Использование ветряных электростанций в балансе электрической энергии

Так как при исчезновении или просадке напряжения в прилегающей сети (контроль, как правило, осуществляется на выходе инвертора) происходит отключение ветрогенератора от сети защитой. Ветрогенератор находиться в отключенном состоянии до того момента, пока не будет подано напряжение от внешней сети на шины станции, и оно не появиться на выводах инвертора. Также срабатывание защит при превышении тока через инвертор, при коротких замыканиях в прилегающей сети.
Исчезновение напряжения на шинах станции возможно при аварийных отключениях, к примеру если станция подключена к сети через подстанцию 110/10кВ отпайкой от ВЛ 110 кВ, то при отключении данной ВЛ напряжение на шинах подстанции полностью исчезнет, сетевые инверторы ветрогенераторов отключаться от сети, и не запустятся пока отключенная линия не будет успешно включена.
3.3 Учет мощности введенных в работу ветроэлектростанций при расчете балансов и режимов работы энергосистемы.
Ключевой проблемой использования ветрогенераторов в балансе электрической энергии, то есть в планировании рабочих электрических режимов сети, обеспечивающих генерацию мощности достаточной для работы потребителей энергосистемы, является невозможность ветряных электростанций постоянно поддерживать выработку мощности на уровне установленной мощности электроустановки.
Это обусловлено тем, что ветровая энергия, являющаяся основным источником энергии для ветряных электростанций, нестабильна – ветер постоянно усиливается и утихает, изменяет направление и силу. И как следствие мощность, вырабатываемая ветряными станциями также нестабильна, и это не позволяет ветряным электростанциям стать полноценными источниками электроэнергии в энергосистеме. С учетом вышеперечисленных особенностей при расчете балансов потребления и производства электрической энергии, мощность производимся ветряными станциями, должна резервироваться мощностями на близлежащих станциях имеющих постоянную мощность генерации (ТЭЦ, ГЭС, АЭС), либо перетоками мощности из смежных энергосистем.
Также дополнительной проблемой на практике становится чувствительная защита инверторных установок ветрогенераторов, которая может сработать и отключить ветрогенератор при коротком замыкании в прилегающей сети, что приведет к резкому снижению производимой мощности, и также требует того, чтобы мощность, производимая ветряными электростанциями, резервировалась другими источниками.

Из вышесказанного следует что ветряные электростанции могут служить источником электрической энергии, и обеспечивать генерацию электрической мощности, тем самым снижая перетоки мощности к энергорайону в котором установлены, и как следствие снижая потери. Но уровень генерируемой мощности нестабилен и должен резервироваться, что не позволяет в настоящее время учитывать ветряные электростанции как полноценный, самостоятельный и независимый источник электрической энергии. Работа ветряных электростанций в энергосистемах, имеющих высокие требования к качеству и надежности электроснабжения потребителей возможна только в комплексе с другими источниками электрической энергии.
Заключение
Таким образом мы рассмотрели основные принципы устройства и работы ветряных электростанций, проблемы их использования в целом и возможность применения ветряных электростанций в работе параллельно с энергосистемой и участии в формировании балансов электрической энергии в энергосистеме.
Несмотря на приведенный в работе ряд проблем, связанных с применение ветряных электростанций, многие из которых еще требуют решений, ветроэнергетика является развивающейся отраслью и имеет большое будущее. На рисунке 4 приведена информация о суммарной мощности ветряных электростанций за период с 1996 по 2015 год.

Рис.4 Диаграмма изменения суммарной мощности ветряных электростанций за период с 1996 по 2015 год.
Из диаграммы видно, что доля ветряных электростанций в общем производстве электрической мощности неуклонно растет, и нет никаких оснований полагать, что этот рост прекратиться.
В России также наблюдается процесс развития ветроэнергетики, в настоящее время, согласно схеме территориального планирования в энергетике России до 2030, подписанной премьер-министром Дмитрием Медведевым в регионах России к 2030 году будут построены 16 ветряных электростанций.
Подводя итоги, можно сказать что ветряные электростанции с течением времени будут занимать все большую долю от производимой электрической мощности как в мире так и в России, и будет расти их значимость при формировании балансов электрической энергии.
Список литературы

Методы разработки ветроэнергетического кадастра.//АН СССР, ГЛАВНИИ при Госэкономсовете Энергетический институт им. Г. М. Кржижановского. Изд-во АН СССР, 1963.
ГОСТ Р 55438-2013. Оперативно-диспетчерское управление. Релейная защита и автоматика. Взаимодействие субъектов электроэнергетики и потребителей электрической энергии при создании (модернизации) и организации эксплуатации.
https://ru.wikipedia.org
Валерий Чумаков «Токи ветров», Журнал «Вокруг света» - 2008. – Август (№8 (2815)).
GWEC, Global Wind Report Annual Market Update (Доклад всемирного совета по ветроэнергетике за 2015 год).
СО ЕЭС «Единая энергетическая система России: промежуточные итоги», информационный обзор по состоянию июль 2016 года.
Интернет сайт http://manbw.ru/analitycs/wind-stations.html.
«Ветроэлектрические станции, В.Н. Андрианов, Д.Н. Быстрицкий, К.П. Вашкевич, В.Р. Секторов. Под общей редакцией В.Н. Андрианова (Москва – Ленинград: Госэнергоиздат, 1960).









3