ອຸປະກອນຄວບຄຸມຄວາມເຂັ້ມແຂງ 3 ແຜນສຳລັບເຄື່ອງຈັກສູບລົມ: ການຄວບຄຸມຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງໄຟຟ້າທີ່ອອກ

ເຕັກໂນໂລຊີດ້ານພະລັງງານທີ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຂື້ນໄດ້ຢ່າງຍືນຍົງ ແລະ ມີການເຕີບໂຕໄວທີ່ສຸດຢ່າງໜຶ່ງແມ່ນພະລັງງານລົມ; ເຖິງຢ່າງໃດກໍຕາມ ມັນມີບັນຫາພື້ນຖານໜຶ່ງຄື ມັນບໍ່ສາມາດທຳนายໄດ້. ຄ່າຄວາມຕີ້ນໄຟຟ້າທີ່ອອກຈາກເຄື່ອງກັບລົມປ່ຽນແປງຢູ່ເລື້ອຍໆ ໂດຍກົງຕາມການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມໄວຂອງລົມ, ລົມພັດແລະການເຄື່ອນທີ່ທີ່ບໍ່ສະຖຽນ. ສິ່ງນີ້ບໍ່ເປັນທີ່ຍອມຮັບໄດ້ສຳລັບລະບົບທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ ໂດຍທີ່ຄ່າຄວາມຕີ້ນໄຟຟ້າຕ້ອງຖືກຮັກສາໃຫ້ຢູ່ໃນຂອບເຂດທີ່ຄ່ອນຂ້າງແຄບຫຼາຍ, ແລະ ສຳລັບພາລະບັນທຸກອຸດສາຫະກຳທີ່ເປັນອິດສະຫຼະ ເຊິ່ງອາດຈະຖືກທຳລາຍຈາກເຫດການຄວາມຕີ້ນໄຟຟ້າເກີນໄປ ຫຼື ຕ່ຳເກີນໄປ. ອຸປະກອນຄວບຄຸມຄວາມຕີ້ນໄຟຟ້າສາມເຟສ ຈະປ່ຽນແປງພະລັງງານ AC ທີ່ບໍ່ສະຖຽນຈາກເຄື່ອງກັບລົມ ໃຫ້ເປັນພະລັງງານທີ່ສະຖຽນແລະໃຊ້ງານໄດ້ ໂດຍການເຮັດສິ່ງຕໍ່ໄປນີ້.

ຊົດເຊີຍການປ່ຽນແປງຄວາມໄວຂອງລົມຢ່າງໄວ

ຄວາມໄວຂອງລົມສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ຫຼາຍເມັດຕະຕໍ່ວິນາທີໃນເວລາບໍ່ກີ່ຄືກັນ; ການພັດຂຶ້ນຢ່າງຮຸນແຮງ (gusting) ຈະເຮັດໃຫ້ລໍ້ເວົ້ານີ້ເລີ່ມຫຼາຍຂຶ້ນ ແລະ ສ້າງໃຫ້ເກີດຄວາມຕ້ານທາງເພີ່ມຂຶ້ນໃນເຄື່ອງເກີດໄຟຟ້າ ຫຼື ລົມຈະຫຼຸດລົງເຮັດໃຫ້ຄວາມຕ້ານທາງຫຼຸດລົງ. ຄວາມຕ້ານທາງທີ່ປ່ຽນແປງຢ່າງໄວວ່ານີ້—ຢູ່ໃນຊ່ວງ ±15–30 ເປີເຊັນຕ໌ຂອງຄ່າທີ່ກຳນົດໄວ້—ເກີນຄວາມສາມາດຂອງອຸປະກອນສ່ວນຫຼາຍ; ປັ້ມ, ເຄື່ອງຈັກ ແລະ ວົງຈອນຄວບຄຸມອາດຈະຖືກຕັດອອກ ຫຼື ຂັດຂ້ອງ ເຮັດໃຫ້ເກີດເຫດການທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ. ອຸປະກອນຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທາງສາມເຟສທີ່ອອກແບບມາສຳລັບການໃຊ້ງານກັບລົມ ໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີ SCR (thyristor) ທີ່ມີຄວາມໄວສູງ ຫຼື ເຕັກໂນໂລຊີປ່ຽນຈຸດຕັດ (tap-changing) ດ້ວຍມໍເຕີ servo ເພື່ອຕິດຕາມຄວາມຕ້ານທາງທີ່ອອກມາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ປັບຈຸດຕັດ ຫຼື ມຸມການເຮັດວຽກໃນເວລາ 20 ເຖິງ 40 ມີລີວິນາທີ—ໄວກວ່າການຕອບສະຫນອງທາງກົກເລກຂອງເຄື່ອງຈັກລົມຢ່າງຫຼາຍ. ເມື່ອຄວາມໄວຂອງລົມປ່ຽນແປງຢ່າງຮຸນແຮງ ອຸປະກອນຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທາງຈະຮັກສາຄວາມຕ້ານທາງໃຫ້ຢູ່ໃນຊ່ວງ 3 ເຖິງ 5 ເປີເຊັນຕ໌ຂອງຄ່າທີ່ຕັ້ງໄວ້ ແລະ ປ້ອງກັນພາກສ່ວນທີ່ອ່ອນໄຫວຈາກການຕັດອອກທີ່ບໍ່ຈຳເປັນ ເພື່ອໃຊ້ຮ່ວມກັບລະບົບລົມ-ດີເຊວລະປະສົມ ຫຼື ເຄື່ອງຈັກລົມຂະໜາດນ້ອຍທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ເຂົ້າກັບເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ.

ການຈັດການກັບສັນຍານເຂົ້າທີ່ບໍ່ສົມດຸນຈາກຄວາມບໍ່ສົມດຸນຂອງເຄື່ອງຈັກລົມ

ເຄື່ອງສ້າງໄຟຟ້າຈາກແຕ່ງທີ່ໃຊ້ແຮງลมສາມເຟດ (ໂດຍສະເພາະແມ່ນປະເພດທີ່ໃຊ້ແມ່ເຫຼັກຖາວອນ) ມັກບໍ່ຜະລິດໄຟຟ້າທີ່ສົມດຸນຢ່າງເຕັມທີ່; ຄວາມບໍ່ສົມດຸນ (ອາດຈະຢູ່ໃນຂອບເຂດ 5–15% ລະຫວ່າງເຟດ) ອັນເກີດຈາກຄວາມບໍ່ສົມດຸນຂອງປີກ, ການຕັ້ງຄ່າທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງຂອງລະບົບປັບທິດທາງ (yaw misalignment), ຫຼື ສ່ວນໜຶ່ງຂອງລ໋ອດເຕີ (rotor) ຖືກບັງເງົາຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຮ້ອນເກີນໄປໃນມໍເຕີສາມເຟດ, ປະສິດທິພາບຂອງເຄື່ອງປ່ຽນໄຟຟ້າ (rectifier) ລົດຕ່ຳລົງ, ແລະ ການເກີດປະຈຸບັນທີ່ມີຮູບແບບຄື່ນ (harmonic current). ເຄື່ອງຄວບຄຸມຄ່າໄຟຟ້າສາມເຟດ (three phase voltage regulator) ມີຄວາມສາມາດໃນການຄວບຄຸມແຕ່ລະເຟດຢ່າງເອກະລາດ; ລະບົບຈະຄວບຄຸມເຟດທັງສາມຢ່າງແຍກຕ່າງຫາກ ໂດຍການປັບຄືນຄວາມບໍ່ສົມດຸນດ້ວຍການເພີ່ມ (boosting) ຫຼື ລົດ (bucking) ແຕ່ລະເສັ້ນໄຟຟ້າຢ່າງເອກະລາດ. ຄວາມບໍ່ສົມດຸນທີ່ຢູ່ໃນຂອບເຂດ 5–15% ສາມາດຫຼຸດລົງເຫຼືອ 1–2% ຢູ່ທີ່ອອກຈາກເຄື່ອງຄວບຄຸມ. ສຳລັບເຄື່ອງສ້າງໄຟຟ້າຈາກແຕ່ງທີ່ໃຊ້ໃນການຈ່າຍໄຟຟ້າໃຫ້ກັບເຄື່ອງໃຊ້ໄຟສາມເຟດເຊັ່ນ: ປັ້ມນ້ຳ, ປັ້ມອາກາດ (compressors), ຫຼື ເຄື່ອງທີ່ໃຊ້ໃນການທຳການຊາດ (battery chargers), ມັນເປັນສິ່ງທີ່ບໍ່ເໝາະສົມທີ່ຈະໃຫ້ຄວາມບໍ່ສົມດຸນນີ້ໄປເຖິງເຄື່ອງໃຊ້ໄຟ ເນື່ອງຈາກອາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍ ຫຼື ລົດຄຸນນະພາບຂອງອຸປະກອນ. ຄຸນນະພາບຂອງພະລັງງານຈະດີຂຶ້ນ, ເຊິ່ງເປັນຄ່າທີ່ຖືກກຳນົດເພີ່ມຂຶ້ນເລື້ອຍໆໃນເງື່ອນໄຂຂອງເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ (grid code).

ການປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດເຫດການເກີນຄວາມໄວ ແລະ ເກີນຄ່າໄຟຟ້າ

ໃນເວລາທີ່ມີພາຍຸ ແລະ ຄວາມໄວຂອງລົມເພີ່ມຂຶ້ນເຖິງຈຸດທີ່ກຳນົດໄວ້ (rated), ຄ່າຄວາມຕ້ານທາງຂອງເຄື່ອງກ້ຽວ (generator voltage) ອາດເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຮຸນແຮງເຖິງຈຸດທີ່ສູງກວ່າຄ່າປົກກະຕິຫຼາຍ—ມັກຈະເຖິງ 130–150% ຂອງຄ່າທີ່ກຳນົດໄວ້. ຖ້າຄ່າຄວາມຕ້ານທາງນີ້ຖືກຮັກສາໄວ້ເປັນເວລາດົນ, ມັນຈະເຮັດໃຫ້ສ່ວນທີ່ຫຸ້ມຫໍ່ດ້ານໄຟຟ້າເສື່ອມເສຍ, ເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງເຮັດວຽກເກີນຄວາມຈຳເປັນ (over-excites) ໃນເຄື່ອງເຮັດວຽກດ້ານໄຟຟ້າ (transformers), ແລະ ທຳລາຍອຸປະກອນໄຟຟ້າທີ່ອ່ອນໄຫວເຊັ່ນ: ເຄື່ອງຄວບຄຸມຄວາມຖີ່ປ່ຽນແປງ (Variable Frequency Drives) ຫຼື ເຄື່ອງປ່ຽນໄຟຟ້າ (inverters). ເຄື່ອງຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທາງສາມເຟສ (three phase voltage regulator) ຈະຄວບຄຸມສະພາບການຄວາມຕ້ານທາງເກີນຄ່າ (over-voltage) ທີ່ເກີດຈາກຄວາມໄວເກີນຄ່າ (over-speed) ໂດຍການຈຳກັດຄ່າອັອດພຸດ. ໃນເວລາເກີດເຫດການດັ່ງກ່າວ, ຄ່າຄວາມຕ້ານທາງເຂົ້າ (input voltage) ຈະຖືກຕິດຕາມ; ເມື່ອມັນເກີນຄ່າທີ່ກຳນົດໄວ້ (ມັກຈະເຖິງ 110–115% ຂອງຄ່າປົກກະຕິ) ຄ່າອັອດພຸດຈະຖືກຫຼຸດລົງເຖິງລະດັບຕ່ຳກວ່າ (lower tap value), ຫຼື ໃນສະພາບການທີ່ຮຸນແຮງທີ່ສຸດ, ຈະຖືກຕັດອອກຈາກເຄື່ອງໃຊ້ໄຟ (load) ໂດຍໃຊ້ຕົວຕັດທາງໃນ (internal bypass contactor). ເຄື່ອງບາງຊິ້ນຍັງສົ່ງສັນຍານໄປຫາຕົວຄວບຄຸມເຄື່ອງກ້ຽວລົມ (wind turbine controller) ເພື່ອເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງກ້ຽວລົມເຮັດວຽກໃນສະພາບການຫຼຸດຄວາມໄວ (braking) ຫຼື ຄວບຄຸມມຸມເວີ່ງ (pitch control), ເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍຮ້າຍແຮງຕໍ່ອຸປະກອນໃນເວລາທີ່ມີພາຍຸ ຫຼື ໃນເວລາທີ່ເກີດບັນຫາກັບເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ (grid failure) ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນບໍ່ສາມາດສ่งພະລັງງານອອກໄດ້.

ການປັບສະເໝືອນຜົນໄດ້ຮັບສຳລັບການຊາດແບດເຕີຣີ່ ແລະ ການປ້ອນຂໍ້ມູນເຂົ້າໄປໃນອິນເວີດເຕີ

ສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ບໍ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ (off-grid) ມັກຈະມີການປຸກແຕ່ງແບດເຕີຣີ່ຈາກກັງຫັນລົມ ຫຼື ພະລັງງານຈະຖືກສົ່ງໄປຫາອິນເວີຣ໌ເຕີຣ໌ເພື່ອຈັດຫາພະລັງງານ AC ໃຫ້ກັບອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ພະລັງງານ; ທັງການປຸກແຕ່ງແບດເຕີຣີ່ ແລະ ການປ້ອນຂໍ້ມູນເຂົ້າອິນເວີຣ໌ເຕີຣ໌ ຕ້ອງການລະດັບຄ່າຄວາມຕ້ານທີ່ຄົງທີ່. ໃນເວລາທີ່ມີຄ່າຄວາມຕ້ານສູງຂຶ້ນໃນຂະນະທີ່ກຳລັງປຸກແຕ່ງແບດເຕີຣີ່, ຈະເກີດການລະບາຍປະຈຸລີທີ່ສູງເກີນໄປ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ແບດເຕີຣີ່ເກີດການລະເບີດ (gas) ແລະ ສັ້ນລົງໃນອາຍຸການໃຊ້ງານ. ສ່ວນການປ້ອນຂໍ້ມູນເຂົ້າອິນເວີຣ໌ເຕີຣ໌ນັ້ນມີຄວາມອ່ອນໄສຫຼາຍຕໍ່ຄວາມຜັນປ່ຽນຂອງຄ່າຄວາມຕ້ານ (voltage ripple) ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ເກີດປະຈຸລີທີ່ມີຮູບແບບຮາມໍນິກ (harmonic currents) ແລະ ລົດຖືກປະສິດທິພາບຂອງພະລັງງານ. ໂດຍການຕິດຕັ້ງເຄື່ອງຄວບຄຸມຄ່າຄວາມຕ້ານສາມເຟສ (three-phase voltage regulator) ລະຫວ່າງກັງຫັນລົມ ແລະ ເຄື່ອງປຸກແຕ່ງແບດເຕີຣີ່ ຫຼື ອິນເວີຣ໌ເຕີຣ໌ ຈະເຮັດໃຫ້ອັດຕາຄວາມຕ້ານທີ່ອອກຈາກກັງຫັນລົມຖືກປຸກແຕ່ງໃຫ້ດີຂຶ້ນ. ສຳລັບອຸປະກອນທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍອິນເວີຣ໌ເຕີຣ໌ ນີ້ໝາຍເຖິງວ່າຄ່າຄວາມຕ້ານທີ່ອອກຈະມີຮູບແບບຄືນ (sine wave) ທີ່ບໍ່ມີຄວາມເປີດເຜີນ (cleaner) ແລະ ມີຮູບແບບຮາມໍນິກຕ່ຳລົງ. ຄວາມຜັນປ່ຽນຂອງຄ່າຄວາມຕ້ານ (ripple) ທີ່ອອກຈະຫຼຸດລົງລະຫວ່າງ 5 ເຖິງ 10 ເທົ່າ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ໃນເວລາທີ່ລົມເປົ່າຊ້າ ແບດເຕີຣີ່ຈະຖືກປຸກແຕ່ງດ້ວຍຄ່າຄວາມຕ້ານທີ່ຕ້ອງການ ເຊິ່ງຈະຊ່ວຍຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງແບດເຕີຣີ່ໄດ້ 20 ເຖິງ 30% ເມື່ອທຽບກັບການເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍກົງກັບກັງຫັນລົມ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ ຍັງມີລະບົບປ້ອງກັນການຕັດການເຊື່ອມຕໍ່ເມື່ອຄ່າຄວາມຕ້ານຕ່ຳ (low voltage disconnect protection) ເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ແບດເຕີຣີ່ຖືກຄາຍພະລັງງານຫຼາຍເກີນໄປໃນເວລາທີ່ບໍ່ມີລົມ.

ພວກເຮົາສະເໜີຕົວຈັດລະດັບຄ່າໄຟຟ້າສາມເຟສ ທີ່ຊ່ວຍປົກປ້ອງແລະປັບຄ່າຄວາມໄວຂອງລົມທີ່ປ່ຽນແປງຢ່າງໄວວາ, ຈັດການກັບສັນຍານເຂົ້າທີ່ບໍ່ສົມດຸນຈາກຄວາມບໍ່ສົມດຸນຂອງເຄື່ອງກ່ຽວລົມ, ປ້ອງກັນເຫດການຄ່າໄຟຟ້າເກີນຂອບເຂດຈາກຄວາມໄວເກີນໄປ ແລະ ປັບໃຫ້ຄ່າໄຟຟ້າອອກມີຄວາມເລືອນລົ້ນ ເຊິ່ງເກີດຈາກບ່ອນເກັບພະລັງງານ (battery) ແລະ ສັນຍານເຂົ້າຂອງ inverter. ພວກເຮົາມີປະສົບການຫຼາຍກວ່າ 20 ປີ ແລະ ມີເນື້ອທີ່ຜະລິດຕະພັນຫຼາຍກວ່າ 50,000 ຕາລາງເມັດ, ລວມທັງການອອກແບບອຸປະກອນດ້ວຍຕົວເອງ, ສິດທິໃນການຄຸ້ມຄອງສິດທິໃນການປະດິດສ້າງ (intellectual property rights), ແລະ ມີບົດບາດເປັນຜູ້ກຳນົດມາດຕະຖານແຫ່ງຊາດສຳລັບອຸດສາຫະກຳນີ້; ພວກເຮົາຍັງສະໜອງຕົວຈັດລະດັບຄ່າໄຟຟ້າສາມເຟສເພື່ອໃຫ້ພະລັງງານລົມສາມາດນຳໃຊ້ໄດ້ຢ່າງເປັນປະໂຫຍດ ແລະ ເຊື່ອຖືໄດ້.