2.Разработка электрооборудования для вэу

Электрооборудование ветроэлектрической установки предназначено для преобразования энергии магнитоэлектрического генератора и энергии резервных аккумуляторных батарей (АБ) в энергию однофазного переменного тока. Электрооборудование ветроустановки, кроме того, должно обеспечивать:

1. стабилизацию амплитуды, частоты и формы выходного однофазного напряжения;

2. безаварийное включение и отключение ВЭУ;

3. защиту блоков установки от длительных и внезапных перегрузочных режимов;

4. питание потребителя при отсутствии ветра за счет энергии АБ, а также при прерывистом ветре, когда длительность периодов затухания ветра существенно превышает инерционность ветроколеса;

5. зарядку АБ при избытке мощности генератора.

При проектировании ветроэлектрических установок надо учитывать следующие их особенности:

1. для обеспечения максимальной эффективности работы ветроколеса следует изменять частоту его вращения при изменении скорости ветра, сохраняя постоянным коэффициент быстроходности, в то же время для максимально эффективной работы электрогенератора необходима практически постоянная частота вращения;

2. механические системы управления частотой вращения ветротурбины достаточно сложны и дороги. Гораздо эффективнее и дешевле управлять частотой его вращения, изменяя электрическую нагрузку электрогенератора;

3. оптимальная частота вращения ветротурбины тем меньше, чем больше его радиус, поэтому только очень малые ветроколеса (радиусом не более 2 м) удается соединять с генератором напрямую. При больших размерах ветротурбины приходится использовать повышающие редукторы, удорожающие ветроустановку и ее обслуживание. Альтернативой редукторам могут стать новые типы многополюсных генераторов, работающих при меньших частотах вращения;

4. в конструкции ветроэлектрической установки предусматривается, как правило, возможность отключения генератора от ветротурбины и вращения его от химического или механического аккумулятора энергии, поэтому систему управления генератором не связывают с работой ветротурбины. При отсутствии такой связи даже при “мягком” соединении генератора с ветротурбиной необходимы специальные демпфирующие устройства, дли того чтобы исключить механические удары, перегрузки и броски напряжений на выходе генератора.

Кроме того, следует учитывать специфические требования, предъявляемые к выходным параметрам ВЭУ. а именно:

1. наиболее благоприятные ветровые условия существуют, как правило, в малонаселенных районах, на островах и в море. Требования к электроэнергии в таких районах весьма специфичны, но почти наверняка ее здесь требуется гораздо меньше, чем в развитых промышленных районах;

2. анализ парка потребителей электроэнергии показывает, что лишь 5 – 10% из них предъявляют определенные требования к ее параметрам (например, к частоте). Это в основном электродвигатели, электронные устройства и осветительные установки. Поэтому целесообразно так строить систему электроснабжения, чтобы она могла обеспечивать потребителей как дешевой электроэнергией с нестабилизированными параметрами (например, для отопления), так и относительно дорогой, но со стабильными параметрами;

3. вэнергосистемы в сельской местности обычно маломощные и относительно низковольтные (менее 33 кВ), при передаче энергии на большие расстояния возникает много проблем, связанных с ее потерями, поэтому подключение ВЭУ к таким системам нецелесообразно;

4. так как периоды безветрия неизбежны, то для исключения

перебоев в электроснабжении ВЭУ должны иметь аккумуляторы

энергии или быть запараллеленными электроэнергетическими установками других типов.