Обзор конструкции ветровых установок

МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ

пояснительная записка

Тема: Разработка схем подключения ВЭС к энергосистеме

______________________________________________________

______________________________________________________

______________________________________________________

______________________________________________________

Магистрант Мустафин Д.Ж.

подпись (Ф.И.О.)

Руководитель к.т.н., доцент Бакенов К.А. диссертации подпись (Ф.И.О.)

Рецензент к.т.н., доцент Жантурин М.Ж.

подпись (Ф.И.О.)

Алматы, 2015 г.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Факультет _______Электроэнергетический ____________________________

Специальность ____6М071800 – Электроэнергетика_____________________

Кафедра________Электроснабжение промышленных предприятий_________

ЗАДАНИЕ

на выполнение магистерской диссертации

Магистранту Мустафину Данияру Жумагалиевичу

(фамилия, имя, отчество)

Тема диссертации: Разработка схем подключения ВЭС к энергосистеме

__________________________________________________________________

утверждена Ученым советом университета № 139 от «31» октября 2013 г._

Срок сдачи законченной диссертации «12» января 2015 г.________________

Цель исследования: Исследование возможных вариантов подключения ветровых установок к энергосистеме, выбор оптимального варианта для различных ситуаций, связанных с местонахождением площадки ветроэлектростанции, расположением ветровых турбин по местности.

Перечень подлежащих разработке в магистерской диссертации вопросов или

краткое содержание магистерской диссертации:

Обзор конструкции ветровой электростанции. Виды ветровых турбин, их комплектация, сравнение, конструкция. Схемы подключения ветровых турбин к энергосистеме различными методами. Анализ методов, сравнение по надежности, по потерям , по капиталовложениям.

Рекомендуемая основная литература

Монографии, периодическая научная литература, интернет источники, СНиПы, РД, ГОСТы, типовые данные. Всего не менее 20-ти источников, из них не менее 20 % на иностранном языке.

Г Р А Ф И К

подготовки магистерской диссертации

Дата выдачи задания______________01.10.2013 г.______________________________

И.о. зав. кафедрой____________________________________(Башкиров М.В.)

(подпись) (Ф.И.О.)

Руководитель диссертации___________________(к.т.н., доцент Бакенов К.А.)

(подпись) (Ф.И.О.)

Задание принял к исполнению

магистрант _________________________________________(Мустафин Д.Ж.)

(подпись) (Ф.И.О.)

Аңдатпа

Диссертациялық жұмыста жел электр станциясын Бірыңғай Энергетикалық жүйеге қосу мәселесі қарастырылған. Әр түрлі сұлбалар бойынша нұсқалар жасалған.

Бірінші бөлімде жел эелктр станциясының құрылымы, жел қондырғыларының түрлері сипатталған. Тік осьті және жанама осьті жел турбиналарының салыстырмалық сараптамасы жүргізіліп, көрсетілген. Алуан түрлі орындалудағы жел электр станциясының құрылымы қарастырылған.

Тәжірибелік бөлімде жел қондырғыларын энергия жүйесіне магистралды, радиалды және аралас сұлбалар арқылы қосу қарастырылған. Жел қондырғыларының жел электр станциясының аймағында орналасуының, кернеу жоғарылату станциясының орналасуының бірнеше нұсқалары қарастырылған және сол нұсқаларға сұлбалар таңдалған.

Сараптамалық бөлімде магистралды, радиалды және аралас сұлбалардың беріктілігін саластыру сараптамасы келтірілген.

Экономикалық бөлімде 10 кВ-тық кабель желісінің құрылыс және орналастыру есептеулері қарастырылған.

Аннотация

В диссертационной работе рассмотрен вопрос о подключении ветровых электростанций к Единой Энергетической Системе. Было разработано множество вариантов с различными исполнениями.

В первой части приведен обзор конструкции ветровой электростанции, виды ветровых установок. Описан сравнительный анализ ветровых турбин с горизонтальной осью вращения с ветровыми турбинами с вертикально расположенной осью вращения. Рассмотрено комплектации ветровых электростанций различного исполнения.

В экспериментальной части рассмотрены схемы магистрального, радиального и смешанного подключения ветровых установок к энергосистеме. Рассмотрены несколько вариантов расположения ветровых турбин на площадке, а так же расположения повышающей подстанции, и к каждому варианту была подобрана определенная схема.

В аналитическом разделе приводится анализ сравнения надежности магистральных, радиальных и смешанных схем подключения.

В экономическом разделе приводится расчет строительно-монтажных работ КЛ 10 кВ.

Annotation

In dissertation work considered the issue of connecting wind farms to the Unified Energy System. Was designed a lot of variants with a different versions.

The first part provides an overview of the construction of wind power plants, types of wind power plants. Is described comparative analysis of wind turbines with a horizontal axis of rotation with a wind turbine with vertical axis of rotation. Considered complete wind power plants in different versions.

In the experimental part describes the main circuit, radial and mixed connecting wind turbines to the grid. Considered several options for the location of wind turbines on the site and also the location of the step-up substation, and each option was chosen a certain scheme.

In the analysis part provides an analysis comparing the reliability of main, radial and mixed types of connecting schemes.

In the economic section calculation construction and installation works of cable line 10 kV.

Содержание

Введение …………………………………………………………………….7

1 Обзор конструкции ветровой электростанции ……………………………9

1.1 Ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения ……………………..9

1.2 Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения ………………………10

1.3 Сравнительный анализ ветрогенераторов ……………………………….15

2 Комплектация ветроэлектростанции, различные исполнения …………20

3 Экспериментальная часть …………………………………………………24

3.1 Разработка схемы подключения ВЭС к энергосистеме ………………...24

3.2 Вариант 1 …………………………………………………………………..28

3.3 Вариант 2 …………………………………………………………………..37

3.4 Вариант 3 …………………………………………………………………..44

4 Аналитическая часть ………………………………………………………53

4.1 Анализ различных схем подключения……………………………………53

5 Экономическая часть………………………………………………………56

5.1 Расчет стоимости прокладки КЛ 10 кВ…………………………………...56

Заключение ………………………………………………………………...60

Список сокращений ……………………………………………………….61

Список литературы ………………………………………………………..62

Введение

Работа посвящена изучению технических, экономических, научных подходов применения различных способов подключения и выбора схем соединения ветровых электростанций к общей энергосистеме.

Актуальность:

- последние десятилетия характеризуются бурным развитием ветроэнергетики во всем мире. Казахстан принял закон «О поддержке использования возобновляемых источников энергии» с целью развития данной отрасли в нашей стране;

- использование энергии ветра открывает новые возможности перед отдаленными от энергетических объектов и источников электрической энергии населений получать электричество при помощи ветра;

- строительство ветровых электростанций даст возможность уменьшить дефицит электроэнергии в стране.

Суть диссертации:

Изучение технологии строительства, эксплуатации, правильного расчета затрат, перспектив от использования ветровых электростанций.

Цель работы:

Разработка различных вариантов схем подключения ВЭС к энергосистеме, выбор оптимального варианта при различных условиях местности и расположения ветровых установок.

Задачи:

- разработка способов расположения ветровых установок по местности;

- на основе разработанных способов разработать схемы подключения ветровых установок;

- рассчитать схемы подключения на надежность, потери мощности и падения напряжения;

- сделать анализ оптимального варианта подключения;

- провести экономический расчет с целью выявления капиталовложений на присоединение ветроэлектростанции к энергосистеме.

В первой главе настоящей Диссертации проведен литературный обзор по вопросам: Виды ветровых турбин, их различия, преимущества и недостатки, сравнение ветровых генераторов и выявление подходящего типа ветровой установки для проведения дальнейшего исследования.

В исследовательской части приводится: Разработанные способы расположения ветровых турбин, расположения повышающих подстанций, выбор кабельной линии, их расчеты.

В аналитической части приводится: Анализ различных схем подключения, выявление их особенностей, оптимального варианта подключения.

В экономической части приводится: Экономический расчет на строительно-монтажные работы кабельной линии, сравнительный анализ капиталовложений.

Обзор конструкции ветровых установок