2. Расчет часов работы вэу по вероятности скоростей ветра

Определение общего числа часов работы ВЭУ за год – Т_Г в интервалах скоростей ветра от V_НАЧ до V_МАКС. производится по формуле

Т_Г = 8760*К_Г*К_М*( F_НАЧ - F_МАКС), час; (2.32)

где – 8760 – общее число часов в году,

– К_Г – коэффициент технической готовности ВЭУ (0,96…0,98),

– К_М – коэффициент простоев ВЭУ (0,96…0,98).

Определение числа часов работы ВЭУ за год в интервалах скоростей ветра от V_НАЧ до V_НОМ

= 8760*К_Г*К_М*( F_НАЧ – F_НОМ), час; (2.33)

Определение числа часов работы ВЭУ за год в интервалах скоростей ветра от V_НОМ до V_МАКС.

= 8760*К_Г*К_М*( F_НОМ – F_МАКС), час; (2.34)

Определение числа часов простоя Т_ПР ВЭУ за год

Т_ПР = 8760 - Т_Г , час (2.35)

2.2.3.Расчет объемов выработки электроэнергии одной ВЭУ в год по вероятности

скоростей ветра на площадке ВЭС

Для использования данных метеостанции по вероятности скоростей ветра F(V_i) и вероятности (повторяемости) дней в году П_i с данной скоростью, необходимо пересчитать значения заданных скоростей ветра флюгера V_Фi метеостанции на высоте Н₀ (табл. В1), к скорости ветра V_hij на высоте оси ротора ВТ – башни ВЭУ H_j для j–той ВЭУ в диапазоне V_i от V_НАЧ до V_МАКС по (2.11) с учетом значений k заданного варианта характеристики поверхности на площадке ВЭС (табл. ПВ).

Результаты расчета по (2.11) сводим в таблицу (по форме табл.2.6.)

Таблица 2.6. Скорости ветра на высоте башни ВЭУ и на высоте флюгера метеостанции

VФі на высоте флюгера, м/с
Vhij на высоте башни ВЭУ Hhj , м/с	VНАЧ	VНАЧ + ΔV	VНАЧ + 2ΔV	…..	VМАКС.

2.2.4. Расчет объема годовой выработки электроэнергии одной вэу с учетом вероятности скоростей ветра f(VI) и вероятности дней в году Пi с данной скоростью ветра

Расчет объема годовой выработки электроэнергии одной одиночно стоящей ВЭУ без учета взаимного затенения другими ВЭУ – W_{ОДИН.ВЭУ} производится по формуле

, кВт*ч (2.36),

где значения V_hij , V_Фі – по табл.2.6.;

значения – по табл.2.1.;

значения П_і (V_Фі) – по варианту (табл.П1);

множитель 24 – число часов в сутки.

2.2.5. Пример расчета фактической реализуемой мощности на заданной площадке вэс и выработки электроэнергии одной одиночно стоящей вэу.

Среднегодовая_. скорости ветра для расчета V_СР.Г = 5,76 м/с. по результатам измерений в районе Мирновской ВЭС, на метеопосту на высоте 20 м. Вероятность (повторяемость ) дней в году П_і (V_Фі) скоростей ветра по интервалам ΔV=1м/с приведена в табл.2.7.

Таблица 2.7. Вероятность (повторяемость) дней в году П_і (V_Фі) скоростей ветра

Скорость ветра, VФі ,м/с
	0-1	2-3	4-5	6-7	8-9	10-11	12-13	14-15	16-17	18-20
Вероятность числа дней в году *10-2	15,9	21,3	23,3	15,3	9,8	5,9	3,9	1,8	1,9	1,1
Число дней	58	78	85	56	36	21	14	6	7	4

Высота башни ВЭУ – H_j = 80 м.

Расчет коэффициентов распределения Вейбулла вероятности F_i скорости ветра на высоте 80 м по (2.27, 2.28)

A = – 1*(0,1*80)^0,143= – 1,346

В = 7,2*(0,1*80)^0,143 = 9,693

С = 1,6;

Определение вероятностей минимальной(начальной) F_НАЧ , максимальной F_МАКС и рабочей (номинальной) F_НОМ соответствующих скоростей ветра V_НАЧ , V_НОМ, V_МАКС. по (2.29…2.31) для значения минимальной V_НАЧ,( V_min) = 4 м/с , максимальной V_МАКС. = 25 м/с и номинальной (рабочей) V_НОМ ,( V_P) = 13 м/с

F_НАЧ =

F_МАКС =

F_НОМ =

Расчета часов работы вэу по вероятности скоростей ветра по (2.32…2.35) при

5,25 V_СР.Г.< 5,75 м/с

= 8760*0,97*0,97*( 0,68– 0,154) = 4335 часов.

= 8760*0,97*0,97*( 0,154 – 0,007) = 1212 часов.

Т_ПР = 8760 – 5547=3213 часов.

Расчет объема годовой выработки электроэнергии одной одиночно стоящей ВЭУ без учета взаимного затенения другими ВЭУ – W_{ОДИН.ВЭУ} по формуле (2.36) удобно выполнить в программе Microsoft Excel представить в виде таблиц и графиков.

Пример расчета фактической реализуемой мощности на заданной площадке ВЭС и выработки электроэнергии одной одиночно стоящей ВЭУ для Р_{ВЭУ НОМ} = 2000 кВт, V_НОМ = 13 м/с, Н₀ = 10 м, Н_j = 78 м, – табл.2.8. Скорость ветра на высоте 78,0 м. при k = 0,15.

Таблица 2.8. Расчет выработки электроэнергии за год одной ВЭУ

Скорость ветра VФі на высоте H0 , м/с	Скорость ветра Vij на высоте Нj , м/с	Повтор дней Пi, дней	Число часов 24* Пi, час.	Мощность ВЭУ Рi(Vi), кВт	WОДИН.ВЭУ = W ij, кВт*ч
Менее 3	-	25	600	-	-
3	4.098	32	768	60	46080
4	5.464	45	1080	148	159840
5	6.830	70	1680	469	787920
6	8.196	75	1800	715	1287000
7	9.562	41	984	1025	1008600
8	10.928	24	576	1691	974016
9	12.294	22	528	1882	993696
10	13.660	11	264	1990	525360
11	15.026	5	120	1998	239760
12	16.392	1	24	1999	47976
13	17.758	1	24	2000	48000
14	19.124	5	120	2000	240000
15	20.490	2	48	2000	96000
16	21.856	1	24	2000	48000
17	23.222	1	24	2000	48000
18	24.588	2	48	2000	96000
Выше 19	25.954	2	48	-	-
Итого	-	365	8760	-	6646248

Пример графиков V_ij=f(V_Фі) для нескольких значений Н_j – рис.2.6.; П_i = f(V_Фі) – рис.2.7.; Р_ВЭУ = f(V_Фі) в диапазоне скоростей от V_НАЧ = 4 м/с до V_МАКС – рис.2.8. на данной площадке ВЭС, рассчитанных и построенных в Microsoft Excel:

2.3. Расчет количества ВЭУ в составе ВЭС, расчет выработки электроэнергии ВЭС за год и определение среднегодового КИУМ ВЭС.

Исходными данными для расчета являются:

Установленная мощность ВЭС – Р_{ВЭС НОМ}; кВт;

Номинальная установленная мощность ВЭУ– Р_{ВЭУ НОМ}, кВт;

Рекомендации по варианту размещения ВЭУ – в ряд (Р-1), в два ряда в шахматном

порядке (РШ-2), в круговом порядке до трех ВЭУ (РК-3);

Характеристика устройств и терминалов СН ВЭС.