Hvordan flytte mye strøm veldig langt? Svaret er i økende grad likestrøm

[sverreb]

At dagens problem er at det tar for lang tid å måle frekvensendringer. Typisk trengs det 2-3 perioder og da kommer regulatorene for sent i gang med kompenseringen.

 

 

Det du beskriver er gårsdagens problem. Per i dag har man inverterteknikk til å reagere raskt nok. Pilotanlegget Eirgrid har installert gir full effekt etter 100ms,

 

 

Det er uansett ikke selve rampetiden eller responsen til inverteren som er problemet, men å detektere sikkert at frekvensen har endret seg. Periodetiden er jo 20 ms, og man skal ha minst to for å være sikker på at man ikke leser av feil (falske nullgjennomganger pga støy), og det går fort 50 ms før man kan starte med noen form for reaksjon på frekvensendringen.

Dere later jo til å være enig i tidsfaktoren her, men jeg ser ikke hvorfor man skal behøve å sample en hel periode (eller to) for å finne frekvensendringen.

 

i utgangspunktet er jo dette en kurvefitting hvor kurven er A*sin(f*(x-p))+K hvor A er amplitude, f er frekvens p er fase og K er DC offset. Da er det jo i teorien (og kun i teorien naturligvis) nok med 4 sampler, uansett hvor tett de er tatt. Støy er naturligvis en faktor, så flere sampler og en større del av fasen trengs nok å samples, men det burde da være mulig å kunne måle dette temmelig nøyaktig innenfor si 1/4 periode. en samplerate på omkring 1 ks/s burde holde.

 

Når vi så drar på forsinkelser i et invertersystem ville jeg trodd at det var der problemene dukket opp, men om du sier at det ikke er responstiden på inverterne, men målingen, da lurer jeg på hva som begrenser oss til å måtte måle så mye som to perioder.

 

 

En “ekte” svingmasse reagerer som nevnt av seg selv siden å bremse et svinghjul automatisk trekker ut energi av det som vil bremse den opprinnelige effekten.

Ja det vil reagere på momentanfrekvensen, men jeg ser ikke at vi ikke skal kunne måle momentanfrekvensen på vesentlig kortere tid enn flere perioder. Tross alt om et fysisk system kan reagere på det burde det kunne måles, og jeg ser ikke at vi er noe i grenseland av vår tekniske kapabilitet til å måle her.

Endret 8. juli 2019 av sverreb

[Twinflower]

Hvis du mener det er enkelt så må du gjerne kontakte forskningsmiljøene som ikke får til dette.

 

Alle instrumenter vi benytter måler frekvens ved å ta tiden mellom nullgjennomganger. De har sikkert sine grunner.

[dguzs]

 

Det du beskriver er gårsdagens problem. Per i dag har man inverterteknikk til å reagere raskt nok. Pilotanlegget Eirgrid har installert gir full effekt etter 100ms, det er like raskt som det den roterende massen klarer. Vi har sett data fra dem og det er faktisk helt korrekt: litt over 100ms, trodde ikke det selv først jeg.

100 ms er jo ikke så veldig raskt.

 

Se tråden jeg linket til lenger oppe. Der er det noen linker (og utdrag) som forklarer hvorfor en stor andel av forskerne som er kvalifisert til dette prøver å finne bedre måter å løse problemet med syntetisk svingmasse.

 

Det er uansett ikke selve rampetiden eller responsen til inverteren som er problemet, men å detektere sikkert at frekvensen har endret seg. Periodetiden er jo 20 ms, og man skal ha minst to for å være sikker på at man ikke leser av feil (falske nullgjennomganger pga støy), og det går fort 50 ms før man kan starte med noen form for reaksjon på frekvensendringen.

 

En “ekte” svingmasse reagerer som nevnt av seg selv siden å bremse et svinghjul automatisk trekker ut energi av det som vil bremse den opprinnelige effekten.

Bare en kjapp replikk på dette med at svingmassen reagerer momentant - dette er jo også ikke helt korrekt. For det går noen subtransiente og transiente rotorsvingninger i generatoren før den mek.effekten begynner å bli konvertert til elektrisk effekt. Dette er også gjerne noen 100-der ms.

 

Ok, jeg ser at vi går nå over i retning måleteknikk og sampling. Og for teori sin del er jo det interessant, syntes dette var kult fag den gangen på universitetet.

 

Men. Jeg jobber for en TSO og fra vårt ståsted må vi begrense fallet i frekvensen i de første 4-5 sekundene før FCR (primærregulering på gamlespråket) slår inn. Ut i fra vårt ståsted er 100 ms kjemperaskt. Og om frekvensen faller 100 eller 200 ms før en slik inverter slår inn er urelevant.

Videre må vi få dette til på den mest effektive måten, for alle nettkunder sin skyld. Og roterende kompensatorer er sinnsykt dyre greier. Batterier med inverter klarer i dag å levere ikke bare denne "inertia" men også FCR og kortslutningsytelse. Altså 3 in 1.

[Twinflower]

100ms i sub-transiente?

 

De er over før første halvperiode, altså under 10 msved 50hz.

 

Transiente varer riktignok lenger, typisk 2-4 perioder, altså 100-200 ms, men den mekaniske overføringen starter allerede(ganske kraftig) ved subtransient.

 

Ellers har du rett i at det ikke er helt momentant

Endret 8. juli 2019 av Twinflower

[sverreb]

Hvis du mener det er enkelt så må du gjerne kontakte forskningsmiljøene som ikke får til dette.

Dette er en åpenbar overforenkling siden det er lett å se at å måle raskere ER fullt mulig. Det er greit at du ikke vet grunnen til hva som eventuellt gjør en virtuell svingmasse vanskelig, men dropp slike apeller til autoritet, det er bare usaklig.

 

 

Alle instrumenter vi benytter måler frekvens ved å ta tiden mellom nullgjennomganger. De har sikkert sine grunner.

Jeg vet ikke hvilke instrumenter du bruker, og hvorfor de eventuellt velger å gjøre det slik, kanskje fordi de ikke prøver å måle frekvensen med kort latens. Selv målerne i automatsikringer som trenger å være billige reagerer raskere enn det, og det er fra en fullstendig avslått tilstand. (Og ja nye automatsikringer er i stadig større grad styrt av en MCU som måler med en supersamplende ADC.)

[Twinflower]

Dette er en åpenbar overforenkling siden det er lett å se at å måle raskere ER fullt mulig. Det er greit at du ikke vet grunnen til hva som eventuellt gjør en virtuell svingmasse vanskelig, men dropp slike apeller til autoritet, det er bare usaklig.

 

 

 

Jeg vet ikke hvilke instrumenter du bruker, og hvorfor de eventuellt velger å gjøre det slik, kanskje fordi de ikke prøver å måle frekvensen med kort latens. Selv målerne i automatsikringer som trenger å være billige reagerer raskere enn det, og det er fra en fullstendig avslått tilstand. (Og ja nye automatsikringer er i stadig større grad styrt av en MCU som måler med en supersamplende ADC.)

 

Les deg opp selv om du mener det er en overforenkling.

 

Etterpå kan du komme drassende med egen autoritet.

 

http://www.eirgridgroup.com/site-files/library/EirGrid/RoCoF-Alternative-Solutions-Technology-Assessment-Phase-1-DNV-GL-Report_.pdf

 

 

 

Fra artikkelen:

 

The high level analysis of alternative solutions to help prevent large RoCoF events has delivered the following key conclusions:

 

Synthetic Inertia Devices

 

 The “synthetic inertia” Fast Frequency Response (FFR) type devices have the potential to provide a power response to help prevent high RoCoF events.

 

 However, the time period required to reliably activate a (synthetic)1 FFR type device for the delivery of an effective power response poses some challenges. Within this total response time, the most challenging aspect is the period required to reliably detect and measure a RoCoF event to ensure the appropriate response to mitigate the event.

 

 

Noe som er nøyaktig hva jeg har anført i denne tråden

[sverreb]

Les deg opp selv om du mener det er en overforenkling.

I artikkelen kommer det frem at den fremstillingen er en overforenkling, ja. Det er fint mulig å måle raskere men de velger å se bort i fra det siden de antar at a: den regulerende virtuelle inertiamodulen er noe som må koples inn eksplisitt, og dette må unngås om det ikke er reellt behov. (Sikkert riktig fra deres ståsted, men ikke noe som må være universellt riktig.). De må derfor avvise en del frekvensavvik som skyldes feilsituasjoner og ikke er enkle frekvensavvik.

 

I artikkelen finner jeg dette:

 

The FFTA determines the frequency based on Fourier analyses which makes it possible to do this using only a part of the voltage sine wave. With the FFTA, a more continuous measurement can be achieved as opposed to the zero crossing detection and therefore is potentially faster. However, when only part of the sine wave is measured, transient signals could lead to incorrect assumption of the total sine wave characteristics.

M.a.o. påstanden om at tiden det tar å måle et problematisk er en catch 22. De definerer at de må måle lenger for å ikke trigge på transienter, men det er fullt ut mulig å måle instantan frekvens raskere akkurat som jeg sa. Igjen sikkert en riktig begrensing fra deres ståsted, men det betyr at det er ikke målingen som er det fundamentale problemet, men at reguleringen har en kostnad ved å koples inn og at dette er noe de må unngå. Til sammenligning er fysisk spinnende reserver altid koplet til, og det er det som er den fundamentale forskjellen jeg ser i denne artikkelen, ikke at målingen i seg selv er vanskelig.

 

Risikoen du løper ved å støtte deg på en slik enkelt rapport er at selv om konklusjonen kan være riktige i den konteksten rapporten er lagd i (Eller ikke, feil forekommer) så kan det godt hende at det er mulig å omgå de problemene de støtte på. M.a.o. en enkelt rapport er ikke indikativt av noe konsensus.

 

Det kan godt hende at det er vanskjelig endog umulig i dag å lage en faktisk faselåst inverter for gridforsyning, men det er altså det som er grunnlagsproblemet her, ikke det måletekniske. Det de som skrev rappoorten var opptatt av var å ikke kople til inverteren unødig, og derfor krevde at frekvensen ble målt over flere perioder for å unngå det.

Endret 8. juli 2019 av sverreb

[Twinflower]

Akkurat!

 

Hadde de enten hatt en klokkeren sinus eller visst hvilke harmoniske som inntreffer under transienter ville problemet vært mindre.

 

Nå må de sikre seg ved å ta FFT av signalet for å a) utelukke falske nullgjennomganger, b) utelukke enkelte harmoniske (2. harmoniske er en gjenganger ved trafo-inrush, og ikke noe man nødvendigvis vil overreagere mot) og c) være helt sikker så de ikke kompenserer på en misforståelse og bidrar til svingninger istedenfor å dempe de.

 

 

Flott at du åpnet dokumentet.

 

Det er mye forskning på dette, så om du googler vil du finne mye mer.

 

 

Edit: for å svare litt mer på det du skriver/oppsummere:

 

Det er måleteknisk utfordrende å definitivt avgjøre at det har forekommet ROCOf og det er derfor målingen tar tid.

 

Inverteren går/er innkoblet hele tiden. Det er pådraget de vil holde igjen til det er sikkert innenfor et visst konfidensinterval at det må gjøres noe

 

Kostnaden ved falsk positiv er bidrag til ustabilitet.

 

 

Er vi på samme side?

Endret 8. juli 2019 av Twinflower

[sverreb]

Inverteren går/er innkoblet hele tiden. Det er pådraget de vil holde igjen til det er sikkert innenfor et visst konfidensinterval at det må gjøres noe

 

Kostnaden ved falsk positiv er bidrag til ustabilitet.

Det er i så fall mer en reguleringsteknisk øvelse fremfor en måleteknisk. Igjen det er sikkert masse begrensinger med de inverterne som er i veien for reguleringen, men det er ikke et måleteknisk problem, men heller et problem med selve inverteren som hindrer den i å gi et bidrag som en svingmasse.

 

Hva fundamentalt er det som gjør at en inverter som gir et pådrag ved falsk positiv er et bidrag til ustabilitet hvis en roterende svingmasse ikke er det? Hva er det med inverteren som gjør at den ikke kan gi det eksakt samme bidraget. Dette later til å være det mer fundamentale spørmålet, og svaret på det er åpenbart ikke tiden det tar å måle og finne falske positive. Hadde inverterens bidrag vært som svingmassen da hadde ikke det vært et problem, siden vi ikke hadde trengt å måle noe som helst.

 

Så ser jeg jo ovenfor her at andre ikke later til å være enige med deg at invertere ikke kan levere tilsvarende regulering, men om det er fordi dere egentlig snakker om forskjellige ting skal ikke jeg si sikkert.

[Twinflower]

Jeg tror faktisk du er kompetent nok til å svare mange av spørsmålene dine på egen hånd om jeg skal bedømme deg på grunnlag av andre innlegg jeg har sett fra deg.

 

Hvis ikke kan jeg svare deg i morgen når jeg har et ordentlig tastatur.

[sverreb]

Jeg tror faktisk du er kompetent nok til å svare mange av spørsmålene dine på egen hånd om jeg skal bedømme deg på grunnlag av andre innlegg jeg har sett fra deg.

 

Hvis ikke kan jeg svare deg i morgen når jeg har et ordentlig tastatur.

Nå er jo grunnen til at jeg deltar her at jeg gjerne vil vite hva som er den egentlige begrensingen. Jeg sier jo ikke at du tar feil, men at forklaringsmodellen som har fremkommet ikke helt henger sammen, noe som da også fremgikk fra artikkelen du refererte.

 

Det vi ser etter er om vi kan erstatte stor tung roterende masse med en solid state løsning for å løse det samme problemet.

 

Når man så peker på 'måleproblemer' og det egentlig viser seg at vi trenger et kriterie for å styre en solid state løsning, og dette kriteriet har en så lang inherent tidskonstant at innkoplingen/pådraget blir vanskelig da ser vi jo at det er noe med solid state løsningen i seg selv som er problematisk. Innkopling av fysisk inertia har jo ikke samme kriterie.

 

Tross alt bryr ikke det elektriske feltet i nettet seg noe om hvorvidt det er koplet til en mekanisk masse eller påtrykt på annet vis, så lenge resultatet er det samme, så om vi kan påtrykke det samme som en roterende masse gjør da må vi pr. def. ha redusert måleproblemet til det samme som for en roterende masse.

 

La oss gjøre et tankeeksperiment:

 

Hvis du kjører en datamaskin som simulerer en roterende masse basert på målinger gjort fra nettet, da kan en fint greie å beregne på mikrosekundet fasevinkel og inertia for den virtuelle rotoren. For alle praktiske formål vil denne matche hva en fysisk rotor gjør. Hvis vi så lar denne datamaskinen styre et tenkt solid-state invertersystem som gir det samme elektriske påtrykket som en fysisk rotor ville gitt, da ville man kommet helt bort i fra å måtte måle noe nytt.

 

Siden den første delen av dette systemet for meg er godt kjent og jeg vet det kan løses enkelt og billig, kommer jeg til at det er det tenkte invertersystemet som denne kontrolleren skal styre som er problemet gitt at du har rett i at slike systemer ikke er realiserte. Det jeg gjerne vil forstå er hva som skal til for å løse det delproblemet.

Endret 9. juli 2019 av sverreb

[Twinflower]

Nå er jo grunnen til at jeg deltar her at jeg gjerne vil vite hva som er den egentlige begrensingen. Jeg sier jo ikke at du tar feil, men at forklaringsmodellen som har fremkommet ikke helt henger sammen, noe som da også fremgikk fra artikkelen du refererte.

 

Det vi ser etter er om vi kan erstatte stor tung roterende masse med en solid state løsning for å løse det samme problemet.

 

Når man så peker på 'måleproblemer' og det egentlig viser seg at vi trenger et kriterie for å styre en solid state løsning, og dette kriteriet har en så lang inherent tidskonstant at innkoplingen/pådraget blir vanskelig da ser vi jo at det er noe med solid state løsningen i seg selv som er problematisk.

 

Tross alt bryr ikke det elektriske feltet i nettet seg noe om hvorvidt det er koplet til en mekanisk masse eller påtrykt på annet vis, så lenge resultatet er det samme, så om vi kan påtrykke det samme som en roterende masse gjør da må vi pr. def. ha redusert måleproblemet til det samme som for en roterende masse.

 

La oss gjøre et tankeeksperiment:

 

Hvis du kjører en datamaskin som simulerer en roterende masse basert på målinger gjort fra nettet, da kan en fint greie å beregne på mikrosekundet fasevinkel og inertia for den virtuelle rotoren. For alle praktiske formål vil denne matche hva en fysisk rotor gjør. Hvis vi så lar denne datamaskinen styre et tenkt solid-state invertersystem som gir det samme elektriske påtrykket som en fysisk rotor ville gitt, da ville man kommet helt bort i fra å måtte måle noe nytt.

 

Siden den første delen av dette systemet for meg er godt kjent og jeg vet det kan løses enkelt og billig, kommer jeg til at det er det tenkte invertersystemet som denne kontrolleren skal styre som er problemet gitt at du har rett i at slike systemer ikke er realiserte. Det jeg gjerne vil forstå er hva som skal til for å løse det delproblemet.

 

 

Ok, la meg prøve å forklare.

 

Først litt om bakgrunnen min slik at du kan putte det i kontekst.

Jeg har jobbet siste ti år med kraftsystemer på skip, altså design, programmering og tuning av kraftproduksjon, reguleringen av nettet og de tyngste forbrukerene.

Siden nettet på skip er svake sammenliknet med hva det er på land, så er ustabilitet noe vi opplever i stor grad og det er også den utfordringen vi jobber mest med for å finne effektive løsninger for. 

 

Typiske kilder til ustabilitet er enten en gåen regulator til enten turtall eller spenning, som gir store utslag i enten aktiv eller reaktiv effekt. Alternativ generatorbryterfall med påfølgende overbelastning av gjenværende generatorene. 

 

I det siste har det kommet flere og flere løsninger med batterier til skip, og dette er noe jeg har jobbet med i snart to år. Erfaringen jeg uttaler meg på bakgrunn av kommer fra testing av disse sammen med tradisjonelle generatorer.

 

En typisk test er å laste opp to generatorer til nær 100% for deretter å knerte ut én av de og sørge for at forbrukerene og lastkontrollsystemet detekterer den nært forestående overbelastningen på en slik måte at lasten blir redusert uten at gjenværende generator kneler. I dag fungerer dette systemet så bra at man knapt merker blinking i lysene på tross av et nærmest 100% laststeg i løpet av noen få milisekunder.

 

Den samme testen hvor gjenværende "generator" er et batteri med en omformer vil gi en langt større dipp i spenningen og lysene blinker over hele skuten. 

 

Årsaken til dette er altså manglende svingmasse. Inverteren ligger alltid noen steg bak når det kommer til å måle frekvensen og deretter justere pådraget.

 

 

Når du argumenterer for at det er et reguleringsteknisk problem fremfor et måleteknisk så kan dette diskuteres. Jeg mener at hvis vi i dag hadde teknologi til å måle frekvensen uten opphold og var sikre på måleverdien, så hadde vi hatt løsningen. F.eks ved et teoretisk perfekt filter som gav en perfekt sinus inn til AD-konverteren slik at endringer i grunnharmonisk ble oppdaget på noen få ms. 

Problemet i dag er reguleringsteknisk fordi vi ikke har metoder for å måle store frekvensendringer med stor nok sikkerhet på kort nok tid.

 

 

Når jeg skriver at utilsiktede reguleringer fører til ustabilitet så må du zoome ut litt. Se for deg et Europa pepret med vindmøller, batterier og solcelleanlegg med invertere koblet til nettet. Om de begynner å registrere transienter som ikke er der vil de kompensere for spøkelser og dra nettet bort fra stabilitet. I en perfekt verden ønsker man en frekvens lik 50.000 hz og dette er noe enhver regulator på nettet prøver å oppnå, da trenger man ikke rouge regulatorer som forstyrrer basert på falske måleverdier.

 

Invertere kan kompensere for trege lastendringer, men de kan ikke støtte opp under transienter. Til dette trengs altså roterende masse, eksempelvis vannkraftturbiner, atomkraftturbiner og så videre. De trenger ikke å måle frekvensen ettersom en hver endring i frekvens vil prøve å enten bremse eller aksellerere den roterende massen, og denne massens treghet vil "naturlig" motsette seg dette.

 

Jeg er usikker på hva du ville oppnå med simuleringseksemplet ditt.

Problemet er som sagt at vi ikke vet hva frekvensen er fordi den alltid inneholder en ukjent grad av transienter som gjør den til en "ikke-sinus" og fordi man altså ikke vet om kilden til den plutselige endringen i frekvens er en spenningstransient/harmonisk eller en faktisk endring i turtall som gir utslag på spenningsfrekvensen. En datasimulering vil ha akkurat samme problemer med å, på sikker måte, måle frekvensen før den styrer pådraget - med mindre du gir den en perfekt sinus og en raskere måte å måle den på (f.eks ethvert avvik fra neste måle-syklus i en fremover beregnet sinus-funksjon).

 

 

Om det elektriske feltet kommer fra en inverter eller en synkrongenerator er det samme, men de oppfører seg ikke likt før de klarer å detektere endringer like fort.

[sverreb]

Invertere kan kompensere for trege lastendringer, men de kan ikke støtte opp under transienter. Til dette trengs altså roterende masse, eksempelvis vannkraftturbiner, atomkraftturbiner og så videre. De trenger ikke å måle frekvensen ettersom en hver endring i frekvens vil prøve å enten bremse eller aksellerere den roterende massen, og denne massens treghet vil "naturlig" motsette seg dette.

Man trenger ikke en fysisk masse for å lage et system med treghet. En faselåst loop kan fint lages så treg man måtte ønske, spesiellt om man benytter en DPLL. Jeg kan ikke komme bort i fra at det er å omsette en ønsket pådrag til et fysisk pådrag som er problemet her, ikke å beregne hva det ønskede fysiske pådraget skal være.

 

 

 

Jeg er usikker på hva du ville oppnå med simuleringseksemplet ditt.

Det er for å vise at vi måleteknisk kan gjøre akkurat det samme som en roterende masse med fysisk inertia gjør. akkurat som at den roterende massen ikke trenger noe spesiell elektronikk for å filtrere ut transienter, trenger heller ikke en simulert roterende masse det. Den har et simulert inertia som ER filteret, akkurat som at den fysiske massen til rotoren ER et lavpassfilter for denne.

 

 

Problemet er som sagt at vi ikke vet hva frekvensen er fordi den alltid inneholder en ukjent grad av transienter som gjør den til en "ikke-sinus" og fordi man altså ikke vet om kilden til den plutselige endringen i frekvens er en spenningstransient/harmonisk eller en faktisk endring i turtall som gir utslag på spenningsfrekvensen.

Enig i det, men det 'vet' ikke den fysiske rotoren heller. Den bare virker med sitt inertia for å beholde grunnfrekvensen den for det meste har blitt påtrykt. I prinsippet kan en kontrollert inverter gjøre akkurat det samme, men i prinsippet og i praksis er jo ikke det samme så det jeg er ute etter er å forså de begrensingene vi har i inverterne som hindrer dette.

 

En datasimulering vil ha akkurat samme problemer med å, på sikker måte, måle frekvensen før den styrer pådraget - med mindre du gir den en perfekt sinus og en raskere måte å måle den på (f.eks ethvert avvik fra neste måle-syklus i en fremover beregnet sinus-funksjon).

Du får simuleringen til å gjøre det eksakt samme (minus tilbakekoplingen om den mangler naturligvis) ved at hver måling bare har begrenset bidrag på utgangen av systemet. Du trenger derfor ikke å detektere transienter. Transientene simpelten har begrenset effekt ved at de er korte (I.e. transiente). Dette er lavpassfiltrering i praksis.  

 

En simulering av en rotor er jo bare en illustrasjon. En mer praktisk tilnærming er jo gjerne å båndpassfiltrere det samplede signalet og så bruke dette for å styre trackingen. Dette er det som skjer i en radio, som jo også trenger å følge en bærefrekvens og greie å undertrykke transienter (For en radio er i tilegg selve signalet noe som flytter grunnfrekvensen i de fleste tilfeller). Den viktigste forskjellen melleom de to systemene er jo at der radioen kan generere signalet fra frekvenssythesizeren uten alt for mye bekymring om energinivåer (pW) og virkningsgrad, må kraftelektronikken håntere effekter i MW og virkningsgrader veldig nær på 100%. Så igjen jeg ser ikke at det er det måletekniske som er grunnproblemet, men heller at kraftelektronikk har en del begrensinger som gjør reglueringen av den vanskelig. Og mens jeg har en hel del bakgrunn i regulering og styring, så driver jeg ikke med kraftelektronikk, så hva de begrensingene er vet jeg lite om. Derav denne tråden.

[Twinflower]

Vi bruker PLL til synkronisering, men denne krever jo at nettet er noen lunde stabilt.

 

Ellers føler jeg diskusjonen begynner å nærme seg metningspunktet.

[dguzs]

Vi bruker PLL til synkronisering, men denne krever jo at nettet er noen lunde stabilt.

 

Ellers føler jeg diskusjonen begynner å nærme seg metningspunktet.

 

Synes det er veldig interessant å følge den diskusjonen her. Ikke minst fordi man kan friske opp noe kunnskap man ikke har vært borti siden universitetsbenken.

 

Men videre vil jeg si at jeg ikke er enig i å projisere erfaringer fra microgrids (som f.eks. på et skip) og anta at det er eksakt slikt også vanlig kraftnett oppfører seg. For det du sier er det eneste som skiller nett på et skip fra et kraftnett er mangel på roterende masse og det er jo ikke riktig.

For det første, når en stor generator faller ut fra det synkrone kraftnettet er ikke spenning noe problem. Hurtige spenningsvariasjoner er et problem i tilfellene man får kortslutningsfeil (linjen faller ned på bakken, kortslutning i isolasjon et sted o.l.) eller ved lynnedslag. Dette er ikke tema for denne diskusjonen.

For det andre, et synkront kraftnett skiller seg fra et microgrid med det at det er store mengder energi lagret i induktive og kapasitive elementer overalt i nettet. Store transformatorer, kabler, kondensatorer o.l. Alle disse elementene demper for alle slags prossesser i nettet, denne effekten har man ikke i et microgrid (eller den er uvesentlig liten).

 

Så igjen, i et kraftnett (snakker ikke om microgrid på et skip) er det urelevant om injeksjon av aktiv effekt for å støtte frekv. er gjort av en roterende maskin eller en inverter. Jeg antar at en slik inverter har måleteknikken i orden for å detektere høy rocof, slik det ble klart i denne diskusjonen: takk, sverreb.

[Twinflower]

Synes det er veldig interessant å følge den diskusjonen her. Ikke minst fordi man kan friske opp noe kunnskap man ikke har vært borti siden universitetsbenken.

 

Men videre vil jeg si at jeg ikke er enig i å projisere erfaringer fra microgrids (som f.eks. på et skip) og anta at det er eksakt slikt også vanlig kraftnett oppfører seg. For det du sier er det eneste som skiller nett på et skip fra et kraftnett er mangel på roterende masse og det er jo ikke riktig.

For det første, når en stor generator faller ut fra det synkrone kraftnettet er ikke spenning noe problem. Hurtige spenningsvariasjoner er et problem i tilfellene man får kortslutningsfeil (linjen faller ned på bakken, kortslutning i isolasjon et sted o.l.) eller ved lynnedslag. Dette er ikke tema for denne diskusjonen.

For det andre, et synkront kraftnett skiller seg fra et microgrid med det at det er store mengder energi lagret i induktive og kapasitive elementer overalt i nettet. Store transformatorer, kabler, kondensatorer o.l. Alle disse elementene demper for alle slags prossesser i nettet, denne effekten har man ikke i et microgrid (eller den er uvesentlig liten).

 

Så igjen, i et kraftnett (snakker ikke om microgrid på et skip) er det urelevant om injeksjon av aktiv effekt for å støtte frekv. er gjort av en roterende maskin eller en inverter. Jeg antar at en slik inverter har måleteknikken i orden for å detektere høy rocof, slik det ble klart i denne diskusjonen: takk, sverreb.

 

 

Ja, et microgrid er en slags ekstremversjon av et landgrid hvor alt får enorme konsekvenser. 

 

Det lille jeg har av erfaring fra land-nett er at det er minst like viktig med hurtig regulering av aktiv effekt for å hindre forplantninger i nettet som setter det ut av balanse.

På skip er hurtig reaksjon nødvendig for å unngå for store dipper (dipper og transienter på 10-20 % er ikke unormalt på et skip hvis generatorer faller ut eller det skjer en kortslutning).

 

 

Så selv om oppførselen til et stort grid og et microgrid er veldig ulikt ønsker jeg å poengtere at jeg mener ekstremt hurtig respons på transienter er viktig i begge tilfeller for å bevare stabilitet.

 

Det er derfor jeg argumenterer for at det må være roterende masse, også i et stiv nett. Jeg og du har jo diskutert dette før, og det var nettopp i en artikkel om forklarte problemet med manglede svingmasse og dens reguleringsegenskaper i et land-nett som i økende grad består av invertere fra solceller og andre fornybarkilder.

https://www.tu.no/artikler/sol-og-vindenergi-gir-problemer-i-nettet-kraftverk-matte-stenge/458115

 

 

Så når Statnett også synes dette er et problem så er det sikkert reelt nok.

[dguzs]

 

Synes det er veldig interessant å følge den diskusjonen her. Ikke minst fordi man kan friske opp noe kunnskap man ikke har vært borti siden universitetsbenken.

 

Men videre vil jeg si at jeg ikke er enig i å projisere erfaringer fra microgrids (som f.eks. på et skip) og anta at det er eksakt slikt også vanlig kraftnett oppfører seg. For det du sier er det eneste som skiller nett på et skip fra et kraftnett er mangel på roterende masse og det er jo ikke riktig.

For det første, når en stor generator faller ut fra det synkrone kraftnettet er ikke spenning noe problem. Hurtige spenningsvariasjoner er et problem i tilfellene man får kortslutningsfeil (linjen faller ned på bakken, kortslutning i isolasjon et sted o.l.) eller ved lynnedslag. Dette er ikke tema for denne diskusjonen.

For det andre, et synkront kraftnett skiller seg fra et microgrid med det at det er store mengder energi lagret i induktive og kapasitive elementer overalt i nettet. Store transformatorer, kabler, kondensatorer o.l. Alle disse elementene demper for alle slags prossesser i nettet, denne effekten har man ikke i et microgrid (eller den er uvesentlig liten).

 

Så igjen, i et kraftnett (snakker ikke om microgrid på et skip) er det urelevant om injeksjon av aktiv effekt for å støtte frekv. er gjort av en roterende maskin eller en inverter. Jeg antar at en slik inverter har måleteknikken i orden for å detektere høy rocof, slik det ble klart i denne diskusjonen: takk, sverreb.

 

 

Ja, et microgrid er en slags ekstremversjon av et landgrid hvor alt får enorme konsekvenser. 

 

Det lille jeg har av erfaring fra land-nett er at det er minst like viktig med hurtig regulering av aktiv effekt for å hindre forplantninger i nettet som setter det ut av balanse.

På skip er hurtig reaksjon nødvendig for å unngå for store dipper (dipper og transienter på 10-20 % er ikke unormalt på et skip hvis generatorer faller ut eller det skjer en kortslutning).

 

 

Så selv om oppførselen til et stort grid og et microgrid er veldig ulikt ønsker jeg å poengtere at jeg mener ekstremt hurtig respons på transienter er viktig i begge tilfeller for å bevare stabilitet.

 

Det er derfor jeg argumenterer for at det må være roterende masse, også i et stiv nett. Jeg og du har jo diskutert dette før, og det var nettopp i en artikkel om forklarte problemet med manglede svingmasse og dens reguleringsegenskaper i et land-nett som i økende grad består av invertere fra solceller og andre fornybarkilder.

https://www.tu.no/artikler/sol-og-vindenergi-gir-problemer-i-nettet-kraftverk-matte-stenge/458115

 

 

Så når Statnett også synes dette er et problem så er det sikkert reelt nok.

Så lenge vi har et AC system kan vi såklart ikke klare oss 100% uten roterende maskiner. Men vi snakker jo om hvordan skal vi skaffe mer inertia utenom veien om nye og dyre synkrone maskiner. Det er ingen sted jeg leser at Statnett sverger bare til roterende masse. Se raporten fra FFR prosjektet.

https://www.statnett.no/contentassets/250c2da4dd564f269ac0679424fdfcfc/evaluering-av-raske-frekvensreserver.pdf

Side 5, Konklusjoner:

"Kapasitet finnes først og fremst innen teknologi som bruker kraftelektronikk for rask kontroll av forbruk, inkludert UPS teknologi."

[Twinflower]

Artikkelen handler jo i sin helhet om at roterende masse er det som fungerer best siden invertere ikke er like bra per i dag...

Kapasiteten fra andre kilder er der, men de får den ikke innpå nettet raskt nok

[dguzs]

Artikkelen handler jo i sin helhet om at roterende masse er det som fungerer best siden invertere ikke er like bra per i dag...

Kapasiteten fra andre kilder er der, men de får den ikke innpå nettet raskt nok

Artikkelen handler om at det blir for lite inertia i det nordiske systemet i noen tilfeller. Jeg ser ingen sted der det i artikkelen eksplisitt sies at roterende masse fungerer bedre til inertia enn kraftelektronikk.

 

Og jeg har allerede forklart at i dag ER invertere gode nok, leverer responstid på ca. 100ms. Ref. Eirgrid.

 

Nå tilbake til FRR-prosjektet til Statnett:

Se s.21, Tabell 1. Batteri er "ok" på responstid, og på alle andre kriteriene forsåvidt. Statnett anerkjenner at kraftelektronikk er god nok til å levere "raske" primærresever. Dog primærreserver er ikke det samme som inertia.

 

[Twinflower]

du får ringe statnett og forhandle med de, så betaler de deg sikkert rikelig om det er så enkelt som du skisserer