МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ

ПО РАСЧЕТУ ПАРАМЕТРОВ ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

1. ВВЕДЕНИЕ

Расчетная работа (КР) включает методические указания по расчету параметров ветроэлектростанции (ВЭС) и параметров солнечной электростанции (СЭС), необходимые справочные материалы и задание в двух частях – расчет параметров ВЭС или СЭС в зависимости от вариантов.

Первоначально выполняется расчет параметров ВЭС.

1.1.Расчет параметров ВЭС состоит из следующих этапов:

1.1.1. Расчет параметров ветроэлектроустановки (ВЭУ) для заданной установленной номинальной мощности ВЭУ - Р_{ВЭУ НОМ} и заданного диапазона скоростей ветра на площадке ВЭС.

Исходными данными для расчета являются:

Р_{ВЭУ НОМ} – номинальная установленная мощность ВЭУ, кВт;

V_НАЧ (V_min) - минимальная (начальная ) скорость ветра, при которой включается электрогенератор ВЭУ и начинается выработка электроэнергии, м/с;

V_НОМ (V_P ) - расчетная рабочая скорость ветра, при которой электрогенератор ВЭУ вырабатывает номинальную мощность, м/с;

Мощность одной одиночно стоящей ВЭУ определяется характеристикой . Расчет ВЭУ состоит в определении характеристики (1) на участке от V_НАЧ до V_НОМ по заданным значениям скоростей ветра V_НАЧ и V_НОМ и Р_{ВЭУ НОМ}, определении мощности ветрового потока при заданной скорости V_НОМ , расчете максимального коэффициента использования энергии ветра, оптимального и расчетного коэффициентов быстроходности ротора ветротурбины (ВТ) ВЭУ, определении эффективной мощности на 1 м² ометаемой поверхности ВТ, определении общей площади ометаемой поверхности ВТ и диаметра ротора ВТ.

На основании полученных значений диаметра ротора D и длины лопасти L ВТ при расчете ВЭУ производится выбор высоты башни H. ВЭУ большой мощности имеют обычно многосекционные башни и могут быть изготовлены с различной высотой H_hj.

1.1.2. Расчет фактической реализуемой мощности и выработки электроэнергии одной одиночно стоящей вэу на площадке вэс.

Исходными данными для расчета являются:

V_СР.Г. – среднегодовая скорости ветра, м/с, по результатам измерений на метеопосту в районе ВЭС, на высоте H₀ метеостанции; П_i – повторяемость (вероятность) скоростей ветра в течение года с интервалом ΔV=1м/с; значения коэффициентов распределения Вейбулла вероятности F_i скорости ветра от среднегодовых скоростей ветра;

H_hj – выбранная высота башни ВЭУ ( по п.1.1.1).

Для высоты H_hj необходимо пересчитать скорости ветра V_hij на этой высоте ВЭУ,

определить коэффициенты распределения Вейбулла вероятности F_i скорости ветра на высоте центра ротора ВТ – высоте башни, вероятности минимальной F_НАЧ , максимальной F_МАКС и рабочей F_НОМ скоростей ветра, определить общее числа часов работы ВЭУ за год – Т_Г в интервалах скоростей ветра от V_НАЧ до V_МАКС ; в интервалах скоростей ветра от V_НАЧ до V_НОМ ; в интервалах скоростей ветра от V_НОМ до V_МАКС и число часов простоя Т_ПР ВЭУ за год.

Для использования данных метеостанции по вероятности скоростей ветра F(V_i) и вероятности (повторяемости) дней в году П_i с данной скоростью, необходимо пересчитать значения скоростей ветра V_i на высоте ротора Н в диапазоне V_i от V_НАЧ до V_МАКС к данным скоростей флюгера V_Фi метеостанции на высоте Н₀ .

Результатом расчета является объем годовой выработки электроэнергии одной одиночно стоящей ВЭУ с учетом вероятности скоростей ветра F(V_i) и повторяемости (вероятности) дней в году П_i .

1.1.3. Расчет количества ВЭУ в составе ВЭС, расчет выработки электроэнергии ВЭС за год и определение среднегодового коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) ВЭС.

Исходными данными для расчета являются:

Установленная мощность ВЭС Р_{ВЭС НОМ};

Номинальная мощность ВЭУ Р_{ВЭУ НОМ} (п.1.1.1);

Рекомендации по варианту размещения ВЭУ;

Характеристика устройств и терминалов собственных нужд (СН) ВЭС.

В результате расчета необходимо определить количество ВЭУ в составе ВЭС, выполнить размещение ВЭУ на площадке ВЭС, определить расстояний между ВЭУ и заданными терминалами на площадке ВЭС, определить общую площадь станции и длину периметра ВЭС; выполнить расчет параметров выработки электроэнергии за год и величины КИУМ для всех ВЭУ в составе ВЭС с учетом взаимного затенения для выбранного расположения ВЭУ и расходов на СН.

1.1.4. Разработка электрической схемы вэс

Исходными данными для расчета являются:

Рекомендации по трансформаторному оборудованию для ВЭУ.

В результате в разделе следует выполнить расчет или выбор индивидуального трансформатора (ТР) ВЭУ или ТР модуля для группы ВЭУ – по варианту в задании, распределение ВЭУ по подстанциям модулей (ПВЭМ), выбор схемы подключения ВЭУ к ПВЭМ, и размещение подстанций модулей на площадке ВЭС, выбор общей электрической схемы ВЭС, размещение центральной подстанции (ЦПС) ВЭС на площадке ВЭС, расчет мощности трансформатора ПВЭМ, выбор трансформатора ПВЭМ, выбор кабелей и аппаратуры подстанции модуля; расчет мощности и выбор трансформатора и аппаратуры ЦПС ВЭС, расчет токов кабельных и воздушных линий; выбор кабелей и проводов линий, определение их длины; расчет сопротивлений линий и потерь мощности в них при номинальном токе; описание элементов электрической схемы ВЭС.