Исследование эксплуатационных режимов работы ветропарк Куликово

 

     При скорости ветра 6,5 м/с, кВт 
 
 
 
 
 
 
 

     Таблица 3.3 - Энергетическая характеристика ВЭУ  «Energon E-40»

 

     При скорости ветра 6,5 м/с, кВт

     Энергию ветра для Ventis 20-100 при скорости 6.5 м/с определим по формуле (3.10)

      кВт

     Энергию ветра для Vestas V-39 при скорости 6.5 м/с определим по формуле (3.10)

      кВт

     Энергию ветра для Energon E-40 при скорости 6.5 м/с определим по формуле (3.10)

      кВт 

     Вычислим  коэффициент извлечения мощности для каждой ВЭУ:

     Для Ventis 20-100

          (3.13)

     Для Vestas V-39

          (3.14)

     Для Energon E-40

          (3.15) 

     Из  полученных результатов видно, что  наилучший коэффициент использования у ВЭУ типа Vestas V-39. У ВЭУ типа Vestas 27-225, этот показатель составляет 43,8 процентов, что является также хорошим показателем.

     

     

     3.3 Определение выработки  электроэнергии, используя  распределение Райлеха 

     С помощью метода Райлеха определяется частотное распределение по скоростям ветра, для этого необходимо знать среднеежегодную скорость ветра в исследуемом районе и энергетическую характеристику исследуемой ветроустановки. Зная частотное распределение по скоростям, а также энергетическую характеристику, можно определить энергию, выработанную ВЭУ. Частотное распределение скоростей по Райлеху определяется следующим выражением:

              (3.16)

     где  V – действующая скорость ветра;

           V_m – среднегодовая скорость ветра.

     Все расчёты приведены в таблице 3.4

     

     Таблица 3.4 - Определение выработки электроэнергии, используя распределение Райлеха

 

     Суммарная выработанная электроэнергия ветроустановкой  за месяц определяется, как сумма последнего столбца. E_S = 44455,0 кВт×ч за месяц непрерывного функционирования. Данное значение с определённой степенью точности соответствует экспериментальным данным, полученным с ВЭУ в пос. Куликово.

      На рисунке 3.3 приведена зависимость  выработанной электроэнергии от усреднённого распределения скоростей.

     

     Рисунок 3.3 - зависимость выработанной электроэнергии от усреднённого распределения скоростей.

      На рисунке 3.4 приведена зависимость частоты присутствия ветра по Райлеху от усреднённого распределения скоростей.

       Рисунок 3.4 - зависимость частоты присутствия ветра по Райлеху от усреднённого распределения скоростей.

     4 РАБОТА ВЕТРОПАРКА  В СОСТАВЕ СЕТИ

 
 

      4.1 Основные показатели, определяющие работу ветропарка 

• Выработка электроэнергии;
• Удельная выработака электроэнергии на единицу площади отметаемой поверхности;
• Уровень напряжения;
• Доза фликкера;

 

     4.2 Анализ работы  ветропарка

     4.2.1 Выработка электроэнергии 

     С момента установки и введения в эксплуатацию ВЭУ в состав ветропарка., для каждой из них ведётся журнал выработки. В этот журнал входят следующие показатели: 

• выработанная энергия, кВт×ч;
• потреблённая энергия Генератора 0, кВт×ч;
• выработанная энергия Генератора 1, кВт×ч;
• выработанная энергия Генератора 2, кВт×ч;
• полное время работы, час
• время работы, исключая время нерабочего состояния ЛЭП, час;
• время нормальной работы ЛЭП, исключая время отказов ВЭУ  час;
• время выработки, за вычетом времени профилактических работ на ВЭУ, час;
• чистое время выработки энергии, час;
• время работы Ген1, час;
• время работы Ген2, час.

 
 
 
 

     Журналы выработки для ветроустановок пос. Куликово, приведены в приложении А. 

     4.2.2 Удельная выработака электроэнергии на единицу площади отметаемой поверхности 

     Площадь отметаемой поверхности ветроустановки Vestas 27-225 определим как:

       м²       (4.2)

     где  S – площадь отметаемой поверхности;

           d – диаметр ветроколеса.

     В журнале выработки ветроустановок пос. Куликово, приложение А, можно получить выработку энергии за необходимый период для конкретной ветроустановки. Разделив выработку энергии на отметаемую поверхность, получим искомый параметр.

     Пример:

     Для ВЭУ № 2 из журнала выработки ветроустановок пос. Куликово, приложение А, известно, что за год ветроустановкой было выработано 322744 кВт.

     Определим удельную выработаку электроэнергии на единицу площади отметаемой поверхности за год:

       кВт/м²    (4.3) 

4.2.3 Поддержание уровеня напряжения на ВЭУ

     Главная проблема ветроэнергетики в “слабых сетях” – это поддержание уровня напряжения. Определение “слабая сеть” также широко используется для присоединений, исключающих наличие ветроустановок в присоединении. В  “слабых сетях ” определяющим является то, что уровень напряжения в них не постоянен, как в “жёстких сетях”. Другими словами, “слабая сеть” – это сеть в которой необходимо поддерживать уроверь напряжения в указанных рамках.

     При отсутствии в сети ветроустановок зависимость  изменения напряжения от длины линии  выглядит так: Наибольшее напряжение на шинах подстанции и оно спадает до минимума на дальнем конце линии. Максимальное напряжение на дальнем конце линии будет тогда, когда нагрузка будет минимальна, а минимальное – когда нагрузка максимальна.

       При присоединении ветроустановки к этой линии, зависимость распределения напряжения от длинны линии будет искажена. Вследствие работы ВЭУ уровень напряджения в точке присоединения, в большинстве случаев, больше, чем при отсутствии ВЭУ. При этотм  уровень напряжения в точке присоединения при минимальной нагрузке и максимальной скорости ветра, может превышать разрешённый максимум.

     Диапазон  напряжений установленный для нормальной работы ВЭУ в пос.Куликово минус  шесть плюс 10 прцентов номинального.

       По статистическим данным журнала отказов, приложение Б, для ветроустановок в пос. Куликово существует проблема снижения напряжения ниже установленного минимума при максимальной нагрузке и минимальной скорости ветра. В настояше время для решения этой проблемы приняты только организационные мероприятия:

• регулирование коэффициента трансформации на ТП ветропарка;
• оптимизация режима.

     Для поддержания напряжения в заданных рамках на ТП ветропарка коэффициент  трансформации выведен цапфой на минимум. Следовательно при возникновении  неблагоприятных условий (максимума нагрузки и минимальной скорости ветра), возможность дальнейшего регулирования исключена.

     Для предотвращения будущих отключений ВЭУ в результате снижения напряжения неоходимо применение некоторых  технических мероприятий:

• изменение конструкции питающих линий;
• продольная или поперечная компенсация;

• настройка линии на полуволну.

     Проблема  превышения напряжения при возникновении  условий минимума нагрузки и максимальной скорости ветра исключена.

     

     Относительное изменение напряжения ВЭУ оценивается  уравнением (4.4):

                                                                                    (4.4)

     где  d - изменение напряжения;

     k_U(y_k) – коэффициент напряжения ВЭУ для фактического y_k в месте установки, должен быть определён из заранее приведённой таблицы, включающей линейную интерполяцию.

      Если  более чем одна ВЭУ подключена к точке связи, то возможность  совместного переключения в одно и то же время исключена. Следовательно, никакие эффекты совместного переключения не должны быть приняты во внимание, чтобы оценивать относительное изменение напряжения системы, состоящей из нескольких ВЭУ.