊर्जा (वी. आर. ई.) के उच्च प्रवेश ने नई चुनौतियों का निर्माण कियाः रात में हवा अधिक होती है, इसलिए कम मांग का प्रभाव-और इस प्रकार ऑनलाइन तुल्यकालिक जनरेटर की कम मात्रा-बढ़ जाती है; एक वी. आर. ई. जनित्र में आमतौर पर या तो घूर्णन द्रव्यमान (सौर) नहीं होता है, या इसका डिज़ाइन इलेक्ट्रोमैकेनिकल रूप से इसे बाकी ग्रिड के साथ नहीं जोड़ता है। एक विशिष्ट वी. आर. ई. जनरेटर एक इन्वर्टर के माध्यम से ग्रिड से जुड़ा होता है (इन जनरेटरों को आमतौर पर इन्वर्टर-आधारित संसाधन कहा जाता है) और इसलिए सिस्टम में जड़ता का योगदान उसी तरह करने में असमर्थ होता है जैसे तुल्यकालिक जनरेटर करता है। इसलिए पारंपरिक जड़ता के विकल्पों को लागू किया जाता है, और 2020 के दशक तक टेक्सास (ई. आर. सी. ओ. टी.) ने संयुक्त राज्य अमेरिका में अपने उच्च पवन ऊर्जा प्रवेश (पश्चिमी इंटरकनेक्शन, डब्ल्यू. आई. से लगभग दोगुना) और इसके अपेक्षाकृत छोटे आकार के कारण बढ़त बना ली, जिसने आकस्मिकताओं को प्रतिशत के संदर्भ में बड़ा बना दिया (एक एकल विफलता डब्ल्यू. आई. के लिए 2.6% और पूर्वी इंटरकनेक्शन के लिए 1.3% की तुलना में औसत भार के 6.4% के बराबर शक्ति ले सकती है)। जड़ता में गिरावट को संबोधित करने के लिए निम्न क्रूर-बल साधनों का उपयोग कम जड़ता के वातावरण में ग्रिड की विश्वसनीयता को बनाए रखने के लिए किया जाता हैः समकालिक जनित्रों के मालिकों को अपनी इकाइयों को संचालित करने के लिए मजबूर करके या इन्वर्टर-आधारित संसाधनों के उपयोग को कम करके जड़ता को सीमा स्तर से ऊपर रखना। विशुद्ध रूप से आर्थिक दृष्टिकोण से यह केवल एक अस्थायी उपाय हो सकता है; कम पारंपरिक नवीकरणीय जनित्रों का उपयोग करना जिसमें जड़ता (केंद्रित सौर ऊर्जा, बायोमास शक्ति) हो; समकालिक संघनित्रों के घूर्णन द्रव्यमान का उपयोग करना (इस विकल्प पर चर्चा के दौरान, 2020 तक ग्रिड पैमाने पर कोशिश नहीं की गई थी); सामान्य 59.5 हर्ट्ज की तुलना में बड़ी आवृत्ति विचलन की अनुमति देना (टेक्सास आवृत्ति को 59.3 हर्ट्ज तक कम करने की अनुमति देता है, एक और भी छोटा क्यूबेक इंटरकनेक्शन-58.5 हर्ट्ज तक); गैर-महत्वपूर्ण भार को फिट करना जो पूर्व निर्धारित आवृत्ति सीमा पर भार को छोड़ने वाले स्वचालित रिले के साथ संक्षिप्त डिस्कनेक्शन (जैसे, औद्योगिक शीतलन संयंत्र) को सहन कर सकता है। टेक्सास में, यह हवा के प्रवेश को बढ़ाने के लिए चुने गए मुख्य मार्गों में से एक था; ग्राहकों को एक बाजार तंत्र (ईआरसीओटी द्वारा भी उपयोग किया जाने वाला एक दृष्टिकोण) के माध्यम से अन्य सहायक सेवाओं की तरह आवृत्ति प्रतिक्रिया के लिए भुगतान करना। तेज आवृत्ति प्रतिक्रिया से भार का विच्छेदन बहुत जल्दी किया जा सकता है (आवृत्ति माप सहित आधा सेकंड)। इन्वर्टर-आधारित संसाधन (आई. बी. आर.), यदि पूर्ण उपलब्ध शक्ति पर नहीं चल रहे हैं, तो भी बहुत जल्दी रैंप किया जा सकता है (हवा के लिए 25 प्रतिशत प्रति सेकंड, फोटोवोल्टिक के लिए 100% प्रति सेकंड), एक पवन टरबाइन से सीमित मात्रा में गतिज ऊर्जा निकाली जा सकती है, जो लगभग आधे सेकंड (आधे सेकंड की देरी के बाद) के लिए इसकी क्षमता का अतिरिक्त 10 प्रतिशत प्रदान करती है। इसके अलावा, वह समय जब बहुत सारी अतिरिक्त आईबीआर क्षमता उपलब्ध होती है, उस समय के साथ मेल खाता है जब कई समकालिक जनरेटर ऑफ़लाइन होने के कारण पारंपरिक जड़ता अपने सबसे निचले स्तर पर होती है। नई तकनीक के ये लाभ तेज आवृत्ति प्रतिक्रिया (एफ. एफ. आर.) के कार्यान्वयन की अनुमति देते हैं-जड़ता जैसी प्रतिक्रिया समय प्राप्त करने के लिए आई. बी. आर. और लोड डिस्कनेक्ट के प्रेषण का उपयोग करके आवृत्ति नियंत्रण, इस प्रकार एफ. एफ. आर. के लिए वैकल्पिक नाम, सिंथेटिक जड़ता (एरिक्सन एट अल। उन इकाइयों के लिए "सिंथेटिक जड़ता" शब्द का उपयोग करने का प्रस्ताव है जो आवृत्ति के परिवर्तन की दर के अनुपात में प्रतिक्रिया करती हैं और अपर्याप्त जड़ता के प्रभावों पर प्रतिक्रिया करने वाली इकाइयों के लिए एफ. एफ. आर. को आरक्षित करती हैं, जैसे। आवृत्ति विचलन)। ग्रिड-स्केल बैटरियाँ भी 100% प्रति सेकंड की रैंप दर के साथ FFR में भाग ले सकती हैं। पवन ऊर्जा के साथ बिजली संतुलन का अनुकरण जब ग्रिड आवृत्ति बहुत अधिक या बहुत कम होती है, तो उच्च-वोल्टेज प्रत्यक्ष धारा लिंक के माध्यम से सक्रिय बिजली का प्रवाह नीचे या ऊपर किया जाएगा। बदले में, हवा का उत्पादन पिच नियंत्रण के माध्यम से कब्जा की गई पवन शक्ति को कम करने या बढ़ाने के लिए ब्लेड कोणों को बढ़ाएगा या घटाएगा। संदर्भ स्रोत विद्युत शक्ति नियंत्रण