Стартовая >> Архив >> Генерация >> Проектное исследование фирмы General Electric Company по созданию ветрогенераторов для энергосистем

Заключения и рекомендации - Проектное исследование фирмы General Electric Company по созданию ветрогенераторов для энергосистем

Оглавление
Проектное исследование фирмы General Electric Company по созданию ветрогенераторов для энергосистем
Требования к ветрогенераторам
Предварительные проекты ВЭУ
Проекты систем ветроустановок
Заключение по выполненному исследованию
Оптимизация параметров принятого варианта схемы ветроэнергетической установки
Предварительные проекты ветроэнергетических установок
Заключения и рекомендации
Литература

На основании выполненных исследований и разработок сделаны следующие выводы и предложения.

1. В варианте ветроэнергетических установок, выбранных для предварительного проекта, принято двухлопастное ветроколесо с регулируемым углом установки лопастей, работающее за башней с постоянной частотой вращения и приводящее через редуктор, имеющий постоянное передаточное отношение, во вращение синхронный генератор. Поворотная головка ветроустановки устанавливается на стальной ферменной либо на бетонной трубчатой башне. Предварительный проект подтвердил, что этот вариант соответствует минимальным капитальным вложениям и стоимости энергии, наибольшей эффективности и надежности, наименьшим издержкам, связанным с техническим обслуживанием ВЭУ, и наименьшему конструкторскому риску. Для дальнейшей разработки, испытания и демонстрации рекомендована ВЭУ со стальной башней ферменной конструкции.

2. Две ВЭУ (с установленной мощностью 500 и 1500 кВт) были: спроектированы для участков со среднегодовой скоростью ветра соответственно 5,4 и 8 м/с. Для любых участков со среднегодовой скоростью ветра в диапазоне 3,5—6,3 м/с ветрогенератор мощностью 500 кВт будет производить энергию, по стоимости близкую к стоимости энергии, производимой ВЭУ, оптимальной для данного участка. Аналогично ВЭУ мощностью 1500 кВт может быть экономически эффективно использована на участках со среднегодовой скоростью ветра в диапазоне 6,3—9 м/с. Следовательно, эти две ВЭУ могут быть эффективно использованы на различных участках США и поэтому рекомендуются для дальнейшей разработки.

3. Для ветроколес диаметром 40—60 м наиболее подходящей в отношении удовлетворения конструкционных и динамических требований является композиционная конструкция лопастей. Для производства лопастей рекомендовано использовать автоматический технологический процесс изготовления конструкций с волокнистым заполнителем.

4. Рекомендуется жесткая неразъемная втулка ветроколеса, которая позволяет получить наименьшую стоимость, упрощает конструкцию и уменьшает динамические проблемы.

5. Управление вращающим моментом ветроколеса посредством изменения угла установки лопастей снижает до минимума рабочие нагрузки на лопасть и обеспечивает эксплуатацию и регулирование при пульсирующих режимах ветрового потока. Оно рекомендуется для разрабатываемых ВЭУ. В связи с тем что нормированная частота поворота лопастей при регулировании определяется условиями порывов, необходимо, чтобы расчетный спектр порывов был определен до начала разработок детального проекта системы управления.

6. Тормоза, препятствующие чрезмерному повышению частоты вращения ветроколеса вследствие аварии в системе управления или экстремальных порывов, отсутствуют в промышленном производстве. Поэтому, для того чтобы предотвратить такую опасность, рекомендуется включить в проект надежное механическое аварийное устройство установки лопастей во флюгерное положение.

7. Электромеханические системы управления ориентацией ветроколеса и углом установки лопастей наиболее приемлемы для ветрогенераторов. Рекомендуется их применение.

8. Цифровые микропроцессоры позволяют получить значительные преимущества при их использовании для осуществления нормальных эксплуатационных операций, таких, как управление операциями с определенной последовательностью при пуске, останове, нормальной работе, аварийной защите, при передаче и регистрации информации. Они рекомендуются для управления этими операциями.

9. Стандартное электрооборудование (генераторы, трансформаторы, выключатели) удовлетворяет всем техническим требованиям, предъявляемым к ВЭУ, и рекомендуются к применению. Для ВЭУ пригодны как синхронные, так и асинхронные генераторы. Соответствующие проекты защитных устройств и электрооборудования будут выполняться на стадии детального проекта ВЭУ. В детальном проекте должна предусматриваться возможность использования любого генератора по выбору энергосистем.

10. Анализ, проведенный на примере типичной сети энергосистемы, показывает, что ВЭУ устойчиво работает с сетью при наиболее неблагоприятных эксплуатационных условиях и порывистых ветрах. Необходимо определить эксплуатационные характеристики распределительных сетей энергосистем для выбора выключателя, устройств релейной защиты генератора и характеристик регулирования. Эти характеристики необходимо выявить для того, чтобы легче было приспособить ВЭУ к конкретным условиям использования.

11. Рекомендуется стальная башня ферменной конструкции. Хотя трубчатая башня из сборного бетона с последующим напряжением конкурентоспособна при больших объемах производственного выпуска и более предпочтительна эстетически, эффект экранирования, которому придавалось особое значение в экспериментальных исследованиях, будет, вероятно, препятствовать использованию трубчатых башен.

12. Анализ показал, что ВЭУ может быть конкурентоспособной по сравнению с другими энергетическими установками. Рекомендуется в процессе разработки детального проекта выполнить более подробный анализ для определения наиболее целесообразного направления использования ВЭУ и выявления требований, связанных с подключением ВЭУ к энергосистеме.

13. Капитальные вложения для ВЭУ мощностью 500 и 1500 кВт при их серийном производстве определены соответственно в размере 901 и 481 долларов/кВт. Стоимость энергии составила 7,1 и 2,7 цент/(кВт-ч) для ВЭУ соответственно 500 и 1500 кВт. Годовые издержки по техническому обслуживанию ветроколеса, которые были главным фактором, влияющим на указанные значения стоимости энергии, были оценены ориентировочно вследствие отсутствия фактических эксплуатационных данных для таких ветроколес.

14. Представляется, что эксплуатационные и организационные проблемы, включающие позицию энергосистем, общественное мнение, воздействие на окружающую среду, вопросы получения разрешения на строительство и вопросы безопасности, в настоящее время не являются препятствием для развития масштабов применения ВЭУ. Однако рекомендуется более тщательно исследовать вопрос о воздействии на ландшафт большого количества ВЭУ, особенна в части их размещения и проекта башни.



 
« Программное обеспечение для персонала ЭТЛ   Производство энергии на пылеугольных электростанциях »
электрические сети