风能与风力发电技术题库上文档格式.docx

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13、反映风能资源丰富与否的主要指标有年平均风速、有效风能功率密度、有效风能利用小时数、容量系数等，这些要素愈大，则风能愈丰富。

14、我国属季风气候，冬季风大，夏季风小，但是在我国北部和沿海，由于天气和海陆的关系，风速年变化较小。

在沿海地区，选址要避开台风经常登陆的地点和雷暴易发生的地区。

二、判断题

1、风向和风速是描述风特性的两个重要参数。

（√）

2、风随高度变化通常采用“指数公式”，其经验指数，它取决于大气稳定度和地面粗糙度。

（√）

3、核能发电（特别是核聚变能发电）是人类最现实和有希望的能源方式，核能是一种无污染的可再生能源，它取之不尽，用之不竭，分布广泛。

（×

）

4、风能和风速是描述风特性的两个重要参数。

5、风能是一种无污染的可再生能源，它取之不尽，用之不竭，分布广泛。

6、可用”直接计算法”和”概率计算法”求平均风能密度。

（√）

7、风能在时间和空间分布上有很强的地域性，所以选择品位较高的地址，只要利用已有的气象资料进行分析筛选，就可以确定最佳风电场的地址。

8、风随高度变化通常采用“指数公式”，其经验指数，只取决于大气稳定度（×

）

9、风电场的选址一般分预选和定点两个步骤，定点是在风速资料观测的基础上，进行风能潜力的估计，作出可行性的评价，最后确定风力机的最佳布局。

（√）

10、其主导风向频率在30％以上的地区，可以认为是风向稳定地区。

11、在沿海地区，选址要避开台风经常登陆的地点和雷暴易发生的地区。

12、封闭的谷地，风速比平地小。

13、长而平直的谷地，当风沿谷地吹时，其风速比平地加强，即产生狭管效应，风速增大。

14、当风垂直谷地吹时，风速亦较平地为小，类似封闭山谷。

15、封闭的谷地，风速比平地大。

）

16、当风垂直谷地吹时，风速亦较平地为大，类似封闭山谷。

三、选择题

1主导风向频率在（A）以上的地区，可以认为是风向稳定地区。

A、30%B、50%C、60%D、80%

2、风电场的选址一般分（A）两个步骤。

A、预选和定点B、筛选和定点

C、预选和筛选D、定点观测和可行性的评价

3、山地对风速影响的水平距离，在向风面为山高的5～10倍，背风面为山高的

（C）倍。

A、5B、10C、15D、5～10

4、风电场选在容量系数大于（A）的地区，有较明显的经济效益。

A、30%B、20%C、10%D、5～15%

5、风速随地面高度的变化随之变化,地面粗糙度越大，这种变化就（A）。

A、越大B、越小C、基本不变D、不确定

6、将年平均有效风能密度大于200W／m、3～20m八风速的年累积小时数大于（B）h的划为风能丰富区。

A、3000～5000B、5000C、2000～3000　D、1500　

7、将50W／m以下、3～20m／s风速的年累积小时数在（A）以下的划为风能贫乏区。

A、2000B、2000～3000C、3000D、1500　

8、大风能资源区为（A）　

A、黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海

B、内蒙古和甘肃北部

C、东南沿海及其岛屿

D、青藏高原、三北地区的北部和沿海　

9、风能密度与平均风速的关系是（C）　

A、成正比B、成反比　C、三次方成正比　D、平方成正比　

10、根据我国风能资源的实际情况，“风能资源丰富区”标定为：

年平均风速在6m/s

以上，年平均有效风能功率密度大于300W/m,风速3～25m/s的小时数在（A）小时以上的地区。

A、5000　B、3000～5000　C、2000～3000D、2000　

四、简答题

1、为什么说风电场场址直接关系到风力机的设计及风力机型选择？

答：

世界风能总量大约是世界总能耗的三倍。

风能在时间和空间分布上有很强的地域性，要选择品位高的风电场址，除了利用已有的气象资料外还要利用流体力学原理，研究大气流动的规律。

因此风电场场址直接关系到风力机的设计或风力机型选择。

2、二十一世纪的最主要能源有哪些？

答：

核能、太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能和可燃冰。

3、何为风能？

风能可用什么来描述？

空气流动具有的动能称为风能。

风能可用“风能密度”来描述。

空气在一秒钟时间里以速度V流过单位面积产生的动能称为“风能密度”，风能密度与平均风速V的三次方成正比。

4、风能密度的计算方法有哪几种？

风能密度的计算方法有：

直接计算法和概率计算法。

5、我国最大风能区是指哪些区域？

东南沿海及其岛屿。

这一地区，有效风能密度大于、等于200W／m的等值线平行于海岸线，沿海岛屿的风能密度在300W／m以上，有效风力出现时间百分率达80～90％，大于、等于8m／s的风速全年出现时间约7000～8000h，大于、等于6m／s的风速也有4000h左右。

6、我国的次最大风能区是指哪些区域？

我国次最大风能资源区：

内蒙古和甘肃北部。

7、什么是风的特性参数？

风向和风速是描述风的特性参数。

“风向”是指风吹来的方向，“风速”是表示风移动的速度，即单位时间空气流动所经过的距离。

8、“风能资源丰富区”的主要指标有哪些？

风能丰富区：

主要考虑有效风能密度的大小和全年有效累积小时数。

将年平

均有效风能密度大于200W／m、3～20m八风速的年累积小时数大于500Oh的划

为风能丰富区。

9、风电场选址基本步骤有哪两个？

选址一般分预选和定点两个步骤。

预选是从10万km的大面积上进行分析，

筛选出1万km较合适的中尺度区域，再进行考察选出100km的小尺度区域，

该区满足在经验上看是可以利用的，且有一定的可用面积。

然后收集气象资料，

并设几个点观测风速；

定点是在风速资料观测的基础上，进行风能潜力的估计，

作出可行性的评价，最后确定风力机的最佳布局。

10、风电场选址技术标准有哪些？

（1）风能资源丰富区

（2）容量系数较大地区

（3）风向稳定地区

（4）风速年变化较小地区

（5）气象灾害较少地区

（6）湍流度小地区

11、同一地点年平均风速如何随高度变化？

同一地点相等的年平均风速随高度变化，其趋势总是向上移动。

五、计算题

1、在一丘陵连绵的山地背面有一块10万平方千米以上的较为平坦的地面上拟建一个风电场，已知山峰的最高点高出平地300米，问风电场应选定在哪一区域较为合适。

解：

因山地对风速影响的水平距离在山的背面为山高的15倍，

则有：

L=15*300=4500m=4.5km

即风电场应选定在离山的背面4.5公里以外区域较为合适。

2、已知某地10米高处的风速为6m/s,经验指数n取0.5，试问该地160m高处的风速应为多少？

Vw=Vi（HW/Hi）n=6*（160/10）0.5=24m/s

第2章风能发电

风能发电学习要点

1、了解风力机的各种形式

2、掌握风能发电的基本原理和主要设备

3、了解风电设备的优化设计的方法

1、风力机大体可分为_______水平轴式_________和_______垂直轴式________两大类风力机，在目前发电风力机中,_______水平轴式高速风力机占绝大多数。

2、风力发电装置主要包括：

_______风轮机_______、______传动变速装置、______发电机__等。

3、风力机发电成本取决于____________效率____________、_________容量____________和____________年平均风速____________。

4、风力发电的价值可被定义为:

利用风能时所节省的___________燃料费___________、___________容量费___________和___________排放费___________。

这个价值相当于所节省的__________纯社会__________费用。

5、高速风力机的风轮，叶片特别少，一般由_________2～3_________个叶片和轮毂组成。

6、风力机可设计成________顺风________和________逆风________两种形式，一般大多为________逆风________式。

7、________顺风________向风力机的风轮能自然地对准风向，般不需要进行调向控制。

8、逆风向风力机必须采用_______调向_______装置。

9、拟建风电场的年平均风速应大于_______6_______m/s（滨海地区）和_______5.8_______m/s（山区）。

10、风力发电场址要求风电场离电网______近______，一般应小于______20______km。

11、一般风电场总容量不宜大于电网总容量的______5％______。

12、风力发电机布置应根据风电场盛行风向，_____年平均风速_____等条件确定_____主导风向_____，风力机排列应与主导风向_____垂直_____。

13、单列型风力机的列距约为_____3_____D（D为风轮直径）；

双列型布置的行距约为_____6_____D，列距约为4.5D；

多列型布置的行列距约为_____7_____D。

14、风电场选址一般分_____预选_____和_____定点_____两个步骤。

_____预选_____是从10万km的大面积上进行分析，筛选出____1万____km较合适的中尺度区域，再进行考察选出____100____km的小尺度区域观测试验，最后定点确定风力机的最佳布局。

15、为考虑风力发电的投入和效益，在风机选型时，可按_____发电成本最小_____原则作为指标。

1、风能利用就是将风的动能转换为机械能，再转换成其他能量形式。

2、风轮在塔架的前面迎风旋转,叫做“逆风向风力机”。

3、顺风向风力机则能够自动对准风向,不必要调向装置。

4、风轮在塔架的前面迎风旋转,叫做“迎风向风力机”（√）

5、顺风向风力机则能够自动对准风向,不必要调向装置。

6、顺风向风力机风吹向风轮,塔架会干扰流向叶片的空气流，使风力机性能降低。

（√）

7、风力机发电成本取决于效率、容量和年平均风速。

（√）

8、逆风向风力机风吹向风轮,塔架会干扰流向叶片的空气流，使风力机性能降低。

）

9、逆风向风力机则能够自动对准风向,不必要调向装置。

（×

10、风力机发电成本仅取决于效率和年平均风速。

11、风能的引入将有可能使燃烧矿物性燃料的发电设备在低负荷状态下运行，从而导致热耗较高。

（√）

12、节省燃料的多少将取决于风力发电的普及水平，且必须把发电系统当作一个整体来分析。

13、风力发电能力的增加和更有效的矿物燃料发电站的建立，才能有效降低单位发电的燃料消耗。

14、高速风力机的风轮，叶片特别少，一般由2～3个叶片和轮毂组成。

15、高速风力机的风轮，叶片较多。

16、风电场场址实测的风速风向资料应至少连续一年。

17、要求风电场离电网近，一般应小于20km。

18、风电场场址实测的风速风向资料应至少连续半年。

19、风电场总容量不宜大于电网总容量的5％，否则应采取特殊措施，满足电网稳定要求。

20、变桨距风力机能主动以全桨方式来减少转轮承受的风压力，是兆瓦级风力发电机发展的方向。

21、前后排风力发电机之间应有5D以上的间隔。

22、要求风电场离电网近，一般应小于30km。

23、风力机“性能价格比最优”原则，永远是项目设备选择决策的重要原则。

24、当风力机出现故障时，如超过了设计的允许值，应当及时切出。

25、前后排风力发电机之间应有3D以上的间隔。

三、选择题

1、风力机发电成本取决于（B）。

A效率B、效率、容量和年平均风速C、年平均风速D、容量和年平均风速

2、风力机可设计成顺风向和逆风向两种形式，一般大多为（A）。

A、逆风向式B、顺风向式

3、高速风力机的风轮，叶片一般由（A）个叶片和轮毂组成。

A、2～3B、较多

4、拟定风电场实测的多年平均风速、风向和常规气象实测资料。

一般要求年平均

风速在（A）m/s以上。

A、6B、6～12C、12D、3～5

5、风力发电出力有较大的随机性，一般来说，风电场总容量不宜大于电网总容量的（A）。

A、5%B、10%C、15%D、20%以上

6、当风电场平均风速为6.0～7.0m/s时，D为风轮直径,双列型布置的行列距分别为（A）。

A、6D和4.5DB、3D和4.5DC、4.5D和7DD、7D和5D

7、当风电场平均风速为6.0～7.0m/s时，单列型风力机的列距约为（A）（D为风轮直径）

A、3DB、4DC、5DD、6D

8、当风电场平均风速为6.0～7.0m/s时，多列型布置的行列距约为（A）。

A、7DB、6DC、5DD、4.5D

1、风力发电设备决策的原则是什么？

风力发电设备决策的原则是性能价格比原则。

2、风力发电有何特点？

风力发电有以下特点：

第一，风机的输出受风力发电场的风速分布影响；

第二，风力发电虽然运行费用较低、建设工期短，但建风场的一次性投资大，明显表现出风力发电项目需要相对较长的资本回收期，风险较大。

因此，在风机选型时，可按发电成本最小原则作为指标，因为它考虑了风力发电的投入和效益。

同时，在某些特殊情况下，如果风力发电间的相差不大，则风力机选型时发电成本最小原则就可转化为容量系数最大原则。

3、风力发电机组选型和布置有哪些要求？

（1）、风力发电机布置要综合考虑地形、地质、运输、安装和联网等条件。

应根据风电场风向玫瑰图和风能密度玫瑰图显示的盛行风向，年平均风速等条件，确定主导风向，风力机排列应与主导风向垂直。

对平坦、开阔的场地，风力机可布置成单列型、双列型和多列型。

多列布置时应呈“梅花型”，以尽量减少风力机之间尾流的影响。

（2）、多种布置方案计算表明；

当风电场平均风速为6.0～7.0m/s时，单列型风力机的列距约为3D（D为风轮直径）；

双列型布置的行距约为6D，列距约为4.5D；

多列型布置的行列距约为7D。

风电场平均风速越大，布置风力机的间距可以越小。

（3）、前后排风力发电机之间应有5D以上的间隔。

4、风力发电场选址应综合考虑那些因素？

（1）年平均风速较大

从经济角度考虑，即使在经济较发达，常规能源缺乏的东部沿海地区，建议

拟建风电场的年平均风速应大于6m/s（滨海地区）和5.8m/s（山区）。

在这样的风

况条件下，如选用单机容量500～600kW级风力发电机，等效年利用小时数有

2000～2600h，上网电价达到0.80～1.00元/kW·

h，项目就具有良好的经济效益

（2）风电场场地开阔，地质条件好，四面临风。

（3）交通运输方便

（4）并网条件良好，要求风电场离电网近，一般应小于20km。

（5）不利气象和环境条件影响小

（6）土地征用和环境保护

5、水平轴式风力发电装置由哪几部分组成？

水平轴式风力发电装置主要由以下几部分组成:

风轮、停车制动器、传动机

构（增速箱）、发电机、机座、塔架、调速器或限速器、调向器等。

6、风力机风轮是如何构成的？

各部分的作用是什么？

一般由2～3个叶片和轮毂组成。

风轮叶片的功能是将风的动能转换为机械能并带动发电机发电。

轮毂实现叶片桨距角控制。

1、如果设计一个发电能力为400kW的风电场，需要500kVA、400V升到10kV的变压器一台，1公里的400V架空线造价10万元，这样项目每千瓦投资在3千元左右。

若采用功率为4000瓦的小型风力发电机组108台组成400kW的风电场是否合适？

若按有效年利用4000h来测算，其投资的电价为多少元/度？

（1）、4000瓦的小型风力发电机组的理论台数为：

400*103/4000=100台

考虑风能的利用率108*4kw=432kw>

400kw

则用108台400kw的风力发电机是合适的。

（2）、其投资电价为

3000/4000=0.75元/度

第3章风力发电技术

风力发电技术学习要点

1、了解风力发电机组功率调节方式；

2、掌握风力发电机变速运行特点及变转速控制的概念；

3、了解迎风技术及对风调节的基本方法；

4、理解风力机控制技术及风电场的优化问题。

1、风力发电机组在超额定风速（一般为12～16m/s）以后,必须______降低风轮_______的能量捕获,使_________功率_________输出仍保持在额定值附近。

同时也保证风力机安全不受损害。

2、功率调节方式主要有________定桨距失速调节_________、____变桨距角调节_

和___________混合调节________三种调节方式。

3、风力发电机组的输出功率主要受:

__风速___、___桨距角___和高速特性数三个因素的影响。

4、变转速控制就是使风轮跟随风速的变化相应改变其旋转速度,以保持基本恒定的______最佳速比_____。

_____

5、并网运行的风力发电机组,要求发电机的________输出频率_______必须与_______电网频率_______一致。

6、保持发电机输出频率恒定的方法有两种:

①_____恒转速/恒频系统_____，采取失速调节或者混合调节的风力发电机,以恒转速运行时,主要采用__异步感应发电机_____；

②_____变转速/恒频系统_____，用_________“电力电子变频器”将发电机发出的频率变化的电能转化成频率恒定的电能。

7、为保证风轮机稳定工作，必须有一个________迎风装置跟踪风向变化，使风轮随风向变化自动相应转动，保持风轮与风向始终垂直。

8、当电网中并入的风力电量达到一定程度,一般建议不大于10％，否则会引起电压不稳定。

9、风力发电系统模型具有很强的非线性、不确定性和多干扰等特点。

10、风电机年利用时间高于2000小时才有“开发价值”；

年利用时间高于2500小时有“良好开发价值”；

年利用时间高于3000小时为“优秀风电场”。

11、设计风力机桨叶叶型的规则是：

低速风力机多叶片，高速风力机少叶片。

1、功率调节是风力发电机组的关键技术之一。

2、风力发电机组在风速超过12～16m/s以后,必须降低风轮的能量捕获。

（√）

3、对于某设计风速有一最佳的转速，风速愈高最佳的转速愈高。

4、对于某设计风速有一最佳的转速，风速愈高最佳的转速愈低。

5、对于某设计风速有一最佳的转速，是风轮机设计的关键点！

6、为保证风轮机稳定工作，必须有一个装置跟踪风向变化，以保持风轮与风向始终垂直。

（√）

7、风力发电机组在风速超过超过额定风速以后,不必降低风轮的能量捕获。

）

8、功率调节只是为了限制叶片承受的负荷和整个风力机受到的冲击。

9、当电网中并入的风力电量达到一定程度,不会引起电压不稳定。

10、功率调节能使功率输出仍保持在额定值附近。

11、一般风轮机迎风装置上设计的尾舵面积就可以保证风轮机桨叶永远对准风向。

1、风力机发电机组在超过（C）m/s的风速以后，必须降低风轮的能量捕获。

A、5B、6C、12～16D、20～25

2、、风力机发电机组功率调节方式主要有（A）种调节方式。

A、3B、2C、4D、5

3、变桨距角型风力发电机能使风轮叶片的安装角随风速而变化,风速增大时，风力机功率相应（A）。

A、增大B、减少C、变化

4、风力发电机组的输出功率主要受（C）的影响。

A、风速B、风速和高速特性数

C、、风速、桨距角和高速特性数D、、风速和桨距角

5、对于某设计风速有一最佳的转速，风速愈高最佳的转速愈（B），这是风轮机设计的关键点。

A、低B、高

6、并网运行的风力发电机组,要求发电机的输出频率和电网频率（A）。

A、一致B、恒定

7、当电网中并入的风力电量达到一定程度,会引起电压不稳定，一般建议不大于（B）。

A、5%B、10％C、15%D、25%

8、一般认为：

风电机年利用时间高于（D）小时才有“开发价值”。

A、5000B、4000C、3000D、2000

9、一般认为：

风电机年利用时间高于（B）小时有“良好开发价值”。

A、2000B、2500C、3000D、4000

10、一般风电机认为：

风电机年利用时间高于（A）小时为“优秀风电场”。

A、3000B、3500C、5000D、8000

1、风力发电机组功率调节