ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ

НАСТРОЙКА РЕГУЛЯТОРОВ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ГИДРО-, ТЕПЛО — И ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ ПРИ ИХ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЕ

Одним из основных вопросов, определяющих техни­ческую сторону параллельной работы, является возмож­ность простыми методами автоматически обеспечить со­гласование работы регуляторов различных типов дви­гателей. .Это в первую очередь относится к работе вет­роэлектрической станции параллельно с другими типами станций соизмеримой и равной мощности, когда в связи

С пульсациями мощности ВЭС проявляется действие регуляторов скорости вращения.

В основе статики работы, регуляторов в указанном случае будут лежать регулировочные (статические) ха­рактеристики ветродвигателя n=f(v) при Р = const (см. § 2-3), совмещаемые должным образом со статиче­скими характеристиками других первичных двигателей.

Для иллюстрации на рис. 5-5 представлены совме­щенные регулировочные характеристики для случая па­раллельной работы ветроэлектрической станции со ста - билизаторным ветродвигателем и дизельной электро­станции. Номинальная мощность дизельной электро­станции равна мощности нагрузки: Рдэс = Рнагр - Но­минальная мощность ветроэлектростанции равна поло­вине мощности дизельной. Здесь и в дальнейшем мощ­ность ВЭС и ТЭС будет дана в относительных едини­цах. На рисунке для каждой из станций в качестве базо­вой принята ее номинальная мощность.

Статические' характеристики дизеля в координатах n=f(v) представляются горизонталями. Скорость вращения приведена к валу ветродвигателя. Для уясне­ния прежде всего принципиальной стороны вопроса сде­лано допущение, что 'зона нечувствительности регуля­тора весьма мала и изменение скорости вращения про­исходит по статическим характеристикам.

Как видно из кривых, перераспределение нагрузки между ветро - и дизельэлектростанцией будет следую­щим: начиная со скорости ветра с = 4,9 м/сек, ветродви­гатель начинает брать на себя нагрузку (точка 4) и при v = 8 м/сек окажется загруженным полностью. При даль­нейшем увеличении скорости ветра о>8 м/сек и отсут­ствии ограничения момента ветродвигатель, разгружая дизель, начинает перегружаться (например, точка 1). Поэтому при совместной работе ветроэлектростанций со станцией соизмеримой или несоизмеримой мощности не­обходимо ограничивать мошность ВЭС (§ 4-5).

Для случая, когда мощность ветроэлектрической стан­ции равна мощности дизельной и равна мощности на­грузки /эвэс=/:>дэс = /:>нагр==1- картина перераспреде­ления нагрузок сохраняется той же до тех пор, пока при увеличении ветра ветроэлектрическая станция не при­мет на себя всей нагрузки. Рис. 5-6 относится к такому случаю.

При малых скоростях или провале ветра, когда ско­рость вращения ветродвигателя ниже теплового, нагруз­ка обеспечйвается дизельной станцией, и муфта свобод­ного хода, установленная между генератором и ветро­двигателем, предотвращает возможность работы послед­него в режиме вентилятора. При средних ветрах, когда за их счет можно обеспечить часть нагрузки, ВЭС и ДЭС работают совместно. Точки 1—5 показывают, как перераспределяется нагрузка между ВЭС и ДЭС при их параллельной работе. Так как нагрузка в электри­ческой сети равна мощности ВЭС, то при соответствую­щем увеличении скорости ветра вся нагрузка будет обеспечиваться последней. Необходимости в ограниче­нии момента на ветроагрегате теперь нет.

При дальнейшем усилении ветра, после того как вся нагрузка перейдет на ветроэлектрическую станцию, по­следняя будет работать в соответствии с характеристи­кой центробежного регулятора, приняв на себя роль ве­дущей станции. При этом будет наблюдаться соответ­ствующее повышение частоты. Дизельная электростан­
ция переходит на режим холостого хода при сохранении электрической связи с ВЭС. Муфта свободного хода, установленная между дизелем и его генератором, пред­отвращает повышение скорости вращения дизеля выше холостого хода. Настройка регуляторов дизельной и вет­роэлектрической станций должна быть такой, чтобы

Об/мин 46

Чч 42

Дизель начинал принимать на себя нагрузку только тогда, когда ветродвигатель из-за уменьшения скорости ветра не может полностью обеспечивать потребителя, несмотря на то, что переведен своим регулятором на ре­жим работы по наилучшей аэродинамической характе­ристике.

Для этого, учитывая зону нечувствительности у ре­гулятора ветродвигателя, необходимо иметь следующую зависимость между холостым ходом дизеля пхд и на­чалом регулирования ветродвигателя га :

Лх. д = «р(1-д. (5-4)

Дп

Где Ев — — степень нечувствительности регулятора

Ветродвигателя;

Дп — отклонение скорости вращения ветродви­гателя от скорости вращения начала ре­гулирования.

Как здес ь, так и в дальнейших формулах § 5-3 пред­полагается, что скорости вращения приведены к одному валу.

Наибольшая скорость вращения системы при номи­нальной нагрузке определяется по регулировочной ха­рактеристике ветродвигателя, в соответствии с которой

П —п (1+3 +е), (5-5)

Макс I v макс І в/' V /

Где макс — степень остающейся неравномерности регу­лирования ветродвигателя при номинальной нагрузке и заданной максимальной скоро­сти ветра v

Г макс-

Наименьшую скорость вращения системы определяют, исходя из регулировочной характеристики дизеля:

Л„вн = пх. д(1-8д)' (5-6)

Где 8Д —степень остающейся неравномерности дизеля.

На основе (5-5) и (5-6) с учетом (5-4) средняя ско­рость вращения системы равна:

П - п ~п ('-ЕВ)('-*д) + (1+8рмакс + вв) "ср —"синх —"нач------ 2

Из приведенных выражений по известным характери­стикам двигателей дизельной и ветровой электростан­ций и допустимым отклонениям скоростей вращения устанавливают параметры настройки регуляторов дизе­ля и ветродвигателя.

С достаточной для практики точностью требуемые величины Єв и можно получить на основе холостого хода ветродвигателя. Наибольшее значение скорости ветра во время опыта должно приближаться к указанной выше максимальной, а наименьшее— соответствовать скорости ветра, при которой ветродвигатель выходит на регулирование. '

На рис. 5-7 показаны часовые графики параллель­ной работы ВЭС и ДЭС равных мощностей (25 кзт каждая) при практически постоянной нагрузке, равной 12,5 кет. Настройка регуляторов первичных двигателей

Произведена в соответствии с описанной методикой. На графиках заштрихована площадь, обозначающая на­грузку, покрываемую дизельным агрегатом. На тех уча­стках графика, где кривая отдачи мощности заходит выше линии нагрузки, ветроагрегат принимает на себя не только всю нагрузку сети,- но и разгружает дизель от вращения генератора. При скорости ветра ниже 5 м/сек вся нагрузка, в том числе нагрузка холостого хода генератора ветроагрегата, ^ воспринимается дизе­лем. Эти участки отличаются тем, что кривая отдачи дизельного агрегата лежит здесь ниже нулевой линии нагрузки.