УДК 001.4:620.9:006.354 Е10
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Нетрадиционная энергетика
Ветроэнергетика
УСТАНОВКИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ
Классификация
Nontraditional power engineering. Wind power engineering. Wind turbines. Classification
ОКС 27.180
ОКП 34 8793
Дата введения 2003—07—01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН ГосНИЦ ЦАГИ, АО ВИЭН и ВНИИНМАШ
ВНЕСЕН Управлением научно-технического прогресса Минэнерго России
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 25 декабря 2002 г. № 515-ст
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Введение
Настоящий стандарт разработан с целью нормативного обеспечения проектирования, производства и эксплуатации ветроэнергетических установок (ВЭУ). Положения стандарта направлены на упорядочение и единообразие требований к классификации ВЭУ.
В настоящее время многие российские предприятия активно разрабатывают и осваивают производство ВЭУ различной мощности и назначения.
Целью настоящего стандарта является установление единых требований к ВЭУ согласно их классификации.
Настоящий стандарт отвечает потребностям народного хозяйства и направлен на развитие нетрадиционной энергетики как альтернативы использованию органического топлива при выработке энергии различных видов.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на ветроэнергетические установки (ВЭУ) с горизонтально-осевыми ветродвигателями (ВД), предназначенные для преобразования кинетической энергии ветра в энергию других видов, и устанавливает основные признаки их классификации.
Положения настоящего стандарта рекомендуются к применению объединениями и предприятиями, в том числе союзами, ассоциациями, концернами, акционерными обществами, межотраслевыми, региональными и другими объединениями независимо от форм собственности и подчинения, расположенными на территории Российской Федерации.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована ссылка на ГОСТ Р 51237—98 Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Термины и определения
3 Определения
В настоящем стандарте использованы определения, приведенные в ГОСТ Р 51237.
4 Классификация
4.1 ВЭУ классифицируют:
- по виду вырабатываемой энергии;
- по мощности;
- по областям применения;
- по назначению;
- по признаку работы с постоянной или переменной частотой вращения ветроколеса (ВК);
- по способам управления;
- по структуре системы генерирования энергии.
4.2 ВЭУ в зависимости от вида вырабатываемой энергии подразделяют на две группы: механические и электрические. Электрические ВЭУ, в свою очередь, подразделяют на ВЭУ постоянного и переменного тока.
4.3 ВЭУ в зависимости от мощности подразделяют на четыре группы:
а) большой мощности — свыше 1 МВт;
б) средней мощности — от 100 кВт до 1 МВт;
в) малой мощности — от 5 до 99 кВт;
г) очень малой мощности — менее 5 кВт.
4.4 В зависимости от области применения механические ВЭУ подразделяют на две подгруппы: ветронасосные и ветросиловые согласно таблице 1.
Таблица 1 — Классификация механических ВЭУ по областям применения
|
Наимено-вание подгруппы |
Признак |
Область примене-ния |
Применяемая система |
||||
|
регулирования В К |
передачи мощности |
нагрузки |
автоматичес-кого управления |
||||
|
Параметры |
Тип |
||||||
|
Ветро-насосные |
Работа ВЭУ с насосами |
Водоснаб-жение, орошение, осушение земель, подъем воды и др. |
Частота вращения ВК |
Прямое цен-тробежное — поворотом лопастей Прямое аэро-динамическое — выводом ВК из-под ветра |
Пневмати-ческая |
Насосы: центробежные, струйные, эрлифты |
Залив центро-бежных насосов. Контроль уровня заполнения водой резервных емкостей |
|
Электри-ческая |
Насосы: центробежные, вибрационные, водоструйные, погружные и плавающие на понтоне |
||||||
|
Механи-ческая |
Насосы: поршневые, штанговые, водо-подъемники |
||||||
|
Ветроси-ловые |
Работа ВЭУ с промыш-ленными и бытовыми механиз-мами |
Механи-зация тру-доемких процессов сельско-хозяйст-венных и других работ |
Частота вращения ВК |
Прямое цен-тробежное — поворотом лопастей. Прямое аэро-динамическое — выводом ВК из-под ветра. Непрямое центробежно-аэродинами-ческое — поворотом лопастей ста-билизаторами |
Механи-ческая с отбором мощности от нижнего редуктора |
Рабочие машины |
— |
4.5 Электрические ВЭУ постоянного тока подразделяют на три подгруппы: ветрозарядные, гарантированного питания и негарантированного питания согласно таблице 2.
Таблица 2 — Классификация электрических ВЭУ постоянного тока по областям применения
|
Наимено-вание подгруппы |
Признак |
Область примене-ния |
Применяемая система |
||||
|
регулирования ВК |
передачи мощности |
питания нагрузки |
автоматичес-кого управления |
||||
|
Параметры |
Тип |
||||||
|
Ветроза-рядные |
Работа ВЭУ на заряд аккумуля-торных батарей (АБ) |
Зарядка АБ |
Частота вращения ВК |
Прямое центробежное — поворотом лопастей. Прямое аэродинамическое — выводом ВК из-под ветра |
ВК устанав-ливают непо-средственно на вал генератора, применение мультиплика-тора |
Нагрузка питается от АБ |
Защита АБ от перезаряда и глубокого разряда |
|
Гаранти-рованного питания |
Работа ВЭУ парал-лельно с АБ |
Гаранти-рованное снабжение электро-энергией потреби-телей |
Частота вращения ВК |
Прямое центробежное — поворотом лопастей. Прямое аэро-динамическое— выводом ВК из-под ветра |
ВК устанав-ливают непо-средственно на вал генератора |
Нагрузка питается одновремен-но или отдельно от двух источников энергии: ВК и АБ |
Параллельная работа ВЭУ и АБ. Защита АБ от перезаряда и глубокого разряда |
|
Негаранти-рованного питания |
Работа ВЭУ без АБ |
Электро-питание маломощ-ных потре-бителей в местах с устойчи-выми ветрами и в экстре-мальных условиях |
Частота вращения ВК |
Прямое центробежное — поворотом лопастей. Прямое аэро-динамическое — выводом ВК из-под ветра |
ВК устанав-ливают непо-средственно на вал генератора |
Нагрузка питается через блок управления, имеющий регулятор напряжения |
Регулятор напряжения, защита от токов короткого замыкания |
4.6 Электрические ВЭУ переменного тока подразделяют по назначению, управлению и структуре системы генерирования энергии согласно таблице 3.
Таблица 3 — Классификация электрических ВЭУ переменного тока по назначению, управлению и структуре системы генерирования энергии (схемы классификации приведены на рисунках 2—4)
|
Наимено-вание подгруппы |
Классификация по назначению |
Классификация по способу управления |
Классификация по структуре системы генерирования |
|||
|
Признак |
Назначение |
Признак режима работы ВЭУ |
Способ управления |
Признак режима работы ВЭУ |
Состав системы генерирования энергии |
|
|
Авто-номные |
Работа ВЭУ индивиду-ально (автономно) |
Источники электропитания потребителей, не связанные с электрической сетью, отличающиеся сравнительно низкими значениями коэффициента использования установленной мощности |
Частота вращения ВК постоянная |
Регулированием ВК и балластным сопротивлением (раздельно или совместно) |
Частота вращения ВК постоянная |
Синхронные или асинхронные регулируемые или нерегулируемые генераторы, балластное сопротивление |
|
Частота вращения ВК переменная |
Регулированием ВК и преобразователем частоты (раздельно или совместно) |
Частота вращения ВК переменная |
Синхронные или асинхронные регулируемые или нерегулируемые генераторы, преобразователь частоты |
|||
|
Гибридные |
Работа ВЭУ параллельно с независи-мыми электро-станциями соизмеримой мощности (дизель-генераторы, малые ГЭС и др.) |
Источники электропитания для бесперебойного снабжения потребителей электроэнергией номинальной мощности |
Частота вращения ВК постоянная |
Совместным и раздельным регулированием параллельно работающих электростанций |
Частота вращения ВК постоянная |
Синхронный генератор |
|
Частота вращения ВК переменная |
Совместным регулированием параллельно работающих электростанций и преобразователей частоты |
Частота вращения ВК переменная |
Синхронный генератор и преобразователь частоты или машина двойного питания |
|||
|
Сетевые |
Работа ВЭУ параллельно с мощной электричес-кой сетью |
Источники получения и выдачи в электрическую сеть максимально возможной выработанной электроэнергии |
Частота вращения ВК постоянная |
Регулированием ВК |
Частота вращения ВК постоянная |
Синхронный или асинхронный генератор |
|
Частота вращения ВК переменная |
Регулированием ВК и преобразователем частоты (раздельно или совместно) |
Частота вращения ВК переменная |
Асинхронный генератор и преобразователь частоты или синхронный генератор и преобразователь частоты, или машина двойного питания |
|||
Общая схема классификации ВЭУ приведена на рисунке 1. Схемы классификации электрических ВЭУ переменного тока показаны на рисунках 2—4.
|
|
|
|
|
|
ВЭУ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
Механические |
|
|
Электрические |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Ветронасосные |
|
Ветросиловые |
Постоянного |
|
Переменного |
|
|||||||||||||||
|
|
|
тока |
|
тока |
|
||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
Ветрозарядные |
|
Автономные |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||
|
Гарантированного |
|
Гибридные |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
питания |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||
|
Негарантированного |
|
Сетевые |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
питания |
|
|
||||||||||||||||
Рисунок 1 — Общая классификация ВЭУ
|
|
|
|
|
Электрические ВЭУ переменного тока |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
Автономные ВЭУ |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Частота вращения ВК |
|
|
|
|
|
|
|
Частота вращения ВК |
|||||||||||
|
постоянная |
|
|
|
|
|
|
|
|
переменная |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
Г |
Г |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
СГ |
СГ |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
АГ |
АГ |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
БС |
|
|
ПЧ |
|
|||||||||||||||
