Построение кривой обеспеченности, определение параметра в формуле Вейбулла – Гудрича графическим методом

Исходные данные

Таблица 1.

Регион	Название МС(точка А)	широта с.ш.	долгота в.д.	ср. скорость, м/с	высота над ур. моря,м
Омская область	Белый остров	73,3		6,11	5,7

Повторяемость ветра по различным градациям скорости, проценты
υ	0-1	2-3	4-5	6-7	8-9	10-11	12-13	14-15	16-17	18-20	21-24	25-28	29-34	35-40	>40
t(υi)	10,69	16,29	25,7	17,6	12,5	6,5	4,69	2,7	1,79	1,1	0,2	0,1	0,05	0,01

Таблица 2.

1. Построение графика t(v_i) и определение его модальности

По исходным данным строим график t(v_i), где t (%), V (м/c) (График 1). Из анализа графика следует, что он одномодальный, т.е. для его аналитического описания t(v_i) можно применить формулу Вейбулла – Гудрича.

График 1.

Расчет среднегодовой скорости ветра в данной точке

Среднегодовая скорость ветра находится по формуле:

где n – число градаций в исходных данных (15),

V_i (м/с) – средняя скорость ветра по i -той градации,

t(V_i) – дифференциальная повторяемость ветра по i -той градации (%).

Рассчитаем V_i:

Таблица 3.

Скорость ветра	0-1	2-3	4-5	6-7	8-9	10-11	12-13	14-15	16-17	18-20	21-24	25-28	29-34	35-40	>40
υср	0,5	2,5	4,5	6,5	8,5	10,5	12,5	14,5	16,5		22,5	26,5	31,5	37,5
t(υi)	10,69	16,29	25,7	17,6	12,5	6,5	4,69	2,7	1,79	1,1	0,2	0,1	0,05	0,01

Далее найдем :

Построение кривой обеспеченности, определение параметра в формуле Вейбулла – Гудрича графическим методом

В Таблице 4 приведены данные по расчету кривой обеспеченности F(υ_i), где F соответствует вероятности того, что текущая скорость ветра υ_i превышает υ_x. Это означает, что значения F_x всегда относятся к нижнему значению скорости ветра по градациям в Таблице 3.

Таблица 4.

Скорость ветра	0-1	2-3	4-5	6-7	8-9	10-11	12-13	14-15	16-17	18-20	21-24	25-28	29-34	35-40	>40
t(υi)	10,69	16,29	25,7	17,6	12,5	6,5	4,69	2,7	1,79	1,1	0,2	0,1	0,05	0,01
F(υi), %		81,11	68,81	53,12	39,52	27,42	18,9	13,23	8,33	4,93	2,03	1,03	0,53	0,23	0,03

Координаты F(υ_i) нанесем на клетчатку вероятностей ГГО им. А. И. Воейкова [1] (График 2) и по ней графическим методом определим значение по формуле, для произвольно выбранного прямоугольного треугольника АВС:

4.Определение параметра

Второй параметр в формуле Вейбулла – Гудрича определим по формуле:

,

где Г(x) определяется с использованием таблицы 4 [1], где приведены значения гамма-функции.

= 6,97 / Г (1 + ) = 6,97 / 0,9033 = 7,72

5.Расчет с использованием формулы Вейбулла-Гудрича теоретической функции повторяемости скоростей ветра t(

Уравнение Вейбулла – Гудрича при шаге изменения скорости ветра

= 1м/с примет при следующий вид:

= 0,06993 * * exp (- 0,04662 * );

В Таблице 4 и на рис. 1 (см. Приложение) представим результаты расчета для в диапазоне от 1 до 40 м/с.

6.Расчет для воздушного потока и удельной энергии , вычисление валового удельного потенциала ветроэнергетики , определение технического удельного потенциала , установленной мощности - и число часов использования ВЭУ -

Для определения удельной мощности и удельной энергии воздушного потока воспользуемся следующими формулами:

где = 1,226 кг/м³ – плотность воздуха для нормальных условий в данной точке;

где в о.е. из Таблицы 4;

Суммирование по Таблице 4 во всем исследуемом диапазоне скоростей ветра дает значение , протекающей за год через 1 м² поперечного сечения.

Тогда для площади территории в 1 км² в районе данной точки (Мыс Выходной) получаем, с учетом допущения (1) [1] следующий валовой удельный потенциал ветровой энергии:

= 5175 / 20 * 10⁶ = 258,75 * 10⁶ (кВт * ч / км² * год);

Для «шахматного» расположения ВЭУ на поверхности Земли с расстоянием между ними 1м равно 10 * D₁ м суммарная мощность ветроустановок на

1 км² будет составлять с учетом (2) [1]:

Где =0,45; ; =0,95;

Тогда получим, что с 1км² поверхности Земли в районе заданной точки теоретически можно обеспечить следующую мощность ветровых станций (кВт):

Значение при этом определяется для диапазона скоростей ветра от

до .

= 1,7 * = 12 м/с (с учетом допущения (3) [1]);

= / 2,5 = 4,8 м/с; 25 м/с. Получаем следующее значение :

= 1,85 * 12³ = 3197 кВт

Рассчитаем удельный технический потенциал ветроэнергетики за 1 год с 1км² поверхности (см. последнюю колонку Таблицы 4 Приложения):

где ;

соответственно суммарный технический удельный потенциал ветроэнергетики будет равен:

Получаем следующее значение: = 8582 (МВТ*ч/км²*год).

Найдем число часов использования установленной мощности по следующей формуле:

= (8582 / 3197) * 1000 = 2684 ч.

7.Нахождение соотношения между и

Дата добавления: 2015-10-24