《风能与风力发电技术.题库(下)洪庆》由会员分享，可在线阅读，更多相关《风能与风力发电技术.题库(下)洪庆（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 1 页 共 15 页风能与风力发电技术风能与风力发电技术 题库题库( (下下) ) 洪 庆第 5 章 风轮机和风电场数值计算风轮机和风电场数值计算学习要点风轮机和风电场数值计算学习要点1、了解风力机及风场流场的控制方程组及解法；2、了解数值软件的计算功能；3、理解数值设计风力机、风场开发设计软件包的作用； 4、了解数值设计软件包的功能。一、填空题：一、填空题：1、风力机、风场设计软件包，应包括：_风轮外形_设计子包，_风力机 气动载荷_分析子包，_风力机结构动力_分析子包和_风力机场址选择 _分析子包。2、风力机、风场设计软件包可完成风力机_气动设计_ 、_性能计算_ 、_动力学分析_、
2、风电场选址_和 经济性分析 。3、控制方程可通过对两种“控制体”应用基本物理规律导出，一种控制体被固定在流 动空间中_ 不动_ _ ，运动流体不断通过此固定空间；另一种控制 体随流体一起_ 运动_ ，_相同的流体微粒总在控制体内保持不变。4、给定_ 边界条件 和 初始条件 （初值） 就确定了控制方程有特解。 5、风轮机气动设计软件（WTD1.0）提出了一套风轮机叶轮气动设计的 数值 方法，并建立了一套有_ 工程应用_ 价值、考虑流动 三维效应 的风轮机气动数值模型。6、利用风力机模型风洞试验，可为风力机的风轮片 外形 设计及其 参数 选择，实际性能 预测 ，风轮的载荷 计算和强度设计等提供科学
3、依据。二、判断题二、判断题1、使用 WTD1.0 软件，对风轮机进行了功率计算，从启动风速到额定风速，WTD 软件 的计算结果与测试功率非常吻合。 （ ）2、当风速很低(36 m/ s) 时，弦长对功率的影响不明显。 （ ）3、使用WRD软件计算的额定功率与测试结果相差则不大。 （ ）4、风轮机叶片间的气动干扰，随风速提高而增强。 （ ）第 2 页 共 15 页5、使用WRD软件计算的额定功率与测试结果相差则较大。 （ ）6、风轮机叶片间的气动干扰，随风速提高而下降。 （ ） 7、使用 WTD1.0 软件，对风轮机进行了功率计算，从启动风速到额定风速，WTD 软件 的计算结果与测试功率相差则较
4、大。 （ ）8、WTD 软件的数值计算结果与叶轮的气动特征定性不一致。 （） 9、风速从接近失速风速到高于失速风速时，弦长对功率的影响就变得很明显。 （） 10、WTD 软件的数值计算结果与叶轮的气动特征定性一致。 （ ） 11、WTD 软件设计了分析计算风力机叶轮的起动力矩的功能。 （ ）12、WRD软件没有分析计算风力机叶轮的起动力矩的功能。 （ ）三、选择题三、选择题 1、风力机、风场设计软件包，应包括( C )个子包。A、2 B、3 C、4 D、52、风力机设计软件包可完成( D ）风力机气动设计、性能计算、动力学分析、风 电场选址和经济性分析。A、风力机气动设计 B、风力机性能计算和
5、动力学分析C、风电场选址和经济性分析 D、以上都是。3、一般风场在大部分时间内的风速都在( C )范围内。 A、310 m/ s B、314 m/ s C、410 m/ s D、514 m/ s4、WTD1.0 软件的数值计算结果( A )风轮机叶片数目的选取。A、能够优化 B、可简化 C、不能优化 D、不一定能优化四、简答题四、简答题1、风轮机设计软件的作用有哪些？答：提出了一套风轮机叶轮气动设计的数值方法，并建立了一套有工程应用价值、考虑流动三维效应的风轮机气动数值模型。 2、为什么风速较低 时，弦长对功率的影响不明显呢？答：当风速很低(36 m/ s) 时，弦长对功率的影响不明显。两倍弦
6、长(叶片的弦长加宽为是原叶片弦长的两倍) 叶轮的功率，反而略小于原弦长叶轮的功率，这是因为当风速较低时，两倍弦长叶片间的气动干扰较大。风速从接近失速风速到高于失速风速时，弦长对功率的影响就变得很明显。两倍弦长叶轮功率近似于原弦长叶轮功率的两倍；而原弦长叶轮功率又近似于半倍弦长叶轮功率的两倍。这表明风轮机叶片间的气动干扰，随风速提高而下降。五、计算题五、计算题第 3 页 共 15 页1、下图给出安装角从- 2. 510的叶轮轴功率变化图。试分析安装角与风轮功率之 间有何关系？为什么？安装角为 7.5和 10的叶轮是不是理想的风轮呢？解：图中可知：安装角愈大最大功率愈高，7.5和 10的叶轮最大功
7、率要比 0和 2.5时要高。但在中低风速(410 m/ s) 区，大安装角风轮的功率比小 安装角风轮的功率略低。这是因为大安装角叶片风轮在低风速时就发生了气动分 离，而小安装角风轮在高风速时才发生气动分离。显然,安装角为 7.5和 10 的叶轮并不是理想的风轮，因一般风场在大部分时间内的风速都在 410 m/ s 范围内。 2、用 WTD 软件分别计算了 3 、6 、12 片风轮机的功率，计算结果如下图所示。试 比较 12 片和 3 片风轮机的轴功率计算结果可以发现 ： （1） 、当风速低于多少 m/ s 时，12 片风轮机的轴功率低于 3 片风轮的轴功率？ （2） 、只有当风速高于多少 m/
8、 s 时，12 片风轮的轴功率才会大大地高于 3 片风轮？解：比较 12 片和 3 片风轮机的轴功率计算结果可以发现： （1）当风速低于 11 m/ s 时，12 片风轮机的轴功率低于 3 片风轮的轴功率； （2）只有当风速较高(如高于 14 m/ s) 时，12 片风轮的轴功率才会大大地高于 3 片 风轮。第第 6 6 章章 典型风轮机设计数据典型风轮机设计数据风典型风轮机设计数据学习要点风典型风轮机设计数据学习要点第 4 页 共 15 页1、了解德国Repower公司和Nordex公司的典型风力机设计数据；2、掌握风力机特性核算方法； 3、熟练掌握风电设备的优化设计的方法； 4、了解国内一
9、些典型风力机的设计数据。 一、填空题：1、全球最大的风力机供应商是_ _丹麦_ _的 Vestas Wind Systems 公司。2、德国Repwor公司的5M风力机是用于_ _海上_ _风电场。3、风轮机的_能量利用系数_偏低，风能没有被高效利用。原因是_高速特性数_设计偏小 ，_设计转速_偏低，_设计点较大_偏离最佳高速特性数。二、判断题1、德国Repwor公司的5M风力机是用于海上风电场，德国NORDEX公司的 S70/S77风力机 也可用于海上风电场。 （ ）2、N80/2500kW 、N90/2300kW 风力机的风能利用系数CP数值都偏低，原因是高速特性 数设计偏大。 （ ）3、
10、德国NORDEX公司 N80/2500kW、N90/2300kW 风力机主要用于海上风电场。 。 （ ）4、 （ ）5、N80/2500kW 、N90/2300kW 风力机的风能利用系数CP数值都偏低，原因是高速特性 数设计偏小，设计点较大偏离最佳高速特性数。 （ ）6、N90/2300kW 风力机的风能利用系数CP数值偏低。 （ ） 三、选择题1、德国Repwor公司的5M风力机额定功率为（B） 。A、5000W B、5000kW C、750kW D、1500kW2、新疆金风科技S62-1200风力机设计风速为（A ）m/s。A、12 B、14 C、15 D、15.43、德国NORDEX公司
11、的 S70/S77风力机用行星齿轮增速， （A）电机。A、双回路异步 B、单回路异步 C、双回路同步 D、单回路同步4、用行星齿轮增速，双回路异步电机的风力机是（D） 。A、德国NORDEX公司的 S70/S77风力机 B、德国Repwor公司的5M风力机 C、德国NORDEX公司 N80/2500kW、N90/2300kW 风力机 第 5 页 共 15 页D、以上都是四、简答题1、S70/1500kW、S77/1500kW 风力机的风能利用系数都偏低，风能没有被高效利用的 原因是什么？答：风能没有被高效利用原因是：高速特性数设计偏小，设计转速偏低，设计点较大偏离最佳高速特性数。 2、试简述新
12、疆金风科技S62-1200风力机典型设计数据？答：1200kW风力机典型设计数据为：转子直径 62 m ；设计转速 15.5 r/min ；设计功率 1200 kW。设计转速 12 m / s3、风力发电机的转速与传动比之间有何关系？答：关系是： 风力发电机电机转速=转速范围传动比i。4、风力发电场选址应综合考虑那些因素？五、计算题1、已知5M风力机额定功率5000kW，设计额定风速13m/s，转子直径126m，设计转速 9.5rpm，三片叶片，叶片长 61.5m，重 17.7 吨。用行星齿轮增速，双回路异步电机，6级。 （1）试对5M典型M风力机特性进行核算；（2）说明5M风轮的能量利用系数
13、的高或低的原因，并对其优化设计。解：（1）1） 核算能量利用系数 Cp ：风轮机功率与叶片长、风速、能量利用系数有下列关系：2）核算叶顶周速/风速比 = 4.82第 6 页 共 15 页（2） 1）可见：5M 风轮机的能量利用系数 Cp 偏低，风能没有被高效利用。原因是 高速特性数 设计偏小，设计转速偏低，设计点较大偏离最佳高速特性数 P 。2）优化设计：P = 7。5 设计改进风轮转速：2、已知：新疆金风科技 S62-1200 风力机典型设计数据为 r =31m,P =1200KW =1200000W,n =15.5rp/mim; 1200kW 风力机高速特性数如下图所示，试对 1200 风
14、力机 进行优化设计。解：1）核算能量利用系数 Cp 和设计风速 Vw ： 风轮机功率与转子半径、风速、能量利用系数有下列关系：能量利用系数和风速 第 7 页 共 15 页2）核算叶顶周速/风速比 ： 可见：核算的1200kW 风力机的风能利用系数Cp = 0.38，设计风速Vw =12m/s 风能利用系数稍低，风能利用较好。如果高速特性数设计再高点，设计转速再高点（见图18.5r/min） ，设计功率可达1360kW。第 7 章 风力机发电系统风力机发电系统学习要点风力机发电系统学习要点1、了解恒速/恒频发电机系统；2、了解变速/恒频发电机系统；3、理解风力机对发电机及发电系统的一般要求；4、了解小型离网型风力机的直流发电系统。 。一、填空题：一、填空题：1、风力发电包含了由_风能_到机械能，和由机械能到_电能 _。2、恒速/恒频发电机系统是较简单的一种，采用的发电机有两种：_同步_ 发电机和_
