Введение 5
1 Морская ветроэнерегетика 6
1.1 Конструкции морских ВЭС 6
1.2 Ветрогенераторы 7
1.3 Конструкции фундаментов 11
1.4 ВЭС в районе г.Балтийска Калининградской области 15
1.4.1 Ветротурбины “Vestas"” 15
2 Разработка схемы подключения ВЭС к энергосистеме 17
2.1 Расположение ветротурбин в море 17
2.2 Выбор схемы подключения ВЭС к ЭЭС 18
2.3 Выбор кабельных линий 10 кВ 19
2.3.1 Выбор сечений кабельных линий 10 кВ 19
2.3.2 Выбор длины кабельных линий 10 кВ 21
3 Электрическая часть ВЭС 22
3.1 Электрическая схема и предварительный выбор оборудования 22
3.2 Выбор трансформаторов 24
3.3 Выбор кабеля 24
3.4 Эквивалентная схема замещения 25
4 Расчет параметров элементов схемы замещения 26
4.1 Сетевой источник 26
4.2 Параметры трансформатора 27
4.3 Параметры автоматические выключатели 27
4.4 Параметры ветрогенератора 28
4.5 Параметры кабелей 28
5 Расчет тока короткого замыкания в точке К1 28
6 Расчет тока трехфазного короткого замыкания в точке К2 32
7 Выбор и проверка основного оборудования на токи короткого
замыкания 35
7.1 Проверка автоматических выключателей на действие токов
короткого замыкания 35
7.1.1 Проверка автоматического выключателя типа ВА50-45ПРО(ПРОТОН 40) 36
7.2 Проверка рубильников на действие токов короткого замыкания 37
7.2.1 Проверка рубильников типа Р2715 38
7.3 Проверка трансформатора тока на действие тока короткого замыкания 38
8 Расчет молниезащиты ВЭУ 39
9 Экономическая часть 41
9.1 Капиталовложения в строительство морского ветропарка 42
9.2 Стоимость эксплуатации и технического обслуживания 43
Заключение 45
Список использованных источников 46
Приложение А Электрическая схема ВЭУ 48
Приложение Б Схема соединения ВЭС с подстанцией 49
Приложение В Чертеж ВЭУ 50
Приложение Г Схема расположения ВЭС в Балтийском море 51
До недавнего времени потенциал оффшорной ветровой энергии во многих странах игнорировался, так как обширные ветроресурсы на суше обладали возможностью для удовлетворения нужд в электроэнергии, необходимой для большинства стран. Однако требование передачи электроэнергии к крупным центрам ее потребления начало ограничивать расширение сетей ветроэлектростанций для наземных ВЭУ. Оффшорные ветровые турбины могут вырабатывать электроэнергию вблизи крупных центров потребления электроэнергии, упрощая проблемы ее передачи. Непротяженные ЛЭП от ветроэнергетических установок до центра потребления электроэнергии принуждают использовать более устойчивые и обладающие большей интенсивностью ветры, а современные успехи в Европе сделали оффшорную ветроэнергетику более привлекательной для многих стран. Согласно прогнозам, стоимость выработки электроэнергии к 2018 году может достигнуть величины 0,051 долл. за киловатт-час примирительно к глубоководным оффшорным ВЭУ, и 0,041 долл. на мелководье. Оффшорные ВЭС могут разнообразить системы электро¬снабжения и обеспечить новый рынок для ветроэнергетики, дополняющий нарастание его на суше. [2]
Установленная мощность ВЭУ, подключенной к электрической сети во всемирном масштабе, в настоящее время превысила 160 ГВт, и, начиная с 1990 года, удваивается каждые три года. В эту отрасль энергетики инвестировано примерно 40 млрд долл. Установленная мощность ВЭУ в мире за 25¬летний период увеличивалась экспоненциально, и в процессе этого стоимость выработки электроэнергии от ВЭС снизилась на порядок.
Морские ветропарки стимулируют развитие промышленности и рынка рабочей силы, особенно это касается предприятий, предлагающих услуги по техническому обслуживанию и поставляющих оборудование для этих объектов, обеспечивающих их бесперебойную эксплуатацию на море. Полагают, что определенную выгоду от этого получают экономически депрессивные прибрежные регионы, где сокращается рыболовство и судостроение.
Мною была спроектирована ветроэлектростанция морского базирования мощностью 60 МВт. Она состоит из 20 ветротурбин V112-3,0 компании «Vestas»,расположенных в один ряд. Так как ветроустановки вырабатывают энергию на напряжении 0,69 кВ, то в каждой ВЭУ будет располагаться собственный повышающий трансформатор ТМ-4000/10. Каждые 10 установок подключены к собственной секции шин, расположенной в геометрическом центре ветропарка, всего 2 секции. Подключения ВЭУ к обеим секциям выполнено по радиальной схеме.
Спроектированная ветроэлектростанция морского базирования будет востребована в ближайшем будущем. Она позволит получить Калининградской области дополнительный источник энергии, независящий от энергосистем соседних стран. ВЭС решает проблемы как с выработкой электроэнергии, так и с ее распределением. В долгосрочной перспективы( до 2030 года) морские ветропарки должны обеспечить 15-17,5% общемирового спроса на электроэнергию.
