CC BY
21
Метод вычисления мощности ГАЭС для выравнивания графика ВЭС Гемалмазян Д. А.
Гемалмазян ДереникАгаронович/GemalmazyanDerenikAharonovich - аспирант;
ЗАО «Научно-исследовательский институт энергетики», г. Ереван, Республика Армения
Аннотация: в статье представлен метод вычисления мощности ГАЭС для выравнивания графика ВЭС. Представлены пример суточного графика электроэнергии выработки комплекса ВЭС-ГАЭС и стратегия выравнивания графика.
Ключевые слова: ветровая электростанция, гидроаккумулирующая электростанция, оптимальный запас, выравнивания графика.
Анализ результатов мониторинга ветров в Республики Армении [1] показал, что скорость ветров в Армении имеет крайне переменный характер. Следовательно, график выработки ветровой электростанции (ВЭС) тоже будет иметь переменный характер. Это обуславливает необходимость реализации мер, которые позволят максимально выравнивать график выработки ВЭС. Для исследовании рассмотрена площадка на горном перевале Карахач, на которой планируется строительство ВЭС Карахач с номинальной мощностью 200 МВт, где, как показывают исследования, средная скорость ветра на высоте 50м от земли состовляет 8.2 м/с.
Для выравнивания графика выработки ВЭС рассмотрена возможность применения гидроаккумулирующей электростанции (ГАЭС). Необходимо определить оптимальную мощность ГАЭС при заданом профиле графика выработки ВЭС.
Максимально выравнивать график нагрузги ветровой элктростанции можно будет при помощи гидроакумляценной электростанции. Необходимо будет определить номинальное мощность гидроакумляценной электростанции, которая и будет номинальным запасом и будет целесообразным для выровневания графика.
Используя результаты мониторинга, можем определить электроэнергию, которая производилась в дневное время, в ночное время и электроэнергию, которая понадобится для выравнивания графика.
На рисунке 1 представлен пример суточного графика выработки электроэнергии комплекса ВЭС-ГАЭС.
23 0 1 23456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24(00:00)
Рис. 1. Пример суточного графика электроэнергии выработки комплекса ВЭС-ГАЭС где
И
КЗ
^Уночь производимая электраэнергия ВЭС с 23:00 до 07:00,
^Увэс производимая электраэнергия ВЭС с 07:00 до 23:00,
WBыp электраэнергия дм выравнивания графика с 07:00 до
\Vcr.n потребление электраэнергия с сетей (23:00-07:00):
В ночное время ГАЭС работает в насосном режиме, используя электроэнергию ВЭС Wночь и при необходимости потрбляет электроэнергию с сетей, чтобы пополнить верхний резервуар, а днем ГАЭС работает в генераторном режиме вырабатывая электраэнергию Wвыр и выравнивает график ВЭС.
Рассчитаем разницы максимальной Рмакс и минимальной Рмин мощностей по дням за год. В табл. 1 представлен расчет Рмакс - Рмин за год по дням (МВт).
Таблица 1. Разницы максимальной Р^шс и минимальной Рмин мощностей
Янв. Февр. Март Апр. Май Июнь Июль Авг. Сент. Окт. Нояб. Дек-
1 69 83 45 65 65 45 90 45 32 24 55 9
2 42 32 44 86 59 59 64 47 19 24 20 45
3 46 11 41 55 89 88 62 75 87 56 47 25
4 48 41 36 97 73 82 49 112 61 22 36 15
5 18 28 12 60 47 56 87 83 41 20 44 23
6 43 65 49 78 53 107 86 61 22 37 70 25
7 39 63 32 92 54 69 47 74 63 65 20 28
8 49 28 58 51 64 69 87 88 80 44 27 17
9 32 23 65 56 49 78 80 76 58 80 93 35
10 34 47 42 108 91 69 86 97 98 80 34 36
11 13 44 52 82 39 105 54 46 59 80 59 37
12 40 45 25 78 38 53 104 88 108 78 50 52
13 34 52 35 39 55 86 82 48 55 28 61 48
14 26 44 40 57 68 118 78 109 55 55 37 17
15 26 15 53 59 37 71 58 107 72 35 21 50
16 53 62 36 50 29 56 60 96 23 90 41 15
17 25 48 72 46 50 53 51 66 63 72 51 19
18 65 39 78 67 96 62 68 78 56 34 52 7
19 52 30 66 83 84 43 66 64 38 23 52 4
20 58 47 86 60 60 103 63 84 92 42 19 32
21 45 16 44 74 40 65 88 92 67 50 21 61
22 23 47 55 62 42 34 57 69 61 52 20 60
23 42 46 95 102 99 95 69 67 11 20 51 12
24 38 70 55 49 63 66 49 69 56 29 40 59
25 35 38 81 67 91 90 84 80 63 42 33 39
26 38 61 94 74 86 118 93 80 63 64 24 23
27 19 77 47 68 102 39 79 75 38 47 59 48
28 66 50 13 66 66 107 77 57 44 79 10 47
29 45 51 93 65 79 58 94 39 46 24 57
30 21 21 24 89 76 90 93 16 34 18 43
31 14 37 91 77 44 69 59
Соответствующие преобразования позволяют представить элементы выборки в виде вариаценного ряда и определить его статистические характеристики. Для обеспечения корректности выбора числа и ширины интервалов вариационного ряда воспользуемся формулой Стерджеса [2].
т = 1+3.3221п(п) (2)
к = (Рмакс-Рмин)/т (3)
где т - число интервалов, к - ширина интервалов, п - обьем (обшее число элементов) выборки; Рмаю» Рмин соответственнп максимальное и минимальное значения элементов выборки. Таким образом, получим, т = 1+3.3221п(365) = 20.599 интервалов к = (Рмакс-Рмин)/т = 56 МВт
Примем ' к= 56 МВт, число интервалов т= 22, а также начало первого интервала
Рнач = Рмин - 0.5*к = 1 МВт (4), Тогда вариационный ряд примет вид, представленный в табл. 2.
Таблица 2. Статистические характеристики вариационного ряда
1 Интервал Середина интервала Р,: Эмпирические частоты щ щ = Р 1*Щ Vi 1 = (Р, - Р)2 . щ V-21 = (inPj - inP)2 * Iii
1 1 7 4 2 8 5618 14.117
2 7 13 10 6 60 13254 18.175
3 13 18 16 12 192 20172 19.369
4 18 24 21 15 315 19440 14.956
5 24 29 27 16 432 14400 8.933
6 29 35 32 17 544 10625 5.666
7 35 41 38 24 912 8664 3.946
8 41 46 44 30 1320 5070 2.01
9 46 52 49 35 1715 2240 0.8
10 52 57 55 33 1815 132 0.042
11 57 63 60 32 1920 288 0.084
12 63 69 66 29 1914 2349 0.623
13 69 74 72 26 1872 5850 1.419
14 74 80 77 23 1771 9200 2.08
15 80 85 83 18 1494 12168 2.542
16 85 91 88 16 1408 15376 3.018
17 91 97 94 15 1410 20535 3.754
18 97 102 100 6 600 11094 1.896
19 102 108 105 4 420 9216 1.493
20 108 113 111 4 444 11664 1.777
21 113 119 116 2 232 6962 1.01
22 119 125 122 0 0 0 0
п = ^ щ Р п с - Г17" J п с Р "2i J n
365 57 23.66 0.543
Из приведенной таблицы видно, что среднее арифметическое элементов выборки равно Р = 57 МВт. Для проверки соответствия эмпирического распределения /„(Р) логнормальному /¡„(Р) воспользуемся критерием Колмогорова [2, 3], критическое значение которого на уровне значимости а= 0.05 в соответствии со справочными данными равно ^^.05=1.36. Ход и результаты такой проверки приведены в табл. 3.
Таблица 3. Проверки эмпирического распределения
t Pl nt Wi — ": " Fn(P) = Wi-1 + Wi Fln(P) 1 Fn(P) - Fln(P) 1
1 4 2 0.005 0.005 0 0.005
2 10 6 0.016 0.022 0 0.022
3 16 12 0.033 0.055 0 0.055
4 21 15 0.041 0.096 0.154 0.058
5 27 16 0.044 0.140 0.201 0.061
6 32 17 0.047 0.186 0.25 0.064
7 38 24 0.066 0.252 0.318 0.066
8 44 30 0.082 0.334 0.402 0.068
9 49 35 0.096 0.430 0.5 0.07
10 55 33 0.090 0.521 0.592 0.071
11 60 32 0.088 0.608 0.673 0.065
12 66 29 0.079 0.688 0.75 0.062
13 72 26 0.071 0.759 0.819 0.06
14 77 23 0.063 0.822 0.877 0.055
15 83 18 0.049 0.871 0.922 0.051
16 88 16 0.044 0.915 0.963 0.048
17 94 15 0.041 0.956 1 0.044
18 100 6 0.016 0.973 1 0.027
19 105 4 0.011 0.984 1 0.016
20 111 4 0.011 0.995 1 0.005
21 116 2 0.005 1.000 1 0
22 122 0 0 1 1 0
D = max(F„(P) - Р1п(Р)) 0.071
X = D*Vn 1.35645
Из табл. 3 следует, что условие V05 выполняется для случая Fln(P), то есть эмпирическое распределение согласуется с гипотезой о логнормальном законе распределения. При этом данный закон распределения описывается следующими числовыми характеристиками [4]:
• Медиана Me(P) = a = Р = 57 МВт
S2/
• Математичекое ожидание М(Р) = а * е ' 2 = 66 МВт
• Мода Mo(P) = а* е~ = 62 МВт (5)
• Дисперсия D(Р) = с 2 = а2es\е5' - 1) = 21116 МВт2 а = /ЩР) = 46 МВт
Оптимальная мощность ГАЭС в генераторном режиме получается равной PpA30= М(Р) /Пген = 66/0.9 = 73 МВт (6)
Выводы:
1. Предложенный метод позволяет определить оптимальную мощность ГАЭС для выравнивания графика выработки В3С, которая и будет считаться безопасным резервом.
2. По данным измерения скоростей ветра за год, по рассчетам разницы максимальной Рмакс и минимальной Рмин мощности по дням определено, что эмпирическая распределения подчинено логнормальному закону.
Литература
1. Marjanyan A. H. Wind Power Development in Armenia, February 2008.
2. КремерН. Ш. Теория вероятностей и математическая статистика, 2003. 543 с.
3. Надежность и эффективность в технике. Справочник. Том 2. Математические методы в теории надежности и эффективности, 1987. 280 с.
4. Пугачев В. С. Теория вероятностей и математическая статистика, 1979. 495 с.
Ошибки при проектировании зданий и сооружений Корнева Е. Р.
Корнева Елена Романовна /Korneva Elena Romanovna — магистрант, кафедра организации строительства и управления недвижимостью, факультет экономики управления и информационных систем в строительстве, Московский государственный строительный университет, г. Москва
Аннотация: в статье представлены наиболее распространенные ошибки при проектировании зданий и сооружений.
Ключевые слова: проектирование, здания, сооружения, ошибки, обрушение.
Основной причиной аварий, обрушений зданий и сооружений являются ошибки, допущенные на стадии «проект», которые, как правило, обусловлены человеческим фактором. В результате просчетов при проектировании в строительстве, ежегодно происходит 500 - 600 недопустимых деформаций конструкций зданий. Устранение этих дефектов, усиление строительных конструкций, оснований зданий и сооружений -это дополнительные работы, затрата средств, расход строительных материалов и трудовых ресурсов. Бывают случаи, когда ошибка проектировщика сказывается на безопасности людей.
Ошибки человека не учитываются при проектировании. Сегодня нет таких нормативных документов, которые содержат коэффициент надёжности по учёту недостатков качества за счёт ошибок человека. Средством обнаружения ошибок является контроль процесса проектирования. Контроль имеет не только прямую задачу находить ошибки, очень важно его косвенное психологическое влияние на качество строительства. На практике контроль сегодня в большей степени полагается на опыт и интуицию руководителя проекта и инженерного надзора [1]. Ошибки при проектировании обусловлены:
- некомпетентностью проектировщика;
- отсутствием опыта проектирования сложных конструкций;
- отсутствием проработок при пессимистическом развитии событий;
- неправильной организацией трудовой деятельности;
- желанием заказчика (проектировщика) сэкономить на проведении инженерно-геологических изысканиях (промышленные объекты большой протяженности);
- нежеланием проектировщика учитывать особенности современных строительных материалов и конструкций;
