Курсовая работа. Система управления ветроэнергетической установкой

Система управления ветроэнергетической установкой

Выполнил студент группы 3081:

Баринов И.В.

Проверил:

Ружинский М.А.

Дубна, 2014 г.

Исходные данные:

V_p=14,5 м/с N_ном=1000 кВт Z_ном=7,75 =0,47 n=1,5.

1. Основные параметры ветроколеса:

, где ,

1/с

2. Статические характеристики:

Каждый режим работы ВЭУ характеризуется рядом взаимосвязанных параметров: угловая скорость вращения ВК (w), вырабатываемая мощность (N), момент ВК (М), угол поворота лопасти (j). Зависимости параметров ВЭУ на рабочем режиме от скорости ветра называются статическими характеристиками ВЭУ. Совокупность статических характеристик определяет статику регулирования ВЭУ, т.е. те зависимости, по которым управляется ВЭУ.

Рабочий режим работы ВЭУ соответствует изменению скорости ветра от минимальной (V _min) до максимальной (V _max) и может быть разделен на три диапазона, каждый из которых характеризуется своим подходом к определению статических характеристик.

I диапазон [ V _p, V _max] – диапазон больших скоростей ветра.

Этот диапазон характеризуется постоянным и максимальным значением вырабатываемой мощности, равным номинальному значению N = N _ном.

;

=5,28 1/с,

N = N _ном=1000 кВт

По графику зависимости по различным z в зависимости от V получаем:

V	z		ϕ	ω	n	M	Nном	Nвк
14,5	7,75614	0,06059453		5,28	50,45
	7,4976	0,05662222		5,28	50,45
	7,029	0,04976563		5,28	50,45
	6,61553	0,04408304		5,28	50,45
	6,248	0,03932099		5,28	50,45
	5,91916	0,03529086		5,28	50,45
	5,6232	0,03185		5,28	50,45
	5,35543	0,02888889		5,28	50,45
	5,112	0,02632231		5,28	50,45
	4,88974	0,02408318		5,28	50,45
	4,686	0,02211806		5,28	50,45
	4,49856	0,020384		5,28	50,45

II диапазон соответствует скорости ветра [ ].

В этом диапазоне ВЭУ для каждого значения скорости ветра развивает соответствующую этой скорости максимальную мощность, а статические характеристики рассчитываются исходя из максимального значения коэффициента использования ветра x_max.

;

.

,

v	z	ϕ	ω	n	M	Nвк	Nном
9,67	7,75		3,52	33,616	85809,25	298962,9	239170,3
	7,75		3,6	34,38	113916,7
	7,75		3,96	37,818	137839,2	545843,1	436674,5
	7,75		4,32	41,256		708652,8	566922,2
	7,75		4,68	44,694	192519,2	900989,7	720791,8
14,5	7,75		5,22	49,851

III. Диапазон скоростей ветра [ ] характеризуется постоянным значением частоты вращения ВК (w_min).

1/с

v	m	z	M	ω	ϕ	n	Nвк	Nном
	0,0031	14,9952	1440,376	3,52		33,63	5070,128	4056,102
	0,018	12,496	12043,4	3,52		33,63	42392,81	33914,25
	0,028	10,71086	25499,31	3,52		33,63	89757,61	71806,09
	0,046	9,372	54715,71	3,52		33,63	192599,4	154079,5
	0,057	8,330667	85809,25	3,52		33,63	302048,8

Характеристики на всех диапазонах имеют вид:

3. Энергетические характеристики:

Важнейшей энергетической характеристикой ВЭУ является количество вырабатываемой за год электроэнергии. Наряду с развиваемой ВЭУ мощностью эта величина зависит от повторяемости ветра.

Повторяемость ветра – характеристика ветра, которая показывает продолжительность действия различных значений скорости ветра в часах или процентах за год в конкретной местности, на определенной высоте относительно земной поверхности [3]. Эта характеристика получается на основании статистической обработки метеонаблюдений за длительный промежуток времени. Повторяемость ветра выражает вероятную продолжительность действия различных значений скорости ветра за год.

Вырабатываемая за год электроэнергия (Q) выражается соотношением:

v	T(v)	N	Qi
	466,67
	733,34
	1000,01
		4,056102	20280,51
		33,91425	203485,5
		71,80609	427246,2
		154,0795	862845,4
		239,1703
		328,08
		436,6745
		566,9222	680306,7
	92,3	720,7918
	84,6	900,2515
	76,9
	69,2
	61,5
	53,8
	46,1
	38,4
	30,7
	15,3
	7,6

Дата добавления: 2015-10-28