1598005515-d093afe08eb90b4a146980eea5b04540 (811223), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Однако если для работы с двигателем Р-2 взять генератор с меныпей скоростью вращения и наклонной характеристикой, то работа двигателя может оказаться неустойчивой. Второе условие выбора расчетных режимов рабаты ветродвигателя закл»очается в возможно лучшем использовании его мшцностн до начала регулирования. Нанботее благоприятным для этого является режим работы двигателя при переменной скорости вращения и настоянном числе модулей й = Я„прн а(пр. Такой 52 режим определяется кривой нагрузки, проходящей через вершины характеристик мощности двигателя, при всех скоростях ветра. Близкий к этому режим дает кривая 1 на рис. 1-18,а.
Осуществление такого режима, однако, не всегда возможно, так как характеристики генераторов, работающих с ветродвигателем, по болыпей части лишь приближаются к такой форме кривой на отдельных участках. Особенно трудно осуществить такой режим работы двигателя тогда, когда генератор переменного така должен работать ~при постояв~ной частоте. Форма характеристики генератора вынуждает поэтому попользовать, как правило, менее благоприятные реж»»- мы работы ветродвигателя при постоянной скорости врашения ветраколеса и переменном числе модулей или какой-то промежуточный режим между этими дву~мя.
В случае, если характеристика генератора не удовлетворяет у~павию У = 2;„, выбор расчетных режимов работы ветродвигателя практически сводится к выбору скорости ветра о„, при которой удовлетворяется это условие. Эта скорость ветра выбирается в зависимости от условий эксплуатации ветродвигателя. При наличии механической передачи от ветроколеса к генератору требуемое расположение характеристики достигается выборам соответствующего передаточного отношения механической передачи. У ветродвигателей, предназначенных для работы совместна с другими силовыми установками, форма характеристики генератора н ее расположение на характеристике двигателя выбираются обычно из условия получения наибольшей годовой выработки ветроагрегата.
Для этого подсчет выработки делается при разных положениях характеристики генератора относительно характеристик двигателя и выбирается то из них, при котором годовая выработка агрегата получается максимальной, В ветрозарядпых установках часто задаются другим условием — наибольшей длительностью работы ветродвигателя в году. В этом случае положение характеристики генератора выбирается таким, при котором она пересекает всршины характеристики двигателя при тех рабочих скоростях ветра, которые наиболее часто повторяются в течение года.
Д ля осуществления работы ветродвигателя с синхронным генератором на сеть переменного тока при к=к„= сопз1, когда должна поддерживаться постоянная частота, требуется применение генератора с пре- % дв образователем частоты илн передача мощности от ветроколеса к генератору через р ра передачу с автоматически изменяющимся передаточным отношением.
Однако 1Р применение такол схемы аг- регата может понизить р.ру5Х К. П. д. ЕГО ПЕРЕдачи (На величину порядка 5 — 10 те), что может ослабить нлн сво.р еа стл на нет выгоду от пере- 4 5 5 ' жеева ВОда дВИГатЕЛя На рЕжИМ 2= 2„=сопз1 (Л. 2Ц. -5 Результаты исследова- ния выгодности этого режир-р„-4э1 ма представлены на рис.
1.22, где нанесены кривые изменения годовой выра-м ботки ветроагрегата прн рис 1-оо 1трироет годовой вы- его Работе на Режиме 2 = работии ввергая ветроатрегатоы оопз( по сравнению аа счет перевода ветродвигате- жимом работы прн постоянли иа режим работы при пой скорости вращения ветроколеса. Изменения выработки зависит от средне.- годовой скоростл ветра и возможного ухудшения к. п.
д. механической передачи. Кривые подсчлтаны для ветродвигателя типа Р-18 прн установленной мощности генератора 30 квт, п„=40 об/мин, л'„=4,7, причем для каждой среднегодовой скорости ветра принята оптимальная величина расчетной скорости ветра н скорости вращения ветроколеса. Годовое распределение скоростей ветра при подсчетах выработки принято по Гуллену-Емцову. Кривая 1 (рнс. 1-22) характеризует прирост выработки энергии ветроагрегата за счет перевода ветродвн 54 гателя па режим работы с постоянным члслом модулей без ухудшения механического к.
п. д. Ч = ч1 . КРивые 2 и 3 показывают, как снижается этот прирост выработки, если к. п. д. установки ч1 понизить соответственно у на 5 и 10%. Как видно, в длапазоне изменения среднегодовых скоростей ветра в пределах и„= 4 — 8 м/сек положительный эффект почучается только для небольших скоростей ветра ( 4 — 5 м/сек). Для скоростей ветра, больших 5 м/сек, понижение к.
п. д. установки уже на 2 — Зо/ связано со снижением выработки энергии до таклх размеров, прн которых, выгодность режима работы ветродвигателя с постоянным числом модулей совершенно пропадает. Это обстоятельство следует иметь в виду при выборе схемы передачл мощности и режима работы ветродвигателя. 1-5.
ОБЛАСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК При изложении вопросов механической структуры ветра и ветрового кадастра было показано, что энергия ветра меняется по величине не только в годовом разрезе, но и в течение месяца, суток, часа, минуты. Между тем большлнство потребителей требует бесперебойного круглосуточного электроснабжения при отклонении частоты н напряжения в допустимых пределах.
Естественно, что снабжение электроэнергией не может быть поставлено в зависимость от наличия скоростей ветра н нх величины. Следовательно, при наличии таких провалов скорости ветра, которые не могут быть восполнены за счет кинетической энергии, запасаемой во вращающихся инерционных массах самого ветроагрегата, на ветроэлектрических станцлях долнсны применяться устройства, позволяющие восполнить недостаток энергии ветра, начиная с кратковременного, вызванного мнкропульсациямн скорости ветра, и до длительного, обусловленного штилямн.
На ветроэлектростанциях малой мощности (до 1О квт) в качестве таких устройств могут служить аккумуляторные батареи, для ветроэлектрических станций средней мощности (до 100 квт и несколько выше) могут быть использованы резервные тепловые и другого рода первичные двигатели, из которых в настоящее время применяются преимущественно дизельные. Для более мощных ветроэлектрических станций резерво.л, воспалитя1ощим недостаток мощности, является та энергосисгема, параллельно с которой предполагается работа ветроустановок. Эксплуатируемые в настоящее время ветроэлектростанции, а также те, которые перспективны в ближайшем будущем, могут быть классифицированы следующим образом: а) Ветроэлектрические зарядные устан о в к и. Этн установки с агрегатами мощностью от нескольких сот ватт до 2 — 3 квт могут быть использованы для зарядки аккумуляторных батарей на радиоузлах, а также для освещения небольших сельскохозяйственных и других объектов.
б) Ветроэлектр ические станции малой м о щ н о ст и (обычно одноагрегатные). Мощность агрегата не превыпгает нескольких десятков киловатт. Они предназначаются для энергоснабжения объектов, имеющих небольшую производственную нагрузку, как, например, животноводческие фермы. Ветроэлектрические станции малой мощности могут иметь генераторы как постоянного (до 10 квт), так и переменного тока. Ветроустановки указанной мощностч могут быть применены также для комплексного использования, прн котором механическая нагрузка присоединяется непосредственно к валу отбора мощности ветродвигателя, а освещение обеспечивается за счет аккумуляторных батарей, заряжаемых от генератора, приводимого тем же ветродвигателем. На ветроэлектростанцнн малой мощности предусматривается резервный тепловой агрегат большей частью равной с ветроагрегатом мощности, который включается через электрическое или механическое соединение на параллельную работу с ветровым агрегатом в случае, если потребитель перестает получать от ветроагрегата электроэнергию требуемого количества и качества.
в) Ветроэлектрическне станции среди е й м о щ н о с т и (!00 — 200 квт). Станции предназначаются для объектов с крупными пронзводственнымн цотребителями, какими, например, являются совхозы, ремонтно-технические станции, ремонтные мастерские, бб районные мельницы и т, д. На станции должен находиться тепловой агрегат, работа1оший параллельно с вегроагрегатом.
Создание ветроэлектростанций такой мощности может идти по пути строительства адноагрегатных станций с одним ветродвигателем, имевшим сравнительно большой диаметр ветроколеса, или ВЭС с несколькими ветродвигателями со сравнительно небольшими диаметрами ветроколес. ,г) Ветроэлектрические станции больш о й м о ш н о ст и. Такие станции при единичной мощности агрегатов в несколько сотен и даже тысяч киловатт пред~назначаются для работы совместно с сельскими тепловыми и гидроэлектрическими станциями, а также для подключения к сетям мощных энергетических систем, Проектируя ~ветроэлектрическую станцию, ее следует устанавливать в местностях с достаточными и постоянными скоростями ветра.
Число часов использования установленной мощности на ВЭС должно быть,не ниже 2 500 — 3000 квт ч(квт и при более благоприятных условиях до 4000. В этих случаях стоимость 1 квт ч, вырабатываемого ветроустановкой, как правило, оказывается ниже стоимости 1 квт и электроэнергии тепловых электрических станций средней мощности. На рис.
1-23 показано влияние среднегодовой скорости ветра на величину удельной выработки электроэнергии для двух зна- рис, 1-23, Зависимость между удельной выработанной энергией ВСУ и среднегодовой скоростью ветра. 57 в в сеть 5кв га дгв/в,гкв !Шй (ел! г др Г 1квкеа ГГ чеиий расчетной скорости ветра, предполагая величину расчетной мощности ветродвигателя в обоих случаях одинаковой. Кривые получены Е. Гольдингом (Великобритания) по данным обследования большого количества местностей с различными среднегодовыми скоростями ветра. 1-В. ОПЫТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО ВЭС .В СССР Конструкторская и научно-исследовательская работа по применению ветроэлектрических установок в СССР в большой н малой энергетике велась параллельно с нх опытным строительством.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
