_风力发电基础试题

第三部分 风力发电基础试题 1、 风机的发展趋势：从（定桨距向变桨距）发展,从（定转速向变转 速）发展,从（单机容量大型化趋势）发展 2、 目前风电市场上和风电场中安装的风力发电机组， 绝大多数是 （水 平轴） 、 （上风向） 、 （三叶片） 、 （管式塔）这种形式。 3、 风能的基本特性：(风速）(空气密度与叶轮扫风面积)(风能密 度)(叶轮气流)(风能的计算)(风力分级) 4、 风速——是（单位时间内空气在水平方向上所移动的距离） 风能密度——通过（单位截面积的风所含的能量）称为风能密度，常 以（W＼㎡）来表示。 5、 评价风能资源开发利用潜力的主要指标是(有效风能密度)和(年 有效风速时数)。 6、 评估资源的主要参数主要有：(风电机组轮毂高度处的 50 年一遇 最大 10min 平均风速)(在切入风速和切出风速之间的风速分布的概 率密度)(轮毂高度处的环境湍流标准差及其标准偏差)(入流角 度)(风切变系数)(空气密度) 7、 风电场围观选址的影响： (粗糙度和风切变系数)(湍流强度)(障碍 物影响)(尾流影响) 8、 湍流强度能够减小风力发电机组的风能利用率，同时增加风电机 组的磨损， 因此， 可以通过增加风力发电机组的塔架高度来减小由 （地 面粗糙度引起的湍流强度的）影响。 9、 风轮的减速比——它指的是（风轮叶片叶尖线速）与（来流风速） 的比值。 风轮轴功率——它取决（与风的能量和风轮的风能利用系数） ，即风 轮的气动效率。 失速控制——主要是 （通过确定叶片翼型的扭角分布， 是风轮功率达 到额定点后，减少升力提高阻力）来实现的。 贝茨功率系数——从风中含有的气流能量最额定大可以获取 （59.3）%，从风中获取的（功率）与风中（包含的功率）之间的比 例关系值。 变桨距控制——主要是通过（改变翼型仰角变化，是翼型升力变化） 来进行调节的，变桨距控制多用于大型风力发电机组。 10、 失速控制型风轮的优缺点： （1）优点：①叶片和轮毂之间无运 动部件， 轮毂结构简单， 费用低②没有功率调节系统的维护③在时速 后功率的波动相对小 （2）缺点：①气动刹车系统可靠性设计和制造要求高②叶片、机舱 的塔架上的动态载荷高③由于常需要刹车过程， 在叶片和传动系统中 产生很高的机械载荷④起动性差⑤机组承受的风载荷大⑥在低空气 密度地区难于达到额定功率。 11、 变桨距控制风轮的优缺点：(1)优点：①起动性好②刹车机构 简单， 叶片顺桨后风轮转速可以逐渐下降③额定点以前的功率输出饱 满④额定点以后的输出功率平滑⑤风轮叶根承受的静、 动载荷小 （2） 缺点：①由于有叶片变距机构、轮毂较复杂，可靠型设计要高，维护 费用高②功率调节系统复杂，费用高 12、 风力发电机的组成： （机舱） 、 （风轮） 、 （塔架）和（基础） 。 13、 机舱由底盘和机舱罩组成，机舱结构:（风轮叶片） 、 （风轮轮 毂） 、 （风轮轴承） 、齿轮箱、发电机、 （底座） 、偏航系统、 （变频器） 。 14、 风轮是获取风中能量的关键部位，由（叶片）和（轮毂）组成， 叶片具有空气动力外形， 在气流作用下产生力矩驱动风轮转动， 通过 轮毂将扭矩输入到传动系统，风轮按叶片可以分为（单）叶片、 （双） 叶片、 （三）叶片和（多）叶片风轮。 15、 风轮的作用是把（风的动能）转换成（风轮的旋转）机械能， 风轮一般有一个， 两个或两个以上的几何形状一样的叶片和一个轮毂 组成。 16、 风轮直径——风轮在旋转平面上的投影圆的直径 风轮扫风面积——风轮在旋转平面上的投影面积 风轮锥角——叶片相对于和旋转轴垂直的平面的倾斜度。作用：是 在风轮运行状态下减少离心引起的叶片弯曲应力和防止叶尖和塔架 碰撞的机会。 风轮仰角——是指风轮的旋转轴线和水平面的夹角。作用：是避免 叶尖和塔架的碰撞。 风轮偏航角——是指风轮旋转轴线和风向在水平面上投影的夹角。 作用：调速和限速。 17、 叶片式风力发电机组最关键的部位，目前叶片多为(玻璃纤维 增强复合)材料，基体材料为(聚酯树脂或环氧树脂)。 18、 用于叶片制造的主要材料：(玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强 塑料、木材、钢和铝)，对于大型风力发电机来说，叶片的刚度、固 有特性和经济性是主要的， 通常较难满足， 所以对材料的选择尤为重 要。 19、 复合材料的优点：①可设计性强②易成型性好③耐腐蚀性强④ 维护少、以修补 20、 叶片的主体结构主要为(梁、壳)结构。 21、 叶根的结构形式：①螺纹件预埋式②钻孔组装式 22、 轮毂为软球件，直接安装在主轴上，叶根法兰又腰形空，用于 在特定的风场调整叶片初始安装角。 23、 传动系统包括：主轴、齿轮箱和联轴器。轮毂与主轴固定连接， 主轴的作用在于将转子叶片上的旋转扭矩传递给齿轮箱。 主轴与齿轮 箱的连接大多采用涨紧式联轴器， 这样可保证主轴与齿轮箱同心， 在 运行中免于维护。 24、 600KW 以下风电机组多为平行轴结构，大于 600KW 的风力发电 机组基本是采用行星轮结构或行星轮加平行轴结构。 25、 偏航系统：机舱的偏航是由电动偏航齿轮自动执行的，它是根 据风向仪提供的风向信号，由控制系统控制，通过驱动、传动机构， 实现风电机组叶轮与风向保持一致，最大效率的吸收风能。 26、 液压和制动系统：主要功能是刹车和变桨距控制。液压站由电 动机、油泵、油箱、过滤器、管路及各种液压阀等组成。制动系统为 故障安全系统， 要求动态液压保证风电机组制动为静态， 当风电机组 的控制器发送停机命令或供电系统掉落，制动器液压站会立即动作， 使风电机组停机， 制动系统的刹车片一般带有温度传感器和磨损自动 保护，分别提供刹车过热和刹车片磨损保护。 27、 对于异步发电机的运转，重要的是为生成和保持磁场必须向转 子提供励磁电流， 该无功电流需求取决于功率， 并在并入电网运行时 从电网中获取。 28、 控制系统的功能： 控制系统利用 DSP 微处理机或 PLC 或单片机， 在正常运行状态下， 主要通过对运行过程中对输入信号的采集、 传输、 分析， 来控制风电机组的转速和功率； 如发生故障能或其它异常情况 能自动地检测并分析确定原因，自动调整排除故障或进入保护状态。 29、 风电机组的主要参数是风轮直径和额定功率。 30、 风力发电机的性能特性是由风力发电机的输出功率曲线来反 映的。 31、 风力发电机的机型分为：定浆距失速形、变浆距型、变桨变速 型、直驱型、半直驱型。 32、 定桨距风电机组的优点：①机械结构简单，易于制造②控制原 理简单，运行可靠性高。缺点：①额定风速高，风轮转换效率低②转 速恒定，机电转换效率低③对电网影响大④常发生过发电现象， 加速 机组的疲劳损坏⑤叶片复杂，重量大，制造较难，不宜制造大风电机 组。 33、 定浆距风电机组的优点：①提高了风能转换效率，更充分利用 风能②不会发生过发电现象③叶片相对简单， 重量轻， 利于造成大型 风电机组。缺点：①调桨机构复杂，控制系统也比较复杂②因复杂而 使出现故障的可能性增加③对电网的影响大。 34、 变速恒频风电机组的优点：①机电转换效率高②不会发生过发 电现象③对电网影响小。 缺点： ①电机结构较为复杂②风轮转速和电 机控制