लघु परिपथ अनुपात
शॉर्ट सर्किट अनुपात या एससीआर विद्युत जनरेटर की स्थिरता का एक उपाय है।[1] यह शार्ट सर्किट पर रेटेड आर्मेचर विद्युत का उत्पादन करने के लिए आवश्यक फील्ड करंट के ओपन सर्किट पर रेटेड आर्मेचर वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए आवश्यक विद्युत प्रवाह का अनुपात है।[1][2] एससीआर की गणना ग्रिड पर प्रत्येक बिंदु के लिए की जा सकती है। जहां एससीआर एक से ऊपर है, वहां ग्रिड की ग्रिड शक्ति अच्छी होती है, यह आवृत्ति में भिन्नता से कम प्रभावित होगा और अधिक शॉर्ट सर्किट विद्युत प्रदान कर सकता है।
नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का एकीकरण अक्सर प्रणाली की शक्ति के बारे में चिंता पैदा करता है। प्रभावी ढंग से प्रदर्शन करने के लिए विद्युत प्रणाली में विभिन्न घटकों की क्षमता प्रणाली की शक्ति पर निर्भर करती है, जो प्रणाली चर की अव्यवस्था की संवेदनशीलता को मापती है। शॉर्ट सर्किट अनुपात (एससीआर) डिवाइस की मूल्यांकन शक्ति के बारे में नेटवर्क बस की ताकत का संकेतक है और इसे अक्सर प्रणाली की ताकत के माप के रूप में उपयोग किया जाता है। उच्च एससीआर मान एक मजबूत प्रणाली को सूचित करता है, जिसका अर्थ है कि वोल्टेज और अन्य चर पर अव्यवस्था का प्रभाव कम से कम हो जाएगा। एससीआर को बस में शॉर्ट सर्किट क्षमता के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है, डिवाइस डिवाइस की एम डब्ल्यू रेटिंग के लिए स्थित है। मजबूत प्रणाली को तीन से ऊपर एससीआर के रूप में परिभाषित किया गया है, और कमजोर और बहुत कमजोर प्रणालियों के एससीआर क्रमशः तीन और दो और दो से नीचे के बीच हैं।[3]
शक्ति इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोग अक्सर एससीआर से संबंधित मुद्दों का सामना करते हैं, विशेष रूप से नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों में जो शक्ति ग्रिड से कनेक्ट करने के लिए शक्ति परिवर्तक का उपयोग करते हैं। वर्तमान स्रोत परिवर्तक पर आधारित एचवीडीसी/तथ्य उपकरणों को कमजोर एसी प्रणाली से कनेक्ट करते समय, विशेष तकनीकों को तीन से कम के एससीआर पर काबू पाने के लिए नियोजित किया जाना चाहिए। एचवीडीसी के लिए, वोल्टेज-स्रोत-आधारित परिवर्तक या संधारित्र-रूपान्तरित परिवर्तक का उपयोग एक के पास एससीआर वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है। इन तकनीकों का उपयोग करने में विफल रहने के लिए प्रभाव को निर्धारित करने और प्रतिकूल प्रभावों को रोकने या कम करने के लिए उपाय करने के लिए विशेष अध्ययन की आवश्यकता होगी, क्योंकि एससीआर का निम्न स्तर उच्च ओवर-वोल्टेज, कम-आवृत्ति प्रतिध्वनि और नियंत्रण प्रणालियों में अस्थिरता जैसी समस्याएं पैदा कर सकता है।
पवन फार्म प्रायः मुख्य बिजली खपत क्षेत्रों से दूर कम मजबूत नेटवर्क अनुभागों से जुड़े होते हैं। बड़े पैमाने पर पवन ऊर्जा को कमजोर प्रणालियों में शामिल करने से उत्पन्न होने वाली वोल्टेज स्थिरता के साथ समस्याएं महत्वपूर्ण मुद्दे हैं जिन पर ध्यान देने की आवश्यकता है। कुछ पवन टर्बाइनों में विशिष्ट न्यूनतम प्रणाली शक्ति मानदंड होते हैं। जीई इंगित करता है कि उनके पवन टरबाइन मॉडल के मानक पैरामीटर पांच या अधिक के शॉर्ट सर्किट अनुपात (एससीआर) वाले प्रणाली के लिए उपयुक्त हैं। यद्यपि, अगर कमजोर प्रणाली से कनेक्ट हो रहा है, तो यह सुनिश्चित करने के लिए और विश्लेषण करना आवश्यक है कि मॉडल पैरामीटर पर्याप्त रूप से समायोजित हैं। सर्वोत्तम प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए पवन टर्बाइनों या गतिशील प्रतिक्रियाशील क्षतिपूर्ति उपकरणों जैसे स्टैटकॉम के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन की गई नियंत्रण विधियों की आवश्यकता होती है।[3]
उदाहरण
ERCOT में हाल की घटना इस बात का प्रमुख उदाहरण प्रदान करती है कि कमजोर प्रणाली शक्ति से पवन टर्बाइन का प्रदर्शन कैसे प्रभावित होता है। पवन ऊर्जा संयंत्र, दो 69kV ट्रांसमिशन लाइनों के माध्यम से ERCOT ग्रिड से जुड़ा हुआ है, जब सामान्य संचालन के दौरान प्रणाली स्थिति रेटिंग (एससीआर) लगभग 4 थी, तब कुशलता से काम किया। यद्यपि, जब 69kV लाइनों में से एक को काट दिया गया था, तो एससीआर 2 या उससे कम हो गया, जिससे प्रतिकूल, खराब नम, या अन-डैम्पड वोल्टेज दोलन हो गए, जो पवन संयंत्र के अंतःसंबंध (पीओआई) के बिंदु पर पीएमयू द्वारा प्रलेखित थे। गहन जांच के बाद, यह निर्धारित किया गया था कि डब्ल्यूपीपी द्वारा उपयोग किया जाने वाला आक्रामक वोल्टेज नियंत्रण कमजोर ग्रिड वातावरण के लिए उपयुक्त नहीं था और दोलक प्रतिक्रिया का प्राथमिक कारण था। पवन जनरेटर वोल्टेज नियंत्रक द्वारा पता लगाए गए कम शॉर्ट सर्किट स्तर और उच्च वोल्टेज नियंत्रण लाभ के कारण दोलन हुआ। उच्च एससीआर वाले सामान्य ग्रिड की तुलना में, बंद लूप वोल्टेज नियंत्रण की कमजोर ग्रिड स्थितियों के तहत तेजी से प्रतिक्रिया होगी। ऑसिलेटरी प्रतिक्रिया को दोहराने के लिए, WPP का प्रतिनिधित्व करने वाले एक विस्तृत गतिशील मॉडल का उपयोग करके घटना को सिम्युलेटेड किया गया था।[3]
जेनरेटर एससीआर
एससीआर जितना बड़ा होगा, अल्टरनेटर रिएक्शन (Xd) और इंडक्शन Ld उतना ही छोटा होगा। यह जेनरेटर डिज़ाइन में बड़े एयर गैप का परिणाम है (जैसा कि हाइड्रो जनरेटर या सैलिएंट पोल मशीन में होता है)। इसके परिणामस्वरूप मशीन शिथिल रूप से ग्रिड से जुड़ जाती है, और इसकी प्रतिक्रिया धीमी हो जाएगी। यह ग्रिड पर काम करते समय मशीनों की स्थिरता को बढ़ाता है, लेकिन साथ ही साथ मशीन की शॉर्ट सर्किट करंट डिलीवरी क्षमता (उच्च शॉर्ट सर्किट करंट) और बाद में बड़े मशीन आकार और इसकी लागत को बढ़ाता है। हाइड्रो अल्टरनेटर के लिए एससीआर के विशिष्ट मूल्य 1 से 1.5 की सीमा में हो सकते हैं।
इसके विपरीत, एससीआर जितना छोटा होता है, उतना बड़ा अल्टरनेटर रिएक्शन (Xd) होता है, बड़ा Ld होता है। यह मशीन के डिजाइन में छोटे एयर गैप के परिणामस्वरूप होता है (जैसा कि टर्बो जनरेटर या बेलनाकार रोटर मशीन में होता है)। मशीनें ग्रिड से कसकर जुड़ी हैं, और उनकी प्रतिक्रिया तेज होगी। यह ग्रिड पर काम करते समय मशीन की स्थिरता को कम करता है और शॉर्ट सर्किट करंट डिलीवरी क्षमता (कम शॉर्ट सर्किट करंट), छोटे मशीन आकार और बाद में कम लागत को कम करेगा। टर्बो अल्टरनेटर के लिए एससीआर के विशिष्ट मूल्य 0.45 से 0.9 की सीमा में हो सकते हैं।
ग्रिड पर प्रभाव
एससीआर की गणना विद्युत ग्रिड पर प्रत्येक बिंदु के लिए की जा सकती है। 1 और 1.5 के बीच की संख्या के ऊपर एससीआर वाली कई मशीनों वाली ग्रिड पर एक बिंदु वोल्टेज अस्थिरता के लिए कम भेद्यता है। इसलिए, ऐसे ग्रिड को मजबूत ग्रिड या शक्ति प्रणाली कहा जाता है। कम एससीआर वाले शक्ति प्रणाली (ग्रिड) में ग्रिड वोल्टेज अस्थिरता के प्रति अधिक भेद्यता होती है। इसलिए ऐसे ग्रिड या प्रणाली को कमजोर ग्रिड या कमजोर शक्ति प्रणाली के रूप में जाना जाता है।
तुल्यकालिक संधारित्र लगाकर ग्रिड की ताकत बढ़ाई जा सकती है।[4]
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 Lawrence F. Drbal; Patricia G. Boston; Kayla L. Westra; Black & Veatch. पावर प्लांट इंजीनियरिंग (1996 ed.). Springer. p. 241.
- ↑ A.K.Sawney (2011). इलेक्ट्रिकल मशीन डिजाइन में एक कोर्स (6th ed.). Dhanpat Rai and co. p. 11.18.
- ↑ 3.0 3.1 3.2 "बड़े पैमाने पर पवन संयंत्र एकीकरण के लिए प्रणाली की ताकत का मूल्यांकन". IEEE Xplore. 2014-07-31. Retrieved 2023-03-27.
- ↑ Jang, Gilsoo (2019-11-18). इलेक्ट्रिक पावर सिस्टम्स में ग्रिड सेवाओं के लिए एचवीडीसी (in English). MDPI. ISBN 978-3-03921-762-5.
