3784500926

ENERGETYKA WIATROWA W POLSCE

Możliwe jest również pojawienie się problemów ze zbyt niskimi napięciami w sieci przesyłowej. Przyczyną takiej sytuacji może być deficyt mocy biernej w przypadku pracy na danym obszarze dużej liczby turbozespołów wiatrowych bez możliwości regulacji mocy biernej. Ma to głównie miejsce w przypadku dużego udziału małych elektrowni wiatrowych przyłączonych do sieci średnich napięć, które najczęściej są wyposażone w generatory indukcyjne klasyczne lub z małymi przekształtnikami.

WAHANIA I MIGOTANIE NAPIĘCIA

Elektrownie wiatrowe mogą stanowić źródło migotania zarówno w czasie normalnej pracy, jak i w czasie wykonywania operacji łączeniowych, takich jak np. zmiana konfiguracji uzwojeń generatorów, załączanie i wyłączanie turbozespołów. Zjawisko migotania może być również spowodowane zawartością harmonicznych w przebiegach napięć i prądów. Duże znaczenie w przypadku migotania ma poziom mocy zwarciowej oraz stosunek rezystancji i reaktancji zwarcia w miejscu przyłączenia do sieci.

Zjawisko migotania podczas ciągłej pracy elektrowni wiatrowej jest spowodowane szybko-zmiennymi wahaniami mocy mającymi źródło w zmiennej prędkości wiatru, przesłanianiu wiatru przez wieżę oraz we właściwościach konstrukcyjnych turbozespołów. Z tego powodu większym źródłem migotania są turbozespoły ze stałą prędkością obrotową. Zastosowanie turbozespołów ze zmienną prędkością obrotową pozwala na znaczną redukcję pulsacji mocy spowodowanej zmiennością wiatru. Emisja migotania wzrasta wraz ze zwiększaniem się prędkości wiatru i to zarówno w przypadku turbozespołów ze stałą, jak i zmienną prędkością obrotowa Jest to spowodowane większymi turbulencjami, które wzrastają wraz ze wzrostem prędkości wiatru. Jednak w przypadku turbozespołów ze zmienną prędkością obrotową wzrost emisji migotania jest w przybliżeniu trzy razy mniejszy. Dodatkowo, po osiągnięciu mocy znamionowej, system regulacji wygładza wahania mocy wyjściowej, co pozwala na ograniczenie migotania

Źródłem wahań napięcia i emisji migotania są również operacje łączeniowe wewnątrz elektrowni wiatrowej, a zwłaszcza załączanie i wyłączanie turbozespołów oraz zmiany konfiguracji sieci wewnętrznej. Skutki wynikające z załączania turbozespołów różnią się w zależności od tego czy są to turbozespoły ze stałą czy zmienną prędkością obrotową wirnika Generalnie bardziej płynnie odbywa się załączanie turbozespołów ze zmienną prędkością, które są mniejszym źródłem emisji migotania niż turbozespoły ze stałą prędkością.

W przypadku przyłączenia do sieci większej liczby turbozespołów w ramach jednej elektrowni wiatrowej przyrost wartości wskaźników migotania dla pracy ciągłej i dla operacji łączeniowych jest mniejszy niż wynikałoby to z ich zwykłego sumowania Ponadto dynamika tego przyrostu jest różna dla pracy ciągłej i dla operacji łączeniowych, co przedstawiono na rysunku 21. I tak np. zwiększenie liczby turbozespołów (o mocy znamionowej 2,5 MW) z 1 do 100 spowoduje wzrost wskaźnika migotania przy pracy ciągłej z 1 do 10, a w czasie operacji łączeniowych z 1 do 3,72. Wynika to z faktu, że czynniki mające wpływ na zjawisko migotania nie są ze sobą skorelowane w czasie i nie występują jednocześnie we wszystkich turbozespołach, co w konsekwencji prowadzi do złagodzenia zjawiska migotania w skali całej elektrowni [3, 7, 14].

0    10    20    30    40    50    60    70    80    90    100

Liczba turbozespołów wiatrowych

Rys. 21. Względna zmiana wskaźnika migotania w funkcji liczby turbozespołów wiatrowych

ELEKTROENERGETYKA 17