1598005519-db2570e1cd069b3f233e2ac13b5f8034 (811225), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Другими словами, стоимость компонентов ВЭУ существенно зависит от того, составляет ли суммарный выпуск 10 или 1000 установок. Предпроектное исследование, выполненное по имеющимся данным, показало, что установка должна иметь энергетическую характеристику, представленную на рис. 5,6. При скорости ветра ниже минимальной рабочей У гп ВЭУ не работает, При скорости ветра больше расчетной Гр, соответствующей минимальной скорости, при которой развивается установленная мощность, угол поворота лопастей регулируется так, чтобы поддерживать постоянную мощность, Обычно У г, выбирается равной приблизительно 0,5 1', а У -- несколько большей 1гщ для которой проектируется ВЭУ.
Выр ше определенной скорости ветра, называемой максимальной рабочей скоростью 1г „„, ВЭУ останавливается, чтобы избежать повреждения от ветра, имеющего буревые скорости, Хотя, как можно видеть цз рис. 5.6, при высоких скоростях ветра часть располагасмой энергии недоиспользуется вследствие того, что эксплуатационная характеристика имеет пологую форму, распределение вероятностей действия различных скоростей ветра таково, что ветры с большими скоростями наблюдаются редко и их энергия составляет относительно неболыпую часть суммарной энергии. В качестве примера результатов выполненного исследования можно привести следующий: ВЭУ мощностью 1500 кВт, имеющая 166 оптимальные параметры для работы при $гг=8 м/с, будет иметь коэффициент использования установленной мощности около 0,35 и вырабатывать в год около 7.10' кВт ч энергии.
Изменение развиваемой ВЭУ мощности обусловливается атмосферными явлениями, и для энергосистем крайне важны их проявления за опредсленныс характерные периоды времени. Кратковременные изменения скорости ветра, вызываемые порывами, могут влиять па мощность каждой конкретной ВЭУ, однако в этом случае изменения мощности осредняются по территории даже при относительно небольшом количестве установок. Долговременные изменения скорости ветра вызываются различными факторами, суточными и сезоннь|ми циклами и будут влиять на суммарную мощность большой группы ВЭУ, расположенных в определенной зоне, в той же степени, что и на мощность каждой конкретной установки. Это затруд- р няет обеспечение эффективной эксплуата- г ции ВЭУ в энергосистеме: изменения скорости ветра в пределах нескольких секунд порождают проблему создания условий устойчивой синхронной работы ВЭУ с сетью, а изменения скорости ветра в 3 пределах примерно минуты могут привести к затруднению обеспечения на- ды гд гг-и грягйч дежности электроснабжения; изменения Р 57 Су мй ц л скорости ветра за более длительные перно- удач ггой рдсппчнгавмпй ды времени создают различные диспетчер- осредненной ьгпщггпсги скис проблемы, в частности, связанные с ветрового потока пра шшнированием вь1работки энершш отдель ными электРостанциами, выбоРом Рацио- г „,б, нальной структуры генерирующих мощностей, требуемых энергосистеме.
Какой диапазон изменения значений мощности ВЭУ может вызывать указанные трудности, зависит от того, какая часть суммарной нагрузки энергосистемы покрывается за счет энергии ветра. Различные аспекты перечисленных проблем находятся на стадии исследования, и их воздействие на технические и экономические показатели использования энергии ветра в энергосистемах еше не совсем ясно. Однако предварительные результаты одного из исследований, выполненного отделением фирмы Оепега! Е!ес!г!с Сотрапу (ОЕ), показывают, что все указанные проблемы могут быть просто решены с помощью обычных систем управления и за.циты, используемых в энергосистемах.
Если считать, что проблемы, связанные с устойчивостью и надежностью, настолько серьезны, что заслуживают большого внимания, то возможное решение в области устойчивости сястсмы может состоять, например, в том, чтобы при подключении ВЭУ к энергосистеме она получала всегда значительно большую мощность от тепловых электростанций, чем от ВЭС. Для решения проблемы обеспечения надежности энергоснабжения требуется изменение мощности вращаюгцегося резерва. 167 На рис.
5.7 показаны характеристики изменения мощности ветрового потока за средний суточный цикл для слабых, умеренных и интенсивных ветровых режимов Заметим, что при слабых и умеренных ветровых режимах, при которых вырабатывается основная часть энергии, пики осредненной характеристики приблизительно совпадают с пиками суточного графика нагрузки энергосистемы '. Наличие такого соответствия способствует увеличению ценности ветроэнергии для энергосистем, так как в период пиковой нагрузки обычно используются электроустановки, работающие на органическом топливе, эксплуатационные издержки которых велики.
5.2Д, ЭКОНОМИКА СИСТЕМНОЙ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ Экономическая оценка использования энергии ветра применительно к энергосистемам состоит в сравнении обшей стоимости ВЭУ для энергосистем с суммарной денежной экономией, получаемой в результате замещения энергии тепловых электростанций. При оценке эффективности ветровой энергии требуется, чтобы кроме определения денежной экономии, получаемой вследствие уменьшения потребления топлива, была также подсчитана дополнительная экономия, которая может быть достигнута в результате изменения затрат на приобретение генерирующего оборудования ' тепловых электростанций.
Закупка энергосистемой ВЭУ может повлиять также и на изменение типа тепловых генерирующих установок, которые должны были бы быть приобретены в варианте без ВЭУ, и привести за счет этого к зкономии части денежных средств, предусмотренных на этн цели. Эта особенность, также связанная с экономией, уве.личивает ценность использования энергии ветра для энергосистемы по сравнению с уровнем, подсчитанным исходя только из сокрашения расхода топлива. При анализе экономических показателей использования энергии ветра в энергосистемах требуется рассмотрение различных вопросов, таких, как выбор строительных плогцадок и проектирование ВЭУ, которые являются общими для экономики всех направлений использования энергии ветра.
Наряду с этим должны быть рассмотрены такие специфические для энергосистем факторы, как требования к надежности энергоснабжения, суточные и сезонные изменения нагрузки, приобретение и планирование работы различных генерирующих установок с учетом их маневренности. Кажущиеся очевидными заключения относительно того, как ВЭУ должны использоваться энергосистемами (например, использование аккумулнрующей системы в сочетании с ветроустановкамн или замещение энергией ВЭУ наиболее дорогостоящих видов сжигаемого топлива) могут в результате более глубокого и всестороннего ана- ' Такое совпадение имеет место только в определенных зонах и ие харак» тернэует обшарю закономерность (П р и меч. р ел.).
лиза оказаться ошибочными. Сложность задачи состоит в приспособлении аналитических методов расчета энергосистем с ТЭС для исследования вопросов использования ВЭС. Методы, применяемые при определении потребности в тепловом генерирующем оборудовании, т. е. при планировании необходимых закупок нового оборудования и расчете их режимов работы, предполагают, что электростанции регулярно участвуют в покрытии суточных, недельных и сезонных графиков нагрузок, а также что для покрытия нагрузок энергосистемы используют мощности всех генерирующих установок, за исключением тех, которые находятся в вынужденном простое.
Исключение из этих положений составляют ГЭС, не имеющие водохранилищ и работающие без регулирования речного стока, мощность которых может изменяться в результате выпадения осадков. Однако мощность таких ГЭС не изменяется с такой скоростью и так часто, как может изменяться мощность ВЭС.
К тому же суммарная мощность ГЭС, работающих по водотоку, составляет обычно малую долю суммарной мощности энергосистемы. ВЭС резко отличаются от обычных электростанций тем, что для них характерны значительные и частые колебания мощности. Традиционные аналитические методы, применяемые в расчетах энергосистем, основываются, как уже отмечалось выше, на регулярности графиков нагрузок тепловых генерирующих установок, н определение режимов их работы осуществляется с помощью упрощенных приемов, например такого приема как использование кривых продолжительности суммарных нагрузок за месяц и год. Эти приемы не рассматривают режим работы энергосистемы в хронологической последовательности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
