рАЗДЕЛ 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЕТРОВЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
Обеспечение надежности башни ВЭУ в течение всего срока службы требует изучения
ее действительной работы, нагрузочных режимов, а также разработки
расчетно-экспериментальных методов повышения ее надежности и долговечности как
на стадии проектирования, так и при эксплуатации.
Главным фактором, влияющим на несущую способность и долговечность башни, к тому
же и на количество выработанной электроэнергии, является ветер, его скорость и
повторяемость. Как известно, на формирование ветровой ситуации в пределах
климатической зоны существенное влияние оказывает геострофический ветер,
возникающий в результате общей циркуляции атмосферы. На небольших площадях
существенное влияние будет оказывать микрорельеф местности, характер
подстилающей поверхности, наличие строений, расположенных по ходу ветровых
потоков.
Для обеспечения надежности башен ВЭУ необходимо иметь возможность
проанализировать ветровую ситуацию в пределах ветрополя, существующую картину
ее распределения, а также спрогнозировать ее на определенный период.
2.1. Разработка и использование программы для анализа работы ВЭС
2.1.1. Исходные данные для разработки программы
В настоящее время на эксплуатирующихся ветростанциях используется система
управления, которая в результате своей работы генерирует файлы, в которых
содержится метеорологическая информация и данные по работе каждой ветротурбины
за сутки. Файл, имя которого имеет вид mГГММДД.txt, содержит в текстовом
формате метеоданные за одни сутки. Здесь m – символ, обозначающий
принадлежность файла (т.е. метеоданные), ГГ – две цифры года, ММ – две цифры
месяца, ДД – две цифры дня регистрации данных. Каждая запись (строка) файла
представляет усредненные за 10 минут следующие данные: время регистрации данных
(часы, минуты, секунды); номер метеовышки; индикатор состояния связи метеовышки
с системой управления (0 – связь хорошая, 1 – связь отсутствует или произошел
сбой в работе); индикатор состояния метеооборудования башни; скорость ветра
(миль/час); направление ветра (градусы); среднеквадратичное отклонение (СКО)
скорости ветра за 10 мин. (миль/час); СКО направления ветра за 10 мин.
(градусы).
Файл, имя которого имеет вид wГГММДД.bin, содержит в двоичном (бинарном)
формате данные о работе всех ветротурбин станции за сутки. Для каждой
ветротурбины в файле представлена следующая информация: номер ветротурбины;
далее следуют 144 записи, каждая из которых содержит: статус ветротурбины;
аварийный сигнал № 1 (нарушение работы датчика Питча, большая (более
1592 об/мин) или низкая (менее 1458 об/мин) скорость генератора, перегрузка
блока управления и пр.); аварийный сигнал № 2 (неисправен датчик активной
мощности, неисправность памяти блока управления, резкое изменение частоты сети
и пр.); аварийный сигнал № 3 (слабый, сильный, порывистый или переменчивый
ветер, рысканье турбины, перезагрузка блока управления и пр.); энергия,
выработанная турбиной за 10 минут (кВт); контакторное время (сек).
Непосредственная обработка данных, полученных от системы управления ВЭС, весьма
затруднительна по следующим основным причинам:
метеоданные и данные работы ветротурбин находятся в различных файлах;
данные в файлах представлены в различных форматах – текстовом (метеоданные) и
бинарном (данные работы ветротурбин);
за достаточно длительный период, например за год, накапливается очень большое
количество файлов.
Возникает необходимость в разработке программы, которая бы позволила из
существующего объема информации быстро извлекать (отфильтровывать) те данные,
которые бы удовлетворяли некоторому изначально заданному условию. Причем, для
того, чтобы иметь возможность их последующей обработки другими приложениями,
необходимо предусмотреть процедуру выдачи данных в виде файлов заданного
формата. Блок-схема алгоритма реализации программы приведена на рис. 2.1.
Эти задачи решает программа WIND версии 2.0, созданная на базе СУБД Clarion 5.0
для Windows, которая позволяет:
конвертировать текстовые и бинарные файлы системы управления ветростанцией
(WCS) в формат файлов Clarion с объединением суточных файлов за месяц в один
файл;
производить отбор данных для последующего анализа в соответствии с динамически
задаваемым произвольным фильтром;
просматривать и печатать отфильтрованные данные с возможностью сохранения их в
виде текстового файла и передачи этого файла для последующей обработки,
например, в Microsoft Excel.
2.1.2. Описание работы программы Wind 2.0
1. Конвертация файлов системы управления ветростанцией.
Работа программы начинается с конвертации данных системы управления
ветростанцией (WCS) (рис. 2.2), в результате чего создаются файлы с именами
вида metГГММ.tps и wtbГГММ.tps содержащие метеоданные и данные о работе всех
ветротурбин станции за месяц в формате Clarion.
Рис. 2.2. Рабочее окно пункта меню «Параметры конвертации»
2. Экспорт отфильтрованных данных в текстовый файл и сохранение.
Для отбора данных, удовлетворяющих желаемым условиям, и вывода их в текстовый
файл (пункт меню «Экспорт данных в ТХТ») используется трехшаговый Мастер
экспорта данных. Причем для анализа метеоданных (например, для построения розы
ветров) экспортироваться могут только данные метеопоста (команда
«Метеоданные»), а для того чтобы иметь возможность вывести в одной записи
текстового файла как данные метеопоста, так и данные работы ветротурбины,
анализируются «Сводные данные».
Шаг 1. Выбор файлов для обработки.
Из списка доступных файлов создается список файлов для дальнейшей обработки
(рис. 2.3).
Рис. 2.3. Рабочее окно пункта
- Київ+380960830922