送電網：小型発電機が大型発電機によって「駆動」されるのを妨げているものは何ですか？

これは2つの部分からなる質問で、発電に関するものです。

• 何は、電動モータとにitsy-bitsyガス発生器を回してから（核言う）より大きな植物を防ぎドライブ、それを介して電流？（不愉快に大きなダイオード？）

• 発電機のポートフォリオ全体がグリッドと同期/位相を保ち、1つのAC波を生成する方法を教えてください。

編集：2番目の部分はすでにここで回答されているようです。最初の部分については、まだ明確で説得力のある回答をいただければ幸いです。

短い答え：シンクロナイザー

基本的に、フィードバックはジェネレーターとグリッドの同期を保つために使用されます。

これを行うには多くの方法があります。素敵な概要はこちらです。

事実上すべての最新の発電システムは、タスクに何らかのデジタルコントローラーを使用しています。私のグリッドタイドソーラーパネルインバーターは、私が正しく覚えていれば、いくつかのソリッドステートリレー（SSR）を管理するPIC18Fクラスのマイクロコントローラーを持っています。

一般的な近代的な発電所の設計

ここに私が現代の発電プラント設計への最も一般的な基本的なアプローチであると私が信じるものの私の要約があります。以下から改変された図とテキスト：

「発電機同期システムの基礎と進歩」、Michael J. Thompson、Schweitzer Engineering Laboratories、Inc. 2010年12月9日。

図では...

• 返品は表示されません
• G1、G2はジェネレータです
• 正方形1、2、3、4はリレーです
• BUS1、バス2は、アウトバウンド電源バス（冗長）
• MGPSユニットは、発電機のタイミングをとるためのGPS同期クロックソースです。
• A25Aは測定および制御ユニット（マイクロプロセッサを含む）

使い方...

シンクロフェーザーのような最新のマイクロプロセッサーベースのコンポーネントと「デジタル」タイミングギアは、発電機同期システムの設計方法に革命をもたらしました。

例えば...

1. 図の「A25A」は、電圧信号を物理的に切り替える必要がない、6つの絶縁された独立した単相電圧検知入力を備えたマイクロプロセッサベースの自動同期装置です。

2. 1、2、3、4の「デジタル」リレーは、ストリーミング同期フェーザーデータを提供します。

3. A25Aのリレー間通信では、同期ブレーカーの近くに配置でき、光ファイバーリンクを介して発電機のメカニズムを減速（ガバナー）または加速（励起）するデバイスに制御信号を送り返します。

タイミングと制御...

低コストの光ファイバー通信リンクを使用して監視および制御するシステムを構築する機能は、発電機同期システムを完全に変えました。

「デジタル」リレーは直接同期測定を行います。同期フェーザー測定は、世界時基準を基準にした電力システム量の位相角の測定です。

現在、この位相角測​​定に必要な正確な時間基準は、保護リレーグレードの全地球測位システム（GPS）衛星時計から簡単に取得できます。

同期フェーザー技術により、発電所全体のさまざまなデバイスからの電圧測定値を角度差について比較できます。データは、低レイテンシで1秒あたり最大60メッセージの速度でストリーミングできます。

保護リレーのフェーザー測定ユニット（PMU）機能が2000年に初めて導入されて以来、ユビキタスになり、シンクロフェーザーデータは発電所の所有者に追加費用をかけずにほぼどこでも利用できます。

同期フェーザーデータコンセントレーター（PDC）ソフトウェアを実行している専用コンピューターは、同期ブレーカーの保護と制御に適用されるさまざまなマイクロプロセッサベースのリレーからストリーミングデータを受信できます。

マイクロプロセッサベースの自動シンクロナイザーが6つの入力端子に配線されたものから各同期シナリオに適切な電圧を選択できるのと同じように、PDCはオペレーターの選択に基づいて、入力および実行電圧の入力データストリーム内の適切な信号を選択できます。発電機とブレーカーを同期させます。

物理的な信号切り替えは必要ありません。また、ブレーカー制御リレーからの同期フェーザー電圧測定は、自動同期装置の測定から独立しているため、システムが冗長になります。

ラグリード

@Kazは直接スレーブ化されたモーター/発電機の素晴らしい要約をコメントで提供していました（後世のためにここに文書化されています;-)）：

これは質問のようなものです。ボートの奴隷漕手がオールをパッシブに水で漂わせて仕事をさせないのはなぜですか。さて、ドラムを叩く人がいるので、誰もが同じ周波数で引っ張るか、ホイップする必要があります。奴隷が怠惰になると、ボートは遅くなり、すぐに、彼らは水に力を加えて再びボートを加速するか、またはストロークを非常に小さくして（一致させるために）、漕ぎの頻度を維持できなくなります水に比べて遅い速度）、彼らはすべて警備員から鞭打ちを受けます。

したがって、2つの発電機がグリッドを提供しているとします。ジェネレーターの1つはわずかに遅延しているため、周波数とともに回転します。駆動されるのを回避しますが、何もしません。その後、グリッドの需要が高まります。他の発電機は動きが遅くなり、速度が低下します。怠惰なものは、怠惰なままですが、依然として周波数の維持に努めています。グリッドの周波数が少し遅くなったので、それは怠惰なものが稼働していることを意味します。それはペースを押し上げてグリッドの速度を上げ、それによって稼働するようになります。人々が力を組み合わせてボートを漕いだり、荷物を引っ張ったりするようなものです

現代の発電所では、これまでの議論を続けていますが、アプローチはアーキテクチャ的にシンプルです。各発電機はグローバルな時間基準に従っています。

上で説明したように、ジェネレータはグローバルクロックにフェーズロックされます。それらはそれぞれ、特定の時間に特定の位相角で出力が発生する責任を負っています。

速すぎる場合は、発電機に取り付けられたガバナーと呼ばれる装置がブレーキ力をかけます。遅すぎる場合は、取り付けられた励磁機がエネルギーを追加して発電機の速度を上げます。

補足として、一部のアーキテクチャでは同じデバイスに両方の機能を実装できます。たとえば、機械的な回転機構では、電気モーターを車軸に取り付けて、取り付けられたモーターをそれぞれ逆方向または正方向に駆動することにより、回転に抵抗（制御）したり、回転を支援（励起）したりできます。

すべてのジェネレーターが同じ時間基準で同相で実行されている場合、同期が達成されます。

負荷制限

同期について理解できました。「発電機が電流を取り込むのではなく、電流を確実に押し出すこと」を説明できますか？

この部分は直感的です。オームの法則またはケルコフの法則を見てください...

2つの電圧源が同期している場合、それらは同時に同じ電圧を生成することを意味します。完全なワイヤーが2つの電圧源を同じ電圧で接続する場合、ゼロの電流がそのワイヤーに流れます。

「大きい」発電機と「小さい」発電機を接続する場合は、生成された同じ電圧での最大電流の違いのみを示しています。

小型の発電機が過負荷になると、電圧が低下します。回転発電機では、電気負荷が電磁石を介して機械的なブレーキ力を加えるため、周波数が低下します（ローターが遅くなります）。

どちらの場合も、シンクロナイザは過負荷状態を同期の喪失として検出し、ジェネレータを切断します。これは「負荷制限」と呼ばれます。ご覧のように、負荷制限は残りの発電機の問題を悪化させるだけであり、問題は連鎖する可能性があります。

これは2003年のNorthEast Blackoutで発生したものですが、イベントの原因は、多くの場合、ソフトウェアの不具合が実際の過負荷ではなく、負荷制限により非常に積極的すぎたためです。

ダイオードはなく、通常のACシステムにはありません。そんなに大きなものを作れるとは思いません。

大規模なプラントと小規模なプラントについては、システムの通常の動作により、それらのフェーズが維持されます。あなたの発電機がわずかに進んでいる場合、それはより多くの抵抗と逆起電力に遭遇し、それはそれを遅くする傾向があります。少し遅れている場合は、抵抗が少なくなり、速度を上げるのは自由です。

プラントを始動するとき、それを接続する前にフェーズでそれを取得することは非常に重要です（Dr FriedPartsによるリンクを参照）。これを怠ると、大きくて高価なものを破壊してしまいます。

グリッド参照なしでプラントを始動することは問題です。「ブラックスタート」を参照してください。例：http : //www.nationalgrid.com/NR/rdonlyres/99A34EB4-76F4-4042-AA12-35D6DD843FA7/3073/black_start.pdf