1598005515-d093afe08eb90b4a146980eea5b04540 (Ветроэлектрические станции. В.Н. Андрианов, Д.Н. Быстрицкий, 1960u)

ПРЕДИСЛОВИЕ В кинге рассмагрнвагогся ветроэлектрические станции (ВЭС] постоянного н переменного тока различной мощности. Дается описание конструкций н областей применения ВЭС, излагаются вопросы статики и дннаьшки регулирования изолированной ВЭС и ВЭС, рабо"ающей параллельно с другими электростанциями в сисгечах различной мощности; предлвглетгя Методика м ергетическнх н техннко-экономических расчетов; приводятся данные о ВЭС в СССР н за рубежом.

Книга предназначена для энергетиков разной квалификации, а также инженеров, занимающихся проектированием н эксплуатацией ВЭС, студентов и работников сельского хозяйства по специальности сельской электрификации. Акдриалоз Виктор Николаевич, Биетричиий А!орали Ваумозии, Ваткези» Кокетаити» Ветровое, Сектороз Владимир рачаилоеие ВЕТРОЗлектричЕСКИЕ СТАНЦИИ редвктор В. А.

Орлов Техн. Редактор К. 77. Воронин Сдзно в квг р Игщц 1999 ноликсзно к зевзгк 227х! 1969 г. Т-14914 Бумага 94Х198'7„ !з,4 пее. л, Уе.-кзд. л. 17,4 Тираж 2999 вкз. Цена 9 р. 70 к., с 171 Нгб! г. деве 97 коз. Заказ 2412 Типография Тоезверговздзтз. Москва, Шлюзовая кзб., !О, В последнее время в СССР и ряде зарубеуьных стран были проведены дальнейшие работы, направленные ла решение проблемы использования энергии ветра, в частности для электрификации.

Причина интереса к использованию энергии ветра лежит прежде всего в стремлении расширить виды 'используемых энергетических ресурсов н связи с быстрым ростом потребления энергии. Для условий СССР важно и то, что энергетика сельского хозяйства не может полностью базироваться на присоединении сельских потребителей к сетям электрических систем, а должна использовать также местные энергоресурсы. Ветер является том естественным источником энергии, использование которого может и должно, предусматриваться Книга, написана в основном по материалам научных наследований, проведенных во Всесоюзном институте электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ] и в Отделе ветродвигателей Пентральното аэрогидрадннамического института (НАГИ].

В ней изложены теоретические основы ветраэлектрическнх станций (ВЭС) в части механических схем регулирования и энерго-экономических расчетов. Впервые как в нашей, та1к н зарубежной литературе систематически освещены вопросы динамики работы ветроэлекврическнх с!внцнй совместно к другими станциями. В этой части книга, определяя требования к механической прочности н автоматическому регулированию ветродвигателей, может помочь созданию конструкций надежно действующих ветроэлектрическнх станций.

В связи со все еще продолжающимися поясками еаиболее рациональных путей развитая вегроэлоктричсскнх установок н разных странах последняя глава посвящена оовещеиию зарубежного опыта. Авторы считают нужным отметить, что первые рабаты по теоретическим вопросам, авязаиным с созданием ветрозлектричеокнх станшгй, принадлежат проф.

Г. Х. Сабинину и были проведены им еще в тридцатых годах, На,протяжении выполнения работ, положенных в основу данной книги, проф, Г, Х. Габнннн вгнмательно следил за ними, и потому влияние научных трудов Г. Х. Сабинина и его мнения на сделанное авторами несомненно. Книга представляет собой ког, лективный труд, е котором В. Н. Андриановы!1 написана гд 4, за исключением $4-7, а также .$1-5, 5.1 и 5-2; Д. Н. Быстрицкнм— й 1.1, 4-7, 5-3, 5-4 и 5-5; К. П.

Башкевичем — й 1-2, 1-3, а такуке гл 2, за исключением 9 2-1; В. Р. Секторавым — Е 1-4, 1-б, 2-1, гл. 3 н б. Руководство работой и общая редакция осуществлялись В. Н. Андриановым. !У СОДЕРЖАНИЕ Предисловие Глава первая. Общие сведении 1-1. Ветер как источник энергии . ........ ....., 6 1-2, Основы аэродинамики ветроколеса ... ... . .. . . 24 1-3. Расчет аэродинамических характеристик ветродвигателя и моментов, действующих на лопасти ветроколеса .. . 34 1-4. Рабочие характеристики ветродвигателей ...

...... 45 1-5. Область использования ветроэлектрнческих установок ,, 55 1-6. Опытное строительство ВЭС в СССР.......... 58 Гл а за в т о р а я. Ветродвигатели, применяемые дли аетроэлектрических установок 2-1. Конструктивные схемы ветродвигателей........, 64 2 2. Характерные особенности работы ветродвигателей и технические требования, предъивлясмые к их регуляторам .. 71 2-3. Статика регулирования 87 2-4. Динамика регулирования,.......,... 1О1 2-5.

Исследование качества процесса регулирования . . ... Ыб Г л а в а т р е т ь я. Ветроэлентричесние установки посто- ямного тока 3-!. Основные характеристики и параметры .. ........ 132 3-2. Режимы работы и электрооборудование . .. .. .... й39 З-З. Ветроэлектрические установки постоянного тока, используемые е СССР !61 Г л а в а ч е т в е Р т а я.

Ветроэлектрические стамции пере- менного тока 4-1. Метод работы и тип генератора ... . .., 172, 4-2. Синхронизация ветроэдектрических станций ... . 178 4-3. Выбор расчетной мощности ветроагрегата . .. . .. . 186 4-4. Режим ноРмальной работы .. ....... .....

188 4-5..Способы ограничения мощности........ 194 4 йь:Динамические процессы при работе ВЭС в электрической системе 203 4-7. Элехтрические схемы ветроэлектрн ческих станций переменного тока 225 Г л а в а и я т а я. Технико-энергетические расчеты при работе ВЭС соиместнос тепловыми и гидроэлектростаи*'а, циими 5-1. Базисная и пульсиРующая мощность ВЭС........

239 5-2. Допустимая доля. участия ветроэлектрических станций при работе в системе 243 5-3. НастРойка Регулнторов скорости вращения двигателей гидро-, тепло- и ветроэлектрических станций при нх совместной работе 247 5-4. Ветроэнергетические расчеты . 253 5.5.

Технико-экономические расчеты при совместной работе ветроэлектрических станций с гидравлическими и тепловы. ми электРостанциями 273 Гл а в а ш е с т н-я. Ветроэлектроэнергетика за рубежом 6.1. Направление работ в разных странах .......... 275 6-2. Аэрологическне. исслелования и их методы .......

277 6-3. Изолированные ветроэлектрические установки... ° .. 286 6-4. Конструкции ветроэлектрических агрегатов для работы в эвеРгосистеым~ 294 6-5. Опытные ветроэлектрические установки, построенные для .работы в энергосистемах . 302 6-6. Вопросы экономики применения ВЭР ..., ....., . 311 Литература 319 Глава первая ОБЩИ Е СВЕДЕ Н ИЯ Ветроэлектрическнс станции превращают кинетическую энергию неуправляемого ветрового потока в электрическую. Для правильного ~понимания режима работы ветроэлектрических стайций и оценки областей их применения меобходимо сначала ознакомиться с особенностями энергии ветра и расчета аэродинамических характеристик ветродвигателей и проанализировать опыт сооружения ВЭС в СССР. ЬЬ ВЕТЕР КАК ИСТОЧИИК ~ЭНЕРГИИ Кинетическая энергия ветрового потока как всякого движущегося тела, имеющего секундную массу т, равна: ССПРС А= — ' 2 Мощность ветрового потока определяется как Л Раса Р= — =— 2 (1-2) ВТ~ 0 1 В(273+ )3) РР ~оТ 760(273+ 7') (1-3) где р= — — массовая плотность воздуха; т Ы Т вЂ” удельный вес воздуха; д — ускорение силы тяжести; г" — плошадь, через которую протекает ветровой поток; о — скорость ветра.

Величина массовой плотности воздуха зависит отвначен)($ барометрического давления и температуры ! о сР и (1-4) где о„ вЂ” средняя скорость ветра; о,. — значение мгновенной скорости ветра; и — количество мгновенных замеров. Порывистостью ветра называется величина отклонения мгновенного значения скорости ветра,от средней величины.

Порывистость ветра характеризует глубину про- к)' секс где р,= 0,125 „ †Массов плотность воздуха при температуре 7= 15' С и атмосферном давлении ВР=Т60 млс ргп. сгп.; В и (Р— соответственно атмосферное давление, лсм рлп ст., и температура воздуха в новых условиях, 'С; Т, и Т вЂ” абсолютные температуры возРз — духа прн !5"С и в новых усло- 4! . виях. Ветровой поток, встречая при движении на своем пути лопасти, отдает свою энергию ветроколесу.

Вследствие Иаличия аэродинамических потерь ветроколесо использует только часть мощности ветрового потока. При . этом в результате непрерывного изменения мгновенных скоростей ветра в значительных пределах изменяется энергия ветрового потока, а следовательно, мощность, развиваемая ветроколесом. Структура ветрового потока зз наблюдаемый проме- жУтОК ВРЕМЕНИ ХаРаКтЕРИЗУЕтСЯ РЯДОМ ВЕЛИЧИРП 1) средней скоростью ветра; 2) порывистостью ветра; 3) изменчивостью ветра; 4) длительностью провалов — подъемов скоростей ветра выше или ниже среднего значения. Средняя скорость ветра определяется как средняя арифметическая величина, полученная из ряда мгновен,ных скоростей (ветра), измеренных через равные интер;валы в изучаемом промежутке времени; ,~~ (р! рср) ср.кв и Изменчивость ветра представляет собой скорость изменения ветрового потока и представляется наибольшим и средним значениями: 5 ( макс мни) наиб й! ) (1м8) где М вЂ” длительность интервала между замерами; мгновенными ~~)~ ~0г+ ! 5 (1-9) Длительности провалов и подъемов скорости ветра представляют собой величины ии"гервалов (Ьт), в течение которых скорость ветра имеет значения ббльшие или меньшие, чем средняя скорость ветра за наблюдаемый отрезок времени.