Contexte

J'effectue des recherches pour un projet logiciel qui surveille la production et la consommation d'énergie d'un grand vaisseau spatial fictif. Ma justification est que j'aimerais d'abord comprendre comment fonctionne la production d'énergie dans le monde réel avant de commencer à rendre l'application aussi authentique que possible lors de son utilisation.

Base

Ma question découle de ma compréhension actuelle du fonctionnement du réseau électrique. L'énergie est générée par n'importe quel mécanisme (vapeur / mécanique, photovoltaïque) et est ensuite augmentée via une sous-station HT pour la transmission longue distance. Les grandes usines (aciéries, usines de micropuces, etc.) peuvent avoir une sous-station qui leur est dédiée pour leurs opérations. Sinon, une sous-station descend HV à MT pour une distribution à plus petite échelle (usines, grands immeubles de bureaux, etc.). Cela se répète pour LV, pour la livraison à domicile et dans les petites entreprises. C'est un modèle simple, quoique trompeur car il présente une chaîne linéaire de flux de la source à la charge, avec un générateur de source unique. Dans le monde réel, plusieurs stations fonctionnent pour répondre à la demande et s'adaptent à mesure que la demande évolue avec le temps.

Question

Supposons qu'un événement de grande envergure, comme une centrale électrique, s'arrête de façon inattendue. Quel équipement serait impliqué dans le "reroutage" de l'alimentation pour minimiser les risques de pannes d'électricité? Ou, si une panne de courant a été temporairement mise en œuvre en raison de la forte demande, quel équipement ou processus serait impliqué?

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Quel équipement serait impliqué dans le «reroutage» de l'alimentation pour minimiser les risques de pannes d'électricité?

Les stations de commutation de transmission réorganisent les choses en cas de problème avec les générateurs ou la section du réseau: -

Comme vous pouvez le voir, chaque générateur se connecte au réseau (national) via un TS. Cette page wiki devrait aider. Photos prises d' ici ou ici si vous n'êtes pas membre de Quora

Supposons qu'un événement de grande envergure, comme une centrale électrique, s'arrête de façon inattendue. Quel équipement serait impliqué dans le «reroutage» de l'alimentation pour minimiser les risques de pannes d'électricité?

Les réseaux électriques sont conçus pour résister à la défaillance d'un composant.

Pour les pannes de générateur: Il doit y avoir suffisamment de génération de rechange en cours d' exécution pour couvrir la perte du plus gros générateur. C'est ce qu'on appelle la «réserve tournante». Notez que le fait d'avoir des générateurs de rechange assis ne vous aide pas. Un générateur froid prend quelques minutes à quelques heures pour démarrer, mais la génération de rechange doit prendre le relais du générateur défaillant en quelques secondes.

Remarque: Cela signifie que les sociétés de production sont rémunérées pour maintenir les générateurs en rotation, mais sans produire d'électricité. Les gens se demandent pourquoi ils sont payés pour ne rien produire! Les générateurs ne produisent pas d'électricité, mais ils fournissent un service essentiel.

Il est également important que les générateurs de réserve de rotation puissent réagir rapidement aux variations de charge. "Réponse transitoire" à "variations de charge" sont les mots clés à rechercher. Les grandes centrales au charbon / nucléaire ne sont pas bonnes pour cela, car elles réagissent lentement aux entrées de contrôle. Les turbines à gaz sont bien meilleures pour prendre des balançoires.

Pour les défaillances de l'infrastructure de transmission, c'est-à-dire les lignes de transmission, les sous-stations - je pense que la réponse d'Andy a couvert.

Nous concevons des systèmes de transmission pour qu'ils aient au moins une redondance N-1, nous pouvons donc perdre n'importe quel composant et continuer à faire fonctionner la majeure partie du système.

Je n'ai aucune expérience avec les systèmes de transmission HV, donc je m'abstiendrai de dire autre chose.

Ou, si une panne de courant a été temporairement mise en œuvre en raison de la forte demande, quel équipement ou processus serait impliqué?

Il existe deux façons de gérer une charge excessive.

Le système traditionnel réagit à une charge excessive en coupant l'alimentation à des centres de charge entiers, c'est-à-dire une sous-station entière ou une ligne d'alimentation entière. Il s'agit d'un "système de délestage".

Les charges seraient désactivées par ordre de priorité. Vous fermeriez une usine avant de fermer un hôpital. Vous continuez d'éteindre les choses jusqu'à ce que la charge rééquilibre avec la génération disponible.

L'autre façon est de gérer la charge de manière proactive, c'est-à-dire en utilisant des signaux de contrôle d'ondulation. Cela désactive les équipements spécifiques des clients, tels que les climatiseurs, en période de forte demande. Cela n'aidera pas en cas de graves pénuries d'électricité, donc un système de délestage est toujours nécessaire.

Le véritable équipement dans une sous-station de transmission qui "commute" l'électricité est le Booster en Quadrature, autrement connu sous le nom de Transformateur de Régulation d'Angle de Phase . Essentiellement, en changeant la phase de puissance par rapport à la source, vous modifiez la résistance au flux d'énergie, régulant ainsi le flux de puissance à travers un segment particulier du réseau.