Serbia, la fila de la red eléctrica de Kosovo retrasa los relojes europeos. ¿Por qué?

Según este artículo (y muchos más publicados hoy sobre el mismo tema), el saldo de producción neta de electricidad de Kosovo ha disminuido durante las últimas semanas.
Esto ha llevado a una pequeña desviación de la frecuencia de la red europea (de 50Hz a 49.996Hz). A su vez, esta desviación de frecuencia provocó que algunos relojes eléctricos (como los de los hornos) no estuvieran sincronizados (hasta 6 minutos desde enero).

• ¿Cómo puede una disminución en la producción de electricidad conducir a una disminución de la frecuencia en la red a largo plazo ? ¿No es la frecuencia un parámetro controlado por la central eléctrica al final del día?
• Si la pérdida de energía de algunos países causa una desviación de frecuencia, ¿no deberíamos observar también otros impactos, como una caída del voltaje de salida? ¿Significa esto que también hemos experimentado una caída de voltaje durante semanas aquí en Europa?
• ¿Por qué algunos dispositivos eléctricos usan directamente la frecuencia de red para sincronizar sus relojes, en lugar de una tecnología de cristal de cuarzo? Esto significa que el mismo horno necesita dos firmwares diferentes para países con diferentes frecuencias de red eléctrica, mientras que, con un cristal (que debería ser necesario de todos modos para ejecutar todos los circuitos integrados), el mismo dispositivo funcionaría sin modificaciones en todas partes.

¿Cómo una disminución en la producción de electricidad puede conducir a una disminución de la frecuencia en la red a largo plazo? ¿No es la frecuencia un parámetro controlado por la central eléctrica al final del día?

Respondió antes: ¿por qué los generadores tienen que rotar a una frecuencia más lenta si la demanda supera a la oferta?

Si la pérdida de energía de algunos países causa una desviación de frecuencia, ¿no deberíamos observar también otros impactos, como una caída del voltaje de salida? ¿Esto significa que también hemos experimentado una caída de voltaje durante semanas aquí en Europa?

La reducción de frecuencia es el medio principal para regular, no el voltaje. Pero sí, verá alguna variación de amplitud (envolvente).

¿Por qué algunos dispositivos eléctricos usan directamente la frecuencia de red para sincronizar sus relojes, en lugar de una tecnología de cristal de cuarzo? Esto significa que el mismo horno necesita 2 firmwares diferentes para países con diferentes frecuencias de red eléctrica, mientras que, con un cristal (que debería ser necesario de todos modos para ejecutar todos los circuitos integrados), el mismo dispositivo funcionaría sin modificaciones en todas partes.

Ahora llegando a la pregunta relevante:

No, estos no tendrán firmwares como piensas. Además, no puede vender el 100% del mismo horno en países con diferentes frecuencias de red, de todos modos, porque los países de 60 Hz tienden a usar diferentes voltajes de red.

Estos circuitos de reloj se parecerán más a detectores de cruce por cero (es decir, un comparador muy mínimo con una tapa en una entrada, alimentado directamente desde la línea de alimentación, probablemente a través de un divisor de voltaje resistivo) y contadores, alimentando un reloj dedicado muy minimalista IC. Estamos hablando de baja tecnología aquí. Cosas producidas en millones donde el uso de un ASIC de décadas es más barato que el uso de un microcontrolador de cuarzo +.

Además, tenga en cuenta que con una cantidad mínima de complejidad adicional (un filtro RC) sería relativamente fácil determinar si se está ejecutando a 50 Hz o 60 Hz nominales, por lo que ni siquiera "necesita ser diferente para diferentes redes". argumento funciona!

Del artículo del Reuter al que se hace referencia:

SARAJEVO, 7 de marzo (Reuters) - El lobby europeo de la red eléctrica ENTSO-E instó a Serbia y Kosovo a resolver con urgencia una disputa sobre su red eléctrica, que ha afectado a la red europea en general, lo que hace que algunos relojes digitales en el continente pierdan tiempo.

Figura 1. El Comité de Operaciones del Sistema ENTSO-E tiene 5 grupos regionales permanentes basados ​​en las áreas sincrónicas (Europa continental, nórdica, báltica, Gran Bretaña e Irlanda-Irlanda del Norte), y 2 grupos regionales voluntarios (Europa del Norte y sistemas aislados) . Fuente: ENTSO-E .

La red europea comparte el poder a través de las fronteras. Las redes de CA deben mantenerse 100% sincronizadas si se utilizan conexiones de CA. Gran Bretaña e Irlanda, por ejemplo, están conectadas a la red europea mediante interconectores de CC, por lo que la red de cada nación puede funcionar de forma asíncrona con el resto de Europa mientras comparten el poder.

La red compartida por Serbia y su antigua provincia Kosovo está conectada a la red eléctrica sincronizada de alto voltaje de Europa.

Como se explicó anteriormente.

ENTSO-E, que representa a los operadores europeos de transmisión de electricidad, dijo que la red continental había perdido 113 gigavatios-hora (GWh) de energía desde mediados de enero porque Kosovo había estado usando más electricidad de la que genera. Serbia, que es responsable de equilibrar la red de Kosovo, no lo hizo, dijo ENTSO-E.

La energía no se ha perdido. Nunca fue producido.

Según NetzFrequenzMessung.de (es posible que desee traducir), el déficit de 113 GWh promedia aproximadamente 80 MW continuos en un total de 60 GW de capacidad. Eso es un 0.13%. ¡Lo aterrador es que en realidad estamos al máximo y no podemos encontrar un 0.13% extra!

La pérdida [sic] de energía significó que los relojes eléctricos que son controlados por la frecuencia del sistema de energía, en lugar de por un cristal de cuarzo, se retrasen casi seis minutos, dijo ENTSO-E.

"Dirigido" es probablemente una traducción errónea. "Regulado" sería mejor.

Muchos relojes digitales, como los de los despertadores y los hornos o microondas, utilizan la frecuencia de la red eléctrica para mantener la hora. El problema surge cuando la frecuencia cae durante un período de tiempo sostenido.

Figura 2. Un interruptor de tiempo electromecánico del estilo popular entre las compañías de servicios públicos.

Los relojes motorizados analógicos también lo hacen. ¡El reloj diurno / nocturno de mi medidor de electricidad tiene> 40 años y tiene un reloj alimentado por la red eléctrica con un UPS que se rebobina para mantenerlo en buen estado durante los cortes de energía!

ENTSO-E dijo que la frecuencia de la red europea se había desviado de su estándar de 50 Hertz (Hz) a 49.996 Hz desde mediados de enero, resultando en 113 gigavatios-hora (GWh) [sic] de energía perdida, aunque parecía haber regresado. a la normalidad el martes.

La frecuencia no se mantiene constante a tres decimales durante meses consecutivos. Esa podría ser una cifra promedio. Aquí están los datos de los últimos cinco minutos:

Figura 3. Tenga en cuenta que la desviación de frecuencia será mucho más amplia durante un período de tiempo más largo. Fuente: MainsFrequency.com .

Figura 4. La desviación del tiempo de la red ha aumentado de -100 sa -350 s en tres semanas. Fuente: MainsFrequency.com .

Figura 5. [¡GUAU!] En nuestra operación de medición anterior (julio de 2011 a 2017), se produjeron desviaciones de tiempo de la red de ± 160 segundos (junio de 2013). Pero desde el 3 de enero de 2018, la desviación de tiempo de la red está disminuyendo continuamente. Cambiar el punto de ajuste para la potencia de control secundario el 15 de enero de 50,000 Hz a 50,010 Hz aún no ha sido capaz de reducir el tiempo de red. Fuente: MainsFrequency.com .

La potencia de control secundario se activa cuando el sistema se ve afectado durante más de 30 segundos o se supone que el sistema se verá afectado durante un período superior a 30 segundos. Antes de esto, las desviaciones en el sistema solo se cubren a través del control primario. Fuente: APG.at .

"La desviación se detuvo ayer después de que Kosovo tomó algunas medidas, pero llevará un tiempo volver a normalizar el sistema", dijo a Reuters la portavoz de ENTSO-E, Susanne Nies. Ella dijo que el riesgo podría permanecer si no hay una solución política al problema.

Si comienzan a generar y alimentar la red, se acelerará.

La disputa política se centra principalmente en cuestiones regulatorias y una disputa entre Serbia y Kosovo sobre la operación de la red. Se complica aún más por el hecho de que Belgrado todavía no reconoce a Kosovo.

"Intentaremos arreglar los tecnicismos para el final de esta semana, pero la pregunta de quién compensará esta pérdida debe ser respondida", dijo Nies.

Esto no tiene ningún sentido para mí. El flujo de energía se mide y factura en consecuencia. Cada país paga sus importaciones.

ENTSO-E instó a los gobiernos europeos y a los responsables políticos a tomar medidas rápidas y ejercer presión sobre Kosovo y Serbia para resolver el problema, lo que también está obstaculizando la integración del mercado energético de los Balcanes occidentales requerido por la Unión Europea.

"Estas acciones deben abordar el lado político de este problema", dijo ENTSO-E en un comunicado. Los operadores de la red en Serbia y Kosovo no estuvieron disponibles de inmediato para hacer comentarios.

Kosovo se separó de Serbia en 2008. Ambos estados quieren unirse a la Unión Europea, pero Bruselas dice que deben normalizar las relaciones para forjar vínculos más estrechos con el bloque.

Serbia y Kosovo firmaron un acuerdo sobre el funcionamiento de su red eléctrica en 2015. Sin embargo, aún no se ha implementado ya que no pueden ponerse de acuerdo sobre la distribución de energía en Kosovo en medio de reclamos conflictivos sobre la propiedad de la red, construida cuando ambos eran parte de Yugoslavia. (Escrito por Maja Zuvela; Editado por Susan Fenton)

Supongo que ninguno de los anteriores son ingenieros eléctricos.

Respondiendo las preguntas:

1. ¿Cómo una disminución en la producción de electricidad puede conducir a una disminución de la frecuencia en la red a largo plazo? ¿No es la frecuencia un parámetro controlado por la central eléctrica al final del día?

Si la demanda se acerca a la capacidad máxima, entonces debemos dejar caer el voltaje o la frecuencia si queremos evitar desconectar a los clientes. La caída del voltaje causará problemas con ciertas cargas y debe evitarse.

El artículo del Reuter no explica por qué la frecuencia promedio del sistema ha sido baja durante tanto tiempo. Solo puede ser que no haya podido correr por encima de 50 Hz durante el tiempo suficiente para alcanzarlo. Parece que no es el momento adecuado para hacer esto, pero habrá un límite superior en la desviación de frecuencia: aproximadamente 50,5 Hz (pero no tengo un número definido).

2. Si la pérdida de energía de algunos países causa una desviación de frecuencia, ¿no deberíamos observar también otros impactos, como una caída del voltaje de salida? ¿Esto significa que también hemos experimentado una caída de voltaje durante semanas aquí en Europa?

No, reducimos la frecuencia para evitar la caída de voltaje.

3. ¿Por qué algunos dispositivos eléctricos usan directamente la frecuencia de red para sincronizar sus relojes, en lugar de una tecnología de cristal de cuarzo?

No sincronizan los relojes en el sentido de ajustar o corregir la hora. Mantienen la sincronización manteniendo la frecuencia promedio a exactamente 50 Hz. Una razón para esto son los millones de relojes electromecánicos en servicio. Estos son increíblemente confiables, no requieren baterías y hacen el trabajo. ¿Por qué reemplazarlos?

Esto significa que el mismo horno necesita 2 firmwares diferentes para países con diferentes frecuencias de red eléctrica, mientras que, con un cristal (que debería ser necesario de todos modos para ejecutar todos los circuitos integrados), el mismo dispositivo funcionaría sin modificaciones en todas partes.

Los cristales se desplazarán y se requiere una mayor complicación del reloj en tiempo real con la batería de respaldo. Los servicios eléctricos funcionan en plazos de 20 a 50 años. ¿Cuánto tiempo cree que durarán los condensadores electrolíticos en su reloj digital?

Enlaces:

• Mapa del sistema de transmisión ENTSO-E .
• Preguntas frecuentes de ENTSO-E sobre el tema.

Otros bits interesantes:

Esta desviación del tiempo de la cuadrícula se equilibra constantemente. Si la desviación de tiempo es más de veinte segundos, la frecuencia se corrige en la cuadrícula. Para equilibrar nuevamente la desviación de tiempo, la frecuencia habitual de 50 Hz (Europa) se cambia de la siguiente manera:

49.990 Hz, si el tiempo de la red se adelanta al tiempo UTC

50.010 Hz, si el tiempo de la red va a la zaga del tiempo UTC

Fuente: SwissGrid .

Mientras tanto, el 2018-03-08:

NTSO-E ahora ha confirmado con los TSO serbios y kosovares, respectivamente EMS y KOSTT, que las desviaciones que afectaron la frecuencia promedio en el área síncrona de Europa continental han cesado.

Este es un primer paso en la resolución del problema. El segundo paso ahora es desarrollar un plan para devolver la energía faltante al sistema y volver a la situación normal.

Fuente: ENTSO-E .

Hmmm! Se refieren a ella como "energía faltante".

¿Cómo puede una disminución en la producción de electricidad conducir a una disminución de la frecuencia en la red a largo plazo? ¿No es la frecuencia un parámetro controlado por la central eléctrica al final del día?

Puedes pensar en la red eléctrica como un mecanismo gigante. Los motores de inducción son como correas que pueden deslizarse un poco. Los motores y generadores síncronos son como engranajes que no pueden deslizarse.

A corto plazo, la frecuencia se utiliza para regular el flujo de energía dentro y fuera de la red. Si la red está sobrecargada, comenzará a disminuir y los generadores convencionales aumentarán su potencia para compensar. Del mismo modo, si la red está subcargada, aumentará ligeramente la velocidad y los generadores retrocederán.

Finalmente, si la frecuencia de la red es demasiado baja, la red comenzará a soltar cargas para evitar un colapso completo.

Cuando la frecuencia de la red cae por debajo de la nominal, el control central debe ordenar a algunas centrales eléctricas que aumenten su punto de ajuste de potencia para que la red vuelva a su frecuencia nominal. Esas centrales eléctricas deberán pagarse para aumentar sus puntos de ajuste.

Parece que los problemas políticos se resuelven en torno a quién debería pagar a las centrales eléctricas para aumentar sus puntos de ajuste. Si nadie paga, entonces la frecuencia de la red permanece reducida (y todas las centrales eléctricas convencionales terminan generando un poco más de lo que se contrató para generar).

Para responder al "¿Por qué no el cuarzo?" pregunta:

Los cristales son realmente terribles incluso para cronometraje a corto plazo. Un buen cristal en Digi-Key generalmente tendrá una precisión de aproximadamente 20 ppm.

Pero probablemente no tendrás un buen cristal. Los cristales bonitos no venden productos de consumo. Por ejemplo, el cristal de mi reloj de pulsera tiene una velocidad de 66 ppm:

Entonces, después de 12 días, el reloj está apagado por 1 minuto. Después de un mes está apagado por ~ 2.5 minutos. 5-10 minutos (2-4 meses) es suficiente deriva para comenzar a causar problemas. Y eso no incluye la deriva de temperatura.

La frecuencia de la línea de alimentación puede no ser más precisa en una escala de tiempo de segundos o minutos, pero la cantidad de ciclos por día generalmente está bien controlada. Es por eso que los problemas de la red europea fueron noticia.

¿Por qué algunos dispositivos eléctricos usan directamente la frecuencia de red para sincronizar sus relojes, en lugar de una tecnología de cristal de cuarzo? Esto significa que el mismo horno necesita dos firmwares diferentes para países con diferentes frecuencias de red eléctrica, mientras que, con un cristal (que debería ser necesario de todos modos para ejecutar todos los circuitos integrados), el mismo dispositivo funcionaría sin modificaciones en todas partes.

Porque es más barato y confiable (¿aún más preciso?) Que el cristal de cuarzo. Y particularmente todo el continente europeo se está ejecutando en la misma red eléctrica. Para que pueda vender su horno a ese número total de clientes. Para otros países, los fabricantes harían versiones diferentes de todos modos. No hay muchos artículos que se venden en todas partes (en todos los países) exactamente igual.