3784500924

ENERGETYKA WIATROWA W POLSCE

łów. Zmiany prędkości wiatru w sposób znaczący wpływają na zmienność generacji mocy wyjściowej wszystkich typów turbozespołów wiatrowych. Natomiast niejednorodność wiatru i efekt przesłaniania wiatru przez wieżę mają negatywny wpływ głównie na turbozespoły o stałej prędkości obrotowej.

W przypadku składowej zmienności mocy spowodowanej przesłanianiem wiatru przez wieżę częstotliwość wahań mocy zależy od prędkości obrotowej wirnika i jest krotnością liczby łopat. W przypadku turbozespołów z trzema łopatami zmiana mocy wystąpi trzy razy w ciągu jednego obrotu wirnika, czyli przy minięciu wieży przez każdą z łopat. Zmienność ta, występująca w zakresie częstotliwości 1+2 Hz, może wynosić nawet do 20% mocy znamionowej turbozespołu. W turbozespołach z regulacją kąta ustawienia łopat, wahania mocy mogą być również spowodowane ograniczonym zakresem regulacji. Największe wahania mocy występują przy generacji na poziomie mocy znamionowej turbozespołu w zakresie największych prędkości wiatru, co wynika z faktu, że zmienność prędkości wiatru wzrasta wraz prędkością. W przeciwieństwie do pojedynczego turbozespołu, którego moc wyjściowa może ulegać bardzo szybkim zmianom, w przypadku całej elektrowni szybkozmienne wahania mocy pojedynczych turbozespołów kompensują się wzajemnie i sumaryczna zmienność wahań sekundowych odgrywa mniejszą rolę a większe znaczenie ma zmienność minutowa i godzinowa (rys. 18a) oraz dobowa (rys. 18b) [9].

Minuta    Godzina

Rys. 18. Godzinowa (a) i dobowa (b) zmienność mocy elektrowni wiatrowej

Zmienność wiatru w czasie i przestrzeni powoduje problemy związane z bilansowaniem i prowadzeniem ruchu w systemie. Ma też duży wpływ na jakość energii produkowanej przez źródła wiatrowe. Problemy te mogą występować nawet w ramach jednej elektrowni wiatrowej, w przypadku jeśli jest ona zlokalizowana na niewielkim obszarze o podobnej charakterystyce warunków wiatrowych. Do zapewnienia optymalnej lokalizacji elektrowni wiatrowej na danym terenie są wykorzystywane modele meteorologiczne.

ZMIENNOŚĆ NAPIĘCIA

Wszystkie typy turbozespołów mają wpływ na zmienność napięcia. Wahania napięcia w sieci związane z pracą elektrowni wiatrowych wynikają głównie z szybkiej zmienności generacji mocy czynnej w czasie normalnej pracy i w czasie operacji łączeniowych wykonywanych wewnątrz elektrowni. Z kolei szybkozmienne wahania generacji mocy elektrowni wynikają ze zmienności czasowej i geograficznej parametrów wiatru. Zmienność napięcia w miejscu przyłączenia elektrowni do sieci wyznacza się na podstawie poziomu napięcia, zmienności mocy czynnej i biernej, poziomu mocy zwarciowej i stosunku rezystancji zwarciowej do reaktancji zwarciowej.

Załączanie turbozespołów wiatrowych może spowodować kilkusekundowe obniżenie poziomu napięcia Znając parametry turbozespołu i wartość dopuszczalną zmiany napięcia w czasie operacji łączeniowych można określić minimalną wymaganą moc zwarciową w miejscu przyłączenia do sieci pojedynczego turbozespołu wiatrowego. Przykładowo dla turbozespołu o mocy 2,5 MW minimalna moc zwarciowa, ze względu na kryterium dopuszczalnej zmiany napięcia, powinna wynosić ok. 143 MVA wg norm IEC i 215 MVA wg IRiESP. W przypadku przyłączenia elektrowni

ELEKTROENERGETYKA 15