Пример 2
На площадке ВЭС известна многолетняя повторяемость скорости ветра t(V) на высоте 10 м (см. табл.4); модель вертикального профиля ветра: m(V )=0,68× V-0,91.
Определить экстремальную скорость ветра на площадке ВЭС на разной высоте (от 10 м до 110 м с шагом 20 м) и за разные периоды времени Т: 5, 20 и 50 лет.
Решение:
Определение параметров распределения Вейбулла по заданной фактической повторяемости скорости ветра t(V) (см.табл. 4).
По
заданной дифференциальной повторяемости
t(V)
определены
на высоте 10 м значения:
=3,9
м/c и Сv=0,66.
Параметр
=
СV–1,069=0,66–1,069=1,57.
Параметр :
=
/Г(
)=3,9/
Г(
)
=3,9/ Г(1,638)=3,9/0,89049=4,4 м/с.
Таблица 4
Фактическая и теоретическая повторяемости скорости и промежуточные расчеты t для каждой j–ой градации при Vmax=44 м/с
|
t (V), % |
tВ(V), % |
jф-В, % |
Vjгр,м/с |
Мj,
|
0,75 |
12,8 |
15,50 |
20,05 |
1,5 |
0,359353 |
2,5 |
42,3 |
35,40 |
19,63 |
2,0 |
2,194962 |
4,5 |
24,3 |
25,62 |
20,01 |
2,0 |
0,157058 |
6,5 |
12,5 |
14,00 |
19,63 |
2,0 |
0,102921 |
8,5 |
5,3 |
6,18 |
7,26 |
2,0 |
0,034278 |
10,5 |
2,1 |
2,30 |
10,75 |
2,0 |
0,001074 |
12,5 |
0,99 |
0,74 |
14,05 |
2,0 |
0,004395 |
14,5 |
0,4 |
0,21 |
6,69 |
2,0 |
0,002037 |
16,5 |
0,1 |
0,05 |
42,24 |
2,0 |
0,000404 |
19 |
0,0 |
0,01 |
0,00 |
3,0 |
6,92E-05 |
22,5 |
0,0 |
0,00 |
0,00 |
3,0 |
3,03E-05 |
26,5 |
0,0 |
0,00 |
0,00 |
4,0 |
3,66E-11 |
31,5 |
0,0 |
0,00 |
0,00 |
5,0 |
2,49E-15 |
сумма |
2, 85 |
||||
,
м/с
Рассчитаем характеристики ветра на разной высоте
Дано:
10м
=3,94
м/c, параметры распределения Вейбулла
на высоте 10 м: =1,57;
=4,
4 м/с; модель вертикального профиля
ветра: mо(
)=0,68
-0,91.
Найти:
на
высотах h=10
м, 30
м, 50 м, 70 м, 90 м, 110 м -
h;
tBh(V);
Veh;
(5,
20, 25) .
Решение:
Для построения распределения Вейбулла произведем пересчет параметра на разной высоте, предварительно пересчитав среднемноголетние скорости ветра на разные высоты по и определив показатель степенной зависимости mо: mо( =3,94 м/с)=0,683,94-0,91=0,2. Например, для высоты 30 м:
м/с.
Результаты расчетов представим в таблице 5. На рисунке 4 представлен вертикальный профиль среднемноголетней скорости ветра.
Таблица 5
Среднемноголетние скорости ветра и параметры распределения Вейбулла на разной высоте
Высота, м |
10,00 |
30,00 |
50,00 |
70,00 |
90,00 |
110,00 |
mо |
0,20 |
0,20 |
0,20 |
0,20 |
0,20 |
0,20 |
|
3,94 |
4,88 |
5,39 |
5,76 |
6,05 |
6,29 |
, о.е. |
1,57 |
1,57 |
1,57 |
1,57 |
1,57 |
1,57 |
, м/с |
4,38 |
5,43 |
6,00 |
6,41 |
6,73 |
7,00 |
,
м/с
Рис.4 – Вертикальный профиль среднемноголетней скорости ветра
Определение экстремальной скорости ветра при =1,57 производим по формуле (6), результаты расчета представлены в таблице 6.
Таблица 6
Экстремальные скорости ветра на разной высоте и за разные периоды времени
Период времени |
5 лет |
20 лет |
50 лет |
на высоте 10 м |
20,9 |
22,5 |
23,5 |
на высоте 30 м |
25,9 |
27,9 |
29,2 |
на высоте 50 м |
28,6 |
30,8 |
32,2 |
на высоте 70 м |
30,5 |
32,9 |
34,4 |
на высоте 90 м |
32,0 |
34,6 |
36,1 |
на высоте 110 м |
33,3 |
36,0 |
37,6 |
В соответствии со значением экстремальной скорости ветра на заданной площадке могут быть установлены ВЭУ всех трех классов безопасности с высотой башни до 100 м.