Farmy wiatrowe w systemie elektroenergetycznym
Zbigniew Lubośny
rok wydania: 2013 (dodruk)
stron: 348
oprawa: miękka
format: 16,5 x 23,5 cm
wydawnictwo: Wydawnictwo WNT Sp. z o.o.
W książce przedstawiona jest problematyka związana z pracą elektrowni i farm w systemie elektroenergetycznym. Opisane jest oddziaływanie elektrowni i farm wiatrowych na system elektroenergetyczny, wskazane są możliwości oraz konieczność sterowania elektrowniami i farmami wiatrowymi w podstawowych procesach regulacyjnych, realizowanych w systemach elektroenergetycznych. Autor zwraca również uwagę na konieczność udziału elektrowni i farm wiatrowych w obronie i odbudowie systemu elektroenergetycznego w przypadku wystąpienia awarii systemowej (przykład awarii systemowej black-out z dnia 4 listopada 2006 r.). Przedstawiona jest także analiza ekonomiczna opłacalności inwestycji w farmę wiatrową.
Książka jest skierowana do studentów wydziałów elektrycznych i energetycznych wyższych uczelni technicznych, inżynierów w zakładach energetycznych i firmach konsultingowych prowadzących analizy wpływu elektrowni wiatrowych na system elektroenergetyczny, wymagane przy wydawaniu zgody na przyłączenie elektrowni do systemu elektroenergetycznego, operatorów różnych systemów opracowujących wymagania dotyczące elektrowni i farm wiatrowych, inwestorów farm wiatrowych.
SPIS TREŚCI:
Przedmowa XI
Oznaczenia XV
1. Wiatr jako źródło energii 1
1.1. Wiatr i jego zmienność 1
1.2. Zasoby energetyczne wiatru 5
1.3. Wykorzystanie energii wiatru 11
1.4. Analiza ekonomiczna opłacalności inwestycji w farmę wiatrową 20
2. Elektrownie wiatrowe 31
2.1. Elektrownie wiatrowe - konstrukcja 31
2.2. Turbiny wiatrowe 40
2.2.1. Moc strumienia wiatru 40
2.2.2. Moc mechaniczna uzyskiwana z wiatru 41
2.2.3. Regulacja mocy przez sterowanie kątem nachylenia łopat 47
2.2.4. Regulacja mocy przez wykorzystanie efektu przeciągania 48
2.2.5. Dynamika turbiny wiatrowej 49
2.2.6. Układ przeniesienia napędu 52
2.3. Układy sterowania elektrowni wiatrowych 56
2.3.1. Ogólna struktura układu sterowania elektrowni wiatrowej 56
2.3.2. Sterowanie nadrzędne elektrowni wiatrowej 68
2.3.3. Sterowanie turbiną elektrowni wiatrowej 70
2.3.4. Sterowanie generatorem elektrowni wiatrowej 72
2.3.4.1. Generator asynchroniczny ze sterowaną rezystancją w obwodzie wirnika 72
2.3.4.2. Generator asynchroniczny z kaskadąnadsynchroniczną 75
2.3.4.3. Generator asynchroniczny dwustronnie zasilany 77
2.3.4.4. Generator synchroniczny 81
2.4. Automatyka zabezpieczeniowa elektrowni wiatrowych 84
3. Praca elektrowni wiatrowych w systemie elektroenergetycznym 90
3.1. Wstęp 90
3.2. Elektrownia wiatrowa w systemie elektroenergetycznym 92
3.3. Lokalizacja elektrowni wiatrowej w systemie elektroenergetycznym 101
3.4. Wahania napięcia 103
3.5. Migotanie światła 116
3.6. Harmoniczne prądów i napięć 123
3.7. Straty mocy 124
4. Farmy wiatrowe 130
4.1. Farmy wiatrowe - struktura 130
4.2. Układy sterowania farm wiatrowych 136
4.3. Automatyka zabezpieczeniowa farm wiatrowych 140
5. Praca farm wiatrowych w systemie elektroenergetycznym 158
5.1. Zmiany strukturalne systemów elektroenergetycznych 158
5.2. Lokalizacja farmy wiatrowej w systemie elektroenergetycznym 162
5.3. Farma wiatrowa w systemie elektroenergetycznym 165
5.4. Przesłanianie elektrowni wiatrowych w farmie 171
5.5. Wpływ farmy wiatrowej na jakość energii 174
5.6. Stabilność systemu elektroenergetycznego z farmami wiatrowymi 181
5.7. Minimalizacja wahań mocy czynnej na wyjściu farmy wiatrowej 188
6. Regulacja napięcia i mocy biernej w systemie elektroenergetycznym 194
6.1. System elektroenergetyczny jako obiekt sterowania 194
6.2. Regulacja napięcia 196
6.2.1. Wprowadzenie 196
6.2.2. Regulacja generatorami synchronicznymi 198
6.2.3. Regulacja transformatorami 205
6.3. Nadrzędna regulacja napięcia i mocy biernej 208
6.3.1. Wprowadzenie 208
6.3.2. Nadrzędna regulacja węzła elektrownianego 210
6.3.3. Nadrzędna regulacja węzła transformatorowego 215
6.4. Koncepcja wykorzystania farm wiatrowych w procesie regulacji napięcia i mocy biernej 218
6.5. Farmy wiatrowe w procesie regulacji napięć i mocy biernej 221
6.5.1. Zjawiska napięciowe w farmie wiatrowej 221
6.5.2. Obszar dopuszczalnych stanów pracy farmy wiatrowej 229
6.5.3. Stabilność napięciowa w systemie z farmą wiatrową 237
6.5.4. Algorytm sterowania farmą wiatrową 251
6.6. Farmy wiatrowe w układach regulacji nadrzędnej 256
6.6.1. Wprowadzenie 256
6.6.2. Farmy wiatrowe w układzie nadrzędnej regulacji węzłów elektrownianych... 257
6.6.3. Farmy wiatrowe w układzie nadrzędnej regulacji węzłów sieciowych 260
7. Regulacja częstotliwości i mocy czynnej w systemie elektroenergetycznym 262
7.1. Wprowadzenie 262
7.2. Wahania mocy czynnej i częstotliwości w systemie elektroenergetycznym 263
7.3. Regulacja pierwotna 267
7.3.1. Charakterystyka częstotliwościowa systemu elektroenergetycznego 267
7.3.2. Praca równoległa systemów elektroenergetycznych 274
7.3.3. Wahania częstotliwości w systemie z elektrowniami wiatrowymi 276
7.3.4. Realizacja techniczna procesu regulacji pierwotnej 278
7.4. Regulacja wtórna 285
7.4.1. Realizacja procesu regulacji wtórnej 285
7.4.2. Regulator centralny częstotliwości i mocy wymiany 286
7.4.3. Regulacja częstotliwości w połączonych systemach elektroenergetycznych 289
7.5. Wymagania UCTE w zakresie regulacji częstotliwości 292
7.6. Koncepcja wykorzystania farm wiatrowych w procesie regulacji częstotliwości i mocy czynnej 296
7.7. Farmy wiatrowe w procesie regulacji częstotliwości i mocy czynnej 301
7.7.1. Algorytm sterowania farmą wiatrową 301
7.7.2. Udział farm wiatrowych w ramach regulacji pierwotnej i wtórnej 305
8. Obrona i odbudowa systemu elektroenergetycznego 314
8.1. Udział farm wiatrowych w awariach systemowych 314
8.2. Koncepcja wykorzystania farm wiatrowych w obronie systemu elektroenergetycznego 319
8.3. Farmy wiatrowe w obronie systemu elektroenergetycznego 322
9. Wymagania stawiane farmom wiatrowym 327
Bibliografia 340
Skorowidz 345
