ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ

БАЗИСНАЯ И ПУЛЬСИРУЮЩАЯ МОЩНОСТЬ ВЭС

Длительные наблюдения над работой опытной вет­роэлектрической станции D-18 Запорожского филиала Всесоюзного института электрификации сельского хо­зяйства (ВИЭСХ) установили, что мощность ветроэлек­трической станции, вообще говоря, имеег базис. Нагляд­ной иллюстрацией служат диаграммы, приведенные на рис. 5-1.

Диаграмма б показывает, что базис в графике мощ­ности имеет место как при большой, так и при малой скорости ветра, близкой к скорости, при которой начи­нается отдача полезной мощности ветроагрегатсЖ.

Но случайный характер энергии ветра проявляется в том,.что на этот базис непрерывно накладываются пульсации мощности, величина которых определяется порывистостью ветра. Таким образом, практически важ­ное значение приобретает оценка порывистости как для единичной станции, так и для группы их. В последнем случае наблюдается выравнивание мощности из-за на­ложения сдвинутых по фазе и разных по амплитуде пульсаций ветрового потока отдельных ветростанций, расположенных в различных точках горизонтальной плоскости, вследствие чего порывистость ветра для груп­пы ветроэлектростанций в целом как бы сглаживается.

Несмотря на большое количество метеорологической

Литературы по механической структуре ветра, до на­стоящего времени нет общепринятых характеристик по­рывистости, которые можно было бы положить в основу конкретных ветроэнергетических расчетов.

Длительные наблюдения над ветром, проведенные на ветроэлектростанции Запорожского филиала ВИЭСХ, позволили оценить порывистость ветра (ом. § 1-1) в дан­ной точке за интервал 10—20' мин следующей прибли­женной формулой:

О =t> —v =-+-0,4о.

Пред пред ср — ' ср

Порывистость ветрового потока, отнесенная ко всей ометаемой площади ветроколеса, ниже порывистости точки, в которой установлен анемометр, измеряющий скорость ветра, вследствие несовпадения отдельных по­рывов как по величине, так и по времени. По порывисто­сти в точке, где расположен анемометр, можно опреде­лить порывистость для всего ветроколеса по формуле:

Где t — число элементов, на которые разбита пло­щадь F, нормальная к направлению ветра, в пределах этих элементов скорость ветра можно Считать одинаковой; /•^ — коэффициент корреляции между скоростями ветра элементов площади /. и fk.

Для стабилизаторного трехлопастного ветродвига­теля с ветроколесом диаметром 80 м коэффициент, свя­зывающий ов и апред, был принят равным 0,8 [Л. 16]. Распространяя этот результат на ветродвигатели мень­ших диаметров, изменение средней скорости ветра по всей площади одного ветроколеса (порывистость для единичной ветростанции) можно представить в виде:

Oj = 0,8 (dz 0,4уср) = rh 0,32уор .

, Для оценки величины пульсации мощности группы ветроэлектростанций последние заменяют одной ветро - электростанцией суммарной мощности, работающей при скорости ветра, средней для всех ветроэлектростанций. Такая замена допустима в случаях, если зависимость

Мощности ветроэлектростанвди от скорости ветра линей­на, что достаточно справедливо для быстроходных вет­родвигателей в режиме работы при постоянной скорости вращения. Выражение, связывающее величины пульса­ций скорости ветра в одной точке и средней скорости ветра для нескольких анемометров, расположенных в горизонтальной плоскости, можно приближенно пред­ставить в виде:

А,

А =-г-=г - , т Vm

Где т — число анемометров.

Это выражение можно рекомендовать также при проведении ветроэнергетических расчетов. При этом порывистость для группы ветростанций представится формулой:

^ a, =±0,32t>cp °т Vm /~т

Где at — порывистость для одной ветроэлектростанции; » — средняя скорость ветра; т — число ветростанций в группе. По порывистости ветра для группы ветроэлектро - станций можно определить наибольшие и наименьшие мгновенные скорости ветра при данной ее средней величине и по ним — соответствующую величину наи­большей Рмакс и наименьшей Рмин суммарной мощно­сти т ветроэлектростанций группы.

По найденным значениям Рмакс и Рмин подсчитыва - ется процент пульсации мощности группы ветроэлек­тростанций по формуле:

10Q= Рмакс~Рм™ 100, (5-1)

~Г пг "макс

Базисная мощность ветроэлектри­ческих станций при данной сред­ней скорости ветра; пульсирующая мощность ветро­электростанций при той же сред­ней скорости ветра.