Inertial response
انیرٹیل رسپانس بڑے سنکرونس جنریٹرز کی خاصیت ہے، جس میں بڑی سنکرونس گھومنے والی کمیت ہوتی ہے، اور جو بجلی کی فراہمی اور الیکٹرک پاور سسٹمز، عام طور پر الیکٹریکل گرڈ کی طلب کے درمیان کسی بھی فوری عدم توازن پر قابو پانے کا کام کرتی ہے۔ مکینیکل پاور سپلائی اور الیکٹرک پاور ڈیمانڈ کے درمیان ہمیشہ موجود بجلی کے عدم توازن کی وجہ سے گرڈ میں موجود تمام سنکرونس جنریٹرز میں گھومنے والی کمیتوں کی گردشی تعدد یا تو تیز ہو جاتی ہے اور اس طرح اضافی بجلی کی فراہمی کی صورت میں اضافی طاقت کو جذب کر لیتی ہے، یا بجلی کی ضرورت سے زیادہ کی صورت میں سست ہو کر اضافی بجلی فراہم کرتی ہے۔ سنکرونس جنریٹر کی صورت میں یہ ردعمل ڈیزائن میں بلٹ ان ہوتا ہے اور بغیر کسی بیرونی مداخلت یا ہم آہنگی کے ہوتا ہے، جو نظام کو دوبارہ متوازن کرنے کے لیے خودکار جنریشن کنٹرول اور گرڈ آپریٹر کو قیمتی وقت (چند سیکنڈ) فراہم کرتا ہے۔ گرڈ فریکوئنسی گرڈ میں موجود تمام انفرادی سنکرونس روٹرز کی تفصیلی حرکتوں کا مشترکہ نتیجہ ہے، جو حرکت کے عمومی مساوات کے ذریعے وضع کیے جاتے ہیں جسے سوئنگ مساوات کہا جاتا ہے۔ امریکی پاور سسٹمز میں، گرڈ آپریٹر کو فریکوئنسی کو ایک تنگ رینج کے اندر رکھنے کا حکم دیا جاتا ہے، اور اگر نارتھ امریکن الیکٹرک ریلیبلٹی کارپوریشن کی طرف سے نگرانی میں عدم تعمیل کا پتہ چل جائے تو وہ مالی طور پر ذمہ دار ہو سکتا ہے۔ مزید برآں، سامان کی حفاظت کے لیے، اگر فریکوئنسی ایک حد سے نیچے گر جاتی ہے تو بوجھ کا ایک حصہ منقطع ہو جائے گا ("انڈر فریکوئنسی لوڈ شیڈنگ"، یو ایف ایل ایس) (زیادہ تر امریکہ میں 59.5 ہرٹز، ٹیکساس میں 59.3 ہرٹز)۔ جب سپلائی میں غیر متوقع خلل پڑتا ہے (مثال کے طور پر، جنریٹر کی ناکامی)، تو پرائمری فریکوئنسی رسپانس خود بخود شروع ہو جاتا ہے-ایک سینسر کم فریکوئنسی کا پتہ لگاتا ہے اور اس کے مطابق پرائم موور کی طاقت کو ایڈجسٹ کرتا ہے۔ ایک عام سنکرونس جنریٹر کے لیے، اس ایڈجسٹمنٹ میں مکینیکل آلات (والو وغیرہ) کی ہیرا پھیری شامل ہوتی ہے۔ اور اس طرح وقت لگتا ہے۔ اس وقت کے دوران، فریکوئنسی میں کمی کو کم کرنے کے لیے پاور گرڈ کو جمع شدہ جمود پر انحصار کرنا پڑتا ہے۔ مطابقت پذیر جنریٹر کی جمود کو پاور ٹائم پروڈکٹ یونٹس (جیسے گیگا واٹ سیکنڈ) میں ماپا جا سکتا ہے، لیکن اکثر اسے جنریٹر کے "سائز" (برائے نام برقی طاقت) میں معمول بنایا جاتا ہے اور اس طرح اسے وقت کی اکائیوں (نام نہاد) میں بیان کیا جا سکتا ہے۔ تیز گھومنے والے جنریٹر زیادہ حرکی توانائی (گردش تعدد کے مربع کے متناسب) کو ذخیرہ کر سکتے ہیں، لیکن عام طور پر ہلکے ہوتے ہیں اور اس طرح تیزی سے کم ہو جاتے ہیں، جس کی وجہ سے سست اور بھاری مشینوں کے مقابلے میں ردعمل ("فرنٹ لوڈنگ") میں زیادہ طاقت انجکشن کی جاتی ہے۔ یہ ضروری نہیں کہ گرڈ کے ان حصوں کے درمیان تعامل کی وجہ سے بہتر ہو جو "اچھال" اور عدم استحکام کا سبب بن سکتے ہیں۔ عام پاور پلانٹس میں جمود مستقل اقدار 2 سیکنڈ (ہائیڈرو پاور) سے 7 سیکنڈ (گیس ٹربائنز) تک ہوتی ہیں۔ چونکہ گردش کی رفتار اور اس طرح سنکرونس جنریٹر کی حرکی توانائی اس کی موجودہ طاقت کی سطح پر منحصر نہیں ہوتی ہے، اس لیے مجموعی گرڈ کی جمود کا تعلق چلنے والے جنریٹرز کے جمود مستقل سے ہوتا ہے۔ کم بجلی کی طلب کے وقت (جیسے، رات کے وقت) کم جنریٹر چل سکتے ہیں، اور اس طرح اسی طرح کی ہنگامی صورتحال سے نمٹنا مشکل ہو سکتا ہے۔ لوڈ برقی بوجھ میں جمود جیسا معیار ہو سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، عام صنعتی برقی موٹرز کم تعدد پر کم طاقت استعمال کرتے ہیں، جس سے نظام میں ایک چھوٹی، لیکن قابل ذکر مقدار میں جمود کا اضافہ ہوتا ہے، یہ اثر جدید اور موثر متغیر رفتار کے کنٹرول میں تبدیل ہونے کی وجہ سے کم ہو رہا ہے جس میں جمود جیسا ردعمل بہت کم ہوتا ہے۔ یو ایل ایف ایس بوجھ کے منقطع ہونے سے بجلی کی طلب کم ہو جاتی ہے اس طرح تعدد میں کمی کو کم کر دیتا ہے، جو جمود کی مقدار میں اضافے کے برابر ہے۔ متغیر نسل اکیسویں صدی تک، بنیادی تعدد ردعمل کے ساتھ روایتی جمود کو امریکی برقی گرڈ کی ہدف وشوسنییتا تک پہنچنے کے لیے کافی سمجھا جاتا تھا۔ متغیر قابل تجدید توانائی (وی آر ای) کے زیادہ دخول نے نئے چیلنجز پیدا کیے: ہوا رات کے وقت زیادہ ہوتی ہے، اس لیے کم مانگ کے اثرات-اور اس طرح آن لائن سنکرونس جنریٹرز کی کم مقدار-بڑھ جاتے ہیں۔ ایک وی آر ای جنریٹر میں عام طور پر یا تو گردشی کمیت (شمسی) نہیں ہوتی ہے، یا اس کا ڈیزائن برقی طور پر اسے باقی گرڈ کے ساتھ جوڑتا نہیں ہے۔ ایک عام وی آر ای جنریٹر ایک انورٹر کے ذریعے گرڈ سے منسلک ہوتا ہے (اس طرح ان جنریٹرز کو عام طور پر انورٹر پر مبنی وسائل کہا جاتا ہے) اور اس وجہ سے نظام میں جمود کا حصہ اسی طرح ڈالنے سے قاصر ہے جس طرح سنکرونس جنریٹر کرتا ہے۔ اس لیے روایتی جمود کے متبادل کا اطلاق کیا جاتا ہے، اور 2020 کی دہائی تک ٹیکساس (ای آر سی او ٹی) نے ہوا کی طاقت کے زیادہ دخول (ویسٹرن انٹرکنکشن، ڈبلیو آئی سے تقریبا دوگنا) اور اس کے نسبتا چھوٹے سائز کی وجہ سے ریاستہائے متحدہ میں برتری حاصل کر لی جس نے وہاں کے ہنگامی حالات کو فیصد کے لحاظ سے بڑا بنا دیا (ایک ہی ناکامی ڈبلیو آئی کے لیے 2.6 فیصد اور ایسٹرن انٹرکنکشن کے لیے 1.3 فیصد کے مقابلے میں اوسط بوجھ کے 6.4 فیصد کے برابر طاقت لے سکتی ہے)۔ جمود میں کمی سے نمٹنے کے لیے گرڈ کی وشوسنییتا کو کم جمود کے ماحول میں برقرار رکھنے کے لیے درج ذیل بروٹ فورس کے ذرائع استعمال کیے جاتے ہیں: سنکرونس جنریٹرز کے مالکان کو اپنی اکائیوں کو چلانے پر مجبور کرکے یا انورٹر پر مبنی وسائل کے استعمال کو کم کرکے جمود کو حد کی سطح سے اوپر رکھنا۔ خالصتا معاشی نقطہ نظر سے یہ صرف ایک عارضی اقدام ہو سکتا ہے۔ کم روایتی قابل تجدید جنریٹرز کا استعمال کرنا جن میں جمود ہو (شمسی توانائی، بائیو ماس پاور کو مرتکز کرنا) ؛ مطابقت پذیر کنڈینسرز کے گردشی بڑے پیمانے کا استعمال کرنا (یہ آپشن، جب کہ زیر بحث تھا، 2020 تک گرڈ پیمانے پر آزمایا نہیں گیا تھا) ؛ عام 59.5 ہرٹز سے زیادہ فریکوئنسی انحراف کی اجازت دینا (ٹیکساس فریکوئنسی کو 59.3 ہرٹز تک گرنے کی اجازت دیتا ہے، اس سے بھی چھوٹا کیوبیک انٹرکنکشن-58.5 ہرٹز تک) ؛ غیر اہم بوجھ کو فٹ کرنا جو مختصر منقطع کو برداشت کر سکتا ہے (مثال کے طور پر، صنعتی کولنگ پلانٹس) خودکار ریلے کے ساتھ جو پہلے سے طے شدہ فریکوئنسی کی حد پر بوجھ ڈالتے ہیں۔ ٹیکساس میں، یہ ہوا کے دخول کو بڑھانے کے لیے منتخب کیے گئے اہم راستوں میں سے ایک تھا ؛ گاہکوں کو مارکیٹ میکانزم (ایک نقطہ نظر جو ای آر سی او ٹی بھی استعمال کرتا ہے) کے ذریعے دیگر ذیلی خدمات کی طرح فریکوئنسی رسپانس کے لیے ادائیگی کرنا۔ تیز فریکوئنسی رسپانس کا ڈس کنکشن بہت تیزی سے کیا جا سکتا ہے (نصف سیکنڈ، بشمول فریکوئنسی کی پیمائش)۔ انورٹر پر مبنی وسائل (آئی بی آر)، اگر مکمل دستیاب طاقت پر نہیں چل رہے ہیں، تو اسے بھی انتہائی تیزی سے ریمپ کیا جا سکتا ہے (ہوا کے لیے 25 فیصد فی سیکنڈ، فوٹو وولٹک کے لیے 100% فی سیکنڈ)، ونڈ ٹربائن سے محدود مقدار میں حرکی توانائی نکالی جا سکتی ہے، جو تقریبا آدھے سیکنڈ (آدھے سیکنڈ کی تاخیر کے بعد) کے لیے اس کی صلاحیت کا 10 فیصد اضافی فراہم کرتی ہے۔ مزید برآں، وہ وقت جب بہت زیادہ اضافی آئی بی آر کی گنجائش دستیاب ہوتی ہے وہ اس وقت کے ساتھ موافق ہوتی ہے جب بہت سے سنکرونس جنریٹرز آف لائن ہونے کی وجہ سے روایتی جمود سب سے کم ہوتی ہے۔ نئی ٹیکنالوجی کے یہ فوائد فاسٹ فریکوئنسی رسپانس (ایف ایف آر) کے نفاذ کی اجازت دیتے ہیں-فریکوئنسی کنٹرول آئی بی آر کے ڈسپیچ کا استعمال کرتے ہوئے اور جمود جیسے رد عمل کے اوقات کو حاصل کرنے کے لیے لوڈ منقطع کرتا ہے، اس طرح ایف ایف آر کا متبادل نام، مصنوعی جمود (ایرکسن اور دیگر) ہے۔ ان اکائیوں کے لیے "مصنوعی جمود" کی اصطلاح استعمال کرنے کی تجویز ہے جو تعدد کی تبدیلی کی شرح کے متناسب رد عمل ظاہر کرتی ہیں اور ایف ایف آر کو ان اکائیوں کے لیے محفوظ رکھتی ہیں جو ناکافی جمود کے اثرات پر رد عمل ظاہر کرتی ہیں، مثال کے طور پر۔ تعدد انحراف)۔ گرڈ اسکیل بیٹریاں بھی فی سیکنڈ 100% کے ریمپ ریٹ کے ساتھ ایف ایف آر میں حصہ لے سکتی ہیں۔ ہوا کی طاقت کے ساتھ طاقت کے توازن کی تقلید جب گرڈ کی تعدد بہت زیادہ یا بہت کم ہو تو ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ لنک کے ذریعے فعال بجلی کا بہاؤ نیچے یا اوپر کیا جائے گا۔ بدلے میں، ہوا کی پیداوار پچ کنٹرول کے ذریعے پکڑی گئی ہوا کی طاقت کو کم کرنے یا بڑھانے کے لیے بلیڈ کے زاویوں میں اضافہ یا کمی کرے گی۔ حوالہ جات ذرائع برقی طاقت کا کنٹرول