ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ

Энергетические расчеты при совместной работе тепло — и ветроэлектрических станций

При параллельной работе тепло- и ветроэлектриче­ских станций дополнительная энергия, получаемая от последних, аккумулируется в виде сэкономленного топ­лива, которое при отсутствии ветроэлектрических стан­ций должно было быть привезено и израсходовано на тепловой станции. Таким образом, выработка электро­энергии ветроэлектрическими станциями при работе со­вместно с тепловыми приводит к уменьшению расхода топлива на тепловых станциях за отдельный промежу­ток времени (час, сутки, месяц, год). Энергетический эффект совместной работы тепловых и ветроэлектро­станций должен оцениваться с учетом того, что при ра­боте ветроэлектростанций, принимающих на себя часть нагрузки, агрегаты тепловых станций тем самым пере­водятся на режимы работы, при которых хотя и повы­шается удельный расход топлива д[г/л. с. ч], но зато в целом понижается общий расход топлива Q[кг/ч], благодаря чему в конечном счете и обусловливается его экономия.

При определении энергетического эффекта, получае­мого в случае совместной работы ТЭС и ВЭС, следует. применять методику, в основу которой кладутся расход­ные характеристики тепловых электростанций.

Расходные характеристики представляют зависи­мость количества топлива Q, расходуемого агрегатом в единицу времени (ч), от полезной мощности Р, сни­
маемой с вала двигателя или отдаваемой генератором в сеть (рис. 5-11). В общем случае расходные характе­ристики представляют собой не прямолинейную зависи­мость, которая для упрощения при при­мерных расчетах мо­жет быть линеаризиро­вана с необходимой степенью точности.

Для практических расчетов погрешность может составлять ве­личину до 3—б %, учи­тывая относительную приближенность ветро­энергетических расче­тов. Наименьшее от­клонение от прямой линии имеют расход­ные характеристики у дизельных двигателей.

Такие двигатели яв­ляются более приспособленными для параллельной ра­боты с ветроэлектростаициями, чем ГЭС.

Расход топлива за год на теплоэлектрической стан­ции с несколькими однотипными агрегатами при отсут­ствии ВЭС на основе линеаризированных расходных ха­рактеристик определяется по формуле

О-од ТЭС -

■ Q т —

Х. х ТЭС '

Суммарный расход топлива на хо­лостом ходу всеми агрегатами ТЭС;

Qx. x> QH — часовой расход топлива при холо­стом ходе и номинальной нагрузке; т — количество агрегатов на ТЭС; tраб — среднее число часов работы каж­дого агрегата ТЭС за год при от­сутствии ВЭС;

Где Рн — номинальная мощность одного

Агрегата ТЭС;

^ТЭС = Ра ТЭС ^уст ТЭС — суммарное количество энергии,

Вырабатываемой за год на ТЭС при^ отсутствии ВЭС; ^н. тэс — номинальная мощность ТЭС; ^уст. тэс — число часов использования уста­новленной мощности ТЭС.

Расход топлива за год на теплоэлектрической стан­ции с несколькими однотипными агрегатами при нали­чии ВЭС определяется по формуле

Фгод ТЭС = Qx. x ТЭС^раб МтЭС'

Где — среднее число часов работы каж­

Дого агрегата ТЭС при наличии ВЭС;

•^тэс ^ ^ГЭС — ^ВЭС — суммарное количество энергии, , вырабатываемой агрегатами ТЭС при наличии ВЭС; Лвэс — количество энергии, вырабатывае­мой за год ВЭС и иду щей. на по­крытие графика нагрузки.

Количество энергии ^вэс отличается от потенциаль­но-возможной полной выработки ветроэлектростанций Лп. вэс, подсчитываемой на основе кривой распределе­ния скоростей ветра в году. Это вызывается в основном несовпадением графиков изменения скоростей ветра и нагрузки как в суточном, так и в месячном интервале времени.

Искомая величина экономии топлива при совместной работе ТЭС и ВЭС за год находится как разность:

V

^год = Фгод ТЭС ' Фгод ТЭС

И

ДОгод

^«/0 = 77^100.

Угод ТЭС

Требующиеся при расчетах величины t'pa6 и А'тэс

Устанавливают из графика нагрузки ТЭС при отсутст­вии ВЭС.

Величины Авэс, А'тэС и ґаб находятся из наложения

Графиков отдачи мощности ВЭС и ТЭС на график на­грузки сети.

Ниже приводится форма (табл. 5-3), которая может быть использована при проведении приближенных рас­четов с наложением графиков мощностей ВЭС и ТЭС на график нагрузки.

Порядок составления таблицы становится понятным при рассмотрении наименования ее граф. При совме­щении графиков нагрузки и мощности ветроэлектростан­ций графики нагрузки сети обычно принимаются раз­личными для отдельных сезонов года (зима, весна, ле­то, осень), поэтому для упрощения расчетов можно при­нимать в году два или три графика — зимний и летний или зимний, летний и осенний.

, На суточный график определенного сезона наклады­вается график работы ветроэлектростанций при различ­ных скоростях ветра, начиная со скорости ветра, при ко­торой ветроэлектростанция начинает отдавать энергию в сеть, и кончая расчетной скоростью ветра, при которой начинает работать ограничитель мощности ветроэлек­тростанций, т. е. для скоростей ветра, равных 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 м/сек и т. д. Для этого, применяя кривую повто­ряемости скоростей ветра для месяца, по известной сред­немесячной скорости ветра находят количество суток в месяце, соответствующее различным среднесуточным скоростям ветра.

По установленным балансам энергии для отдельных месяцев составляется баланс энергии за год. Из этого

Баланса находятся величины Лвэс, Л^'эс и Y'a6.

Проведенные на основе изложенной методики энер­гетические расчеты показывают, что при включении ВЭС на параллельную работу с дизельной электростанцией равной мощности (график нагрузки при этом не увели­чивается) в районах со среднегодовыми скоростями вет­ра, равными 5—6 м/сек, экономия топлива составляет величину 40—60%.

Форма расчета энергетических показателей системы ВЭС—ТЭС

Сезон года, которому соответствует график нагрузки

Среднесуточная скорость ветра. .

Часы суток...............................................

График нагрузки. ....................................

Мощность ветроэлектростанций. . Мощность теплоэлектростанции, тре­буемая для покрцтия графика на­грузки

Количество работающих тепловых

Агрегатов.............................................

Энергия, потребляемая нагрузкой за

Сутки....................................................

Энергия, вырабатываемая ВЭС за

Сутки....................................................

Энергия, сутки,

Суммарное для всех агрегатов

Среднее для одного агре­гата (зима, лето, весна,

Осень) (4, 5, 6, 7, 8 и т. п.) 1, 2, 3 22, 23 , 24