Taajuusvakautta

Taajuusvakautta tarkoittaa järjestelmien ja laitteiden toimintaa, jolla ylläpidetään sähköverkon taajuus mahdollisimman lähellä nimellisarvoa. Euroopassa ja Suomessa yleinen taajuus on 50 Hz, ja taajuuspoikkeamat syntyvät, kun tuotanto ja kulutus eivät ole tasapainossa. Pysyvä taajuus on tärkeä osa verkon vakautta ja luotettavuutta, koska poikkeamat voivat vaikuttaa sekä laitteiden toimintaan että verkon käytettävyyteen.

Periaate ja mekanismit. Kun kuormitus muuttuu äkillisesti, verkon taajuus alkaa poiketa nimellisarvosta. Ensisijainen taajuusvakautus perustuu generaattoreiden nopeuden säätöön ja droop-ohjaukseen: laitteet muuttavat tuotantoaan suhteessa havaittuun taajuuspoikkeamaan siten, että koko järjestelmän vaste jakautuu tasaisesti. Tämä reagoi nopeasti, mutta ei automaattisesti palauta taajuutta nimellisarvoon.

Toissijainen taajuusvakautus pyrkii palauttamaan taajuuden nimellisarvoon hallitusti. Siinä käytetään automaattista tuotannonohjausta, joka oikaisee syntyneen poikkeaman yhdistämällä useiden tuotantolaitosten säätöjä ja ohjaamalla määräämistä, jotta taajuus palautuu. Kolmannen tason toimet, kuten reservien käyttö ja uudelleenohjaus, voivat tarvittaessa täydentää tilannetta.

Käytännössä taajuusvakautus koostuu sekä mekaanisesta inertiaasta että sähköisistä ohjausjärjestelmistä. Inertia antaa hetkellisen vastuksen taajuuspoikkeamille, kun taas säätöjärjestelmät muokkaavat tuotantoa poikkeaman jatkuessa. Tulevaisuudessa yhä suurempi rooli on sekä syntetisellä inkertialla että sähköteknisillä ratkaisuilla, kuten tehovakaistuksilla ja älykkäillä kuormituksenhallintamenetelmillä.