《风力发电原理》课复习思考题.doc

《风力发电原理》课复习思考题 性能参数 风能利用系数，尖速比，升力系数，阻力系数，机械效率，发电机效率。 贝茨理论的假设条件，推导过程，结论。 并网型风电机组的主要技术指标设计。 定浆距与变浆距风电机组的机械与电气系统的区别。 风电机组的发电机的类型主要有几种？区别是什么？ 风电机组的并网要求是什么？如何实现？ 叶轮与发电机如何匹配？ 目前风电机组存在的主要技术问题是什么？ 你对国际风电技术发展有何建议？ 你对中国风电技术发展有何建议？ 你认为哪方面风电技术最重要？ 《风力发电原理》课复习思考题 1、性能参数 风能利用系数，尖速比，升力系数，阻力系数，机械效率，发电机效率。 风能利用系数：风轮从风中吸收部分气流功率，这个功率除以一个和风轮同样大小的圆盘上通过的未扰动的空气的功率，叫做风轮的功率因子，即风轮的风能利用系数，用表示。式中：--风轮输出功率，W ； --风能利用系数 ；59.3% --风轮扫掠过的面积，m2 ； --空气密度,kg/m3 ； --风速,m/s 。 尖速比:表示风力机性能的数值称为T.S.R(Tip Speed Ratio),它定义为风力机叶片叶尖速度和风速的比值，称为叶尖速度比（或高速性能系数），简称尖速比,表示为： = 式中： —旋转角速度，rad/s； R —叶轮的半径，m； n —叶轮转速，r/min; V —风速，m/s。 升力系数阻力系数 翼型所受的力是作用在上下表面的分布力之合力。表面力有两种，一种是法向力，即压力；另一种是切向力，即摩擦阻力。这里定义和远前方来流相垂直的合力为升力，而与远方来流方向相一致的合力为阻力，升力和阻力通常表示为量纲为一的升力系数 和阻力系数 ，二者的定义如下： 其中的L和D分别代表升力和阻力，单位为N；来流的动压头为 ，单位是 C是弦长，单位是m. 机械效率，发电机效率。 决定于风力机的额定功率，还与风力机运行地区的海拔高度、风轮功率系数、传动系统及发电机效率等因素有关。风力机设计时，首先通过计算选定一个风轮直径 其中： P：风力机输出功率； ( ：空气密度，一般取1.225kg/m3； ：风力机额定风速； D：风轮直径； CP：风轮功率系数，一般取0.43~0.45； (1 ：传动系统效率，一般取0.92； (2 ：发电机效率，一般取0.95。 2、贝茨理论的假设条件，推导过程，结论。 3、并网型风电机组的主要技术指标设计。 风力机几何参数 叶片几何参数 风轮几何参数 风力机空气动力设计参数 风力机翼型 风力机叶片气动外形设计 结构设计 控制系统设计等 风力机工程设计方法 1）设计参数 风力机型式（上风向或下风向，定桨距或变桨距）； 叶片数；额定风速；额定功率；切入风速；切出风速；风轮转速；风轮直径；风轮倾角；叶片锥角；风轮旋转方向；轮毂直径；轮毂高度；轮毂与叶片连接处至轮毂中心的距离；风轮功率系数；发电机效率；传动系统效率等。 2）风力机工程设计方法 在风力机工程设计中要用到以下公式： 风力机功率： 风轮半径： 叶尖速比： 风力机转速： 空气密度可由不同海拔高度的空气密度表查得。 4、定浆距与变浆距风电机组的机械与电气系统的区别。 定桨距失速控制，风力机的功率调节完全依靠叶片的气动特性。这种机组的输出功率随风速的变化而变化，从风能利用系数Cp的关系看，难以保证在额定风速之前使Cp最大，特别是在低风速段。这种机组通常设计有两个不同功率，不同极对数的异步发动机。大功率高转速的发动机工作于高风速区，小功率低转速的发动机工作于低风速区，由此来调节尖速比λ，追求最佳Cp。当风速超过额定风速时，通过叶片的失速或偏航控制降低Cp，从而维持功率恒定。 装有叶尖扰流器，作为空气动力刹车。叶轮与轮毂固定，根据当地风资源情况，确定浆距角（－4～＋4）。 定桨距失速控制风力机整机机构简单，部件少，造价低，并具有较高的安全系统，利