СООТНОШЕНИЕ МОЩНОСТЕЙ ВЕТРО - И ДИЗЕЛЬГЕНЕРАТОРА В ГИБРИДНОЙ ВЕТРОДИЗЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ч2
9 сентября 2010Основной проблемой электроустановок, использующих ВИЭ (возобновляемые источники энергии), при работе в составе автономной системы электроснабжения является значительная изменчивость во времени как энергии первичного энергоносителя, так и графика нагрузки потребителя энергии. И согласовать между собой эти неизбежные колебания входной и выходной энергии по объективным причинам не представляется возможным. Поэтому, в большинстве случаев, в составе автономных энергоустановок, использующих природную возобновляемую энергию, предусматривается применение резервного источника энергии (чаще всего дизельной электростанции) или аккумуляторных батарей различных конструкций и типов. Большая часть территории России имеет умереные либо слабые ветровых условия, это также накладывает ограничение на использование ВЭС как основных источников энергии в автономных системах электроснабжения.
Быстрое развитие силовой электроники, интелектуальных систем управления и релейной защиты дает возможность к раскрытию существенных резервов повышения эффективности применения электроустановок, использующих ВИЭ в автономных системах электроснабжения, не только за счет совершенствования и разработки новых технических решений оборудования станций, но и за счет обеспечения максимально эффективного режима их эксплуатации.
Эффективность работы любой электростанции, в том числе и ветродизельной, оце-
нивается, прежде всего, по себестоимости вырабатываемой электроэнергии. Эффективная работа ВДЭС (ветродизельной электростанции) возможна при использовании схем параллельной работы ВЭС и ДЭС, отвечающих требованиям:
1) максимальное использование потенциала ветра;
2) обеспечение наиболее экономичного режима работы ДЭС;
3) оптимальный выбор устанавливаемых мощностей электростанций по отношению к нагрузке.
Для оптимальной загрузки ВЭС необходимо подобрать такую мощность электростанции при заданный ветровых условиях, чтоб обеспечить максимальную выработку электроэнергии при совместной работе с ДЭС.
Соотношение мощностей ВЭС (Рв) по отношению к ДЭС (Рд) будем измерять в относительных единицах. Для исследований применяем алгоритм управления автономными системами реализованный в программе моделирования MatLab [1]. Диапазон среднегодовых скоростей ветра выбираем наиболее характерными для России в диапазоне 3,8-4,2 м/с. Данный дипазон разбит на ступени с шагом 0,1 м/с, а каждая ступень рассматривается по градациям повторяемости скоростей ветра для установленной среднегодовой скорости ветра. Гравфики нагрузок взяты характерными для автономных потребителей с различными установленными мощностями в диапазоне от 10 до 30 кВт. Работа дизельной электростанции рассматривалась в двух режимах:
1) ДЭС поддерживает частоту в сети оборотами двигателя внутреннего сгорания, работая большую часть времени в режиме недоиспользования и относительно высокого расхода топлива (рис.1, сплошная линия);
2) ДЭС отключается от сети и выходит в «горячий» резерв на периоды с высокими ветровыми условиями, когда ВЭС вырабатывает достаточно электроэнергии для покрытия электрических нагрузок потребителей (рис.1 прерывистая линия).
117
|
|
Рис.2. Экономический эффект от использования ветроустановки.
Экономический эффект оценивается как отношение эксплуатационных расхододов до и после установки ВЭС с учетом капитальных вложений в установку ВЭС и дополнительного оборудования к уже имеющейся в наличии дизельной электростанции.
Исходя из полученных результатов можно предположить, что для исследуемых скоростей ветра предпочтительным соотношением мощнстей ветроустановки и дизельной электростанции является не более чем Рв/Рд = 1,4 для первого режима работы и не более чем Рв/Рд = 2 для второго режима работы.
При этом следует отметить, что установленная мощность системы и график нагрузки оказывают слабое влияние на форму кривой относительно выбора режима работы дизельной электростанции.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Сурков М.А. Алгоритм управления автономной ветродизельной системы. //Тезисы докл. XII Всероссийской научно-техническая конференция «Энергетика: экология, надежность, безопасность». – Томск: Изд-во ТПУ, 2006. – 238с.