(新能源发电)课程设计风力发电技术
网络教育学院《新能源发电》课程设计
题目：风力发电技术
学习中心： xxxx学习中心
层次：专升本
专业：电气工程及其自动化
年级： xxxx 年 xx春
学号： xxxxxx
学生： xxx
辅导教师：康永红
完成日期： 2015 年 1 月 9 日
总则
风力发电是一种技术最成熟的可再生能源利用方式，发电机是风力发电机组中将风能转化为电能的重要装置，控制技术是风力机安全高效运行的关键。
第一章风力发电发展的现状
我国是世界上风力资源占有率最高的国家，也是世界上最早利用风能的国家之一，据资料统计，我国10m高度层风能资源总量为3226 GW，其中陆上可开采风能总量为253 GW，加上海上风力资源，我国可利用风力资源近1000 GW。如果风力资源开发率达到60%，仅风能发电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。
我国利用风力发电起步较晚，和世界上风能发电发达国家如德国、美国、西班牙等国相比还有很大差距，风力发电是20世纪80年代才迅速发展起来的，发展初期研制的风机主要为1 kW、10 kW、55 kW、220 kW等多种小型风电机组，后期开始研制开发可充电型风电机组，并在海岛和风场广泛推广应用，目前有的风机已远销海外。至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW级风电场。截止2007年底，我国风机装机容量已达到6.05 GW，年发电量占全国发电量的0.8%左右，比2000年风电发电量增加了近10倍，我国的风力发电量已跃居世界第5位。
第二章比较各种风力发电机的优缺点
一．当前风力发电机有两种形式：
1 水平轴风力发电机（大、中、小型）
2 垂直轴风力发电机（大、中、小型）。
水平轴风力发电机技术发展的比较快，在世界各地人们已经很早就认识了，大型的水平轴风力发电机已经可以做到3-5兆瓦，一般由国有大型企业研发生产，应用技术也趋于成熟。小型的水平轴风力发电机一般是一些小型民营企业生产，对研发生产的技术要求比较低，其技术水平也是参差不齐。
小型水平轴风力发电机的额定转速一般在500-800r/min，转速高，产生的噪音大，启动风速一般在3-5m/s，由于转速高，噪音大，故障频繁，容易发生危险，不适宜在有人居住或经过的地方安装。
垂直轴风力发电机技术发展的较慢一些，因为垂直轴风力发电机对研发生产的技术
要求比较高，尤其是对叶片和发电机的要求。近几年垂直轴风力发电机的技术发展很快，尤其小型的垂直轴风力发电机已经很成熟。
小型的垂直轴风力发电机的额定转速一般在60-200r/min，转速低，产生的噪音很小（可以忽略不计），启动风速一般在1.6-4m/s。
二．参数对比：
序号性能水平轴风力发电机垂直轴风力发电机
1 发电效率50-60% 70%以上
2 电磁干扰（碳刷）有无
3 对风转向机构有无
4 变速齿轮箱10KW以上有无
5 叶片旋转空间较大较小
6 抗风能力弱强（可抗12-14级台风）
7 噪音5-60分贝0-10分贝
8 启动风速高（2.5-5m/s）低(1.5-3m/s)
9 地面投影对人影响眩晕无影响
10 故障率高低.
11 维修保养复杂简单
12 转速高低
13 对鸟类影响大小
14 电缆绞线问题有无（或碳刷损坏问题）15 发电曲线凹陷饱满
第三章介绍相关风力发电控制技术
风力发电机组可以分为两大类：恒速恒频机组和变速恒频机组。风力发电机并入电网运行时，要求风力发电的频率保持恒定为电网频率(在我国，电网频率为50Hz)。恒速恒频指在风力发电中控制发电机的转速不变，从而得到频率恒定的电能；变速恒频指发电机的转速随风速变化而变化，通过一定的控制方法来得到恒频的电能。
一、如今投入实际运行的恒速恒频机组主要分为2类：
1、一类采用鼠笼式异步发电机，如图2.1所示。并网后，在电机机械特性的稳定区内运行，异步发电机的转子速度需要高于同步转速。当风力机传给发电机的机械功率随风速增加时，发电机的输出功率及其电磁转矩也相应增大。一般情况下，当转子速度
高于同步转速3％-5％时达到最大值，若超过这个转速，异步发电机会进入不稳定区，产生的电磁转矩反而减小，导致转速迅速升高，引起飞车。另外，异步发电机并网运行后，在向系统输出有功功率的同时，需要从电网吸收无功功率来建立磁场，它不具有调节和维持机端电压的能力。最后，由于转子速度的变化范围比较小，而风速经常变化，显然，风能利用系数Cp不能保持在最佳值。
图2.1采用鼠笼式异步发电机的恒速恒频机组
2、另一类采用绕线式异步感应发电机，如图2.2所示。它的特点是，采用了外接的可变转子电阻。这种结构最初是由丹麦的Vestas公司提出来的，又称OptiSlip风力发电系统。通过电力电子变换器调节外接转子电阻的大小，可以改变异步发电机的转差率S。相比鼠笼式异步发电机，转差率S的变化范围变大了，可达0-10％。然而，这种系统仍然需要从电网吸收无功功率，另外，转差功率转换成了外接转子电阻的热能损耗，没有被有效利用。
图2.2采用绕线式异步感应发电机的恒速恒频机组
二、投入实际运行的变速恒频机组也主要分为2类：
1、一类是绕线转子双馈感应发电机系统，如图2.3所示。这类系统的特点是：在绕线式异步发电机的转子上连接了一个交-直-交(AC-DC-AC)的电力电子变流器。该变流器能够实现转子和电网之间的双向能量流动，转子侧变换器控制异步发电机，网侧变换器控制和电网的能量交换。双馈发电机本质上是同步发电机，所以可以调节双馈发电机吸收的无功功率。另外，双馈发电机的转速运行范围可以达到70%-130％同步转速，即
其转差率S可以达到-30％～30％。
图2.3绕线转子双馈感应发电机系统
2、另一类是直驱型风力发电系统，如图2.4、2.5、2.6所示。直驱型风力发电系统中，风轮机与发电机(永磁同步发电机或绕线式感应发电机或绕线式同步发电机)直接相连，无需升速齿轮箱，但是需要直驱多级发电机，其直径较大。首先将风能转化为频率变化、幅值变化的交流电，经过整流之后变为直流，然后经过三相逆变器变换为三相恒频恒幅交流电连接到电网。通过中间的全功率电力电子变换装置，对系统有功功率和无功功率进行控制，可以实现最大功率跟踪，从而能够实现对风能最高效率的利用。
图2-4直驱型风力发电系统
直驱式永磁同步发电机根据全功率变流器的不同又可分为：
（1）不可控整流+DC/DC升压+PWM电压源型逆变器型
DC/DC环节将整流器输出的直流电压提高并保持稳定在合适的范围内，使得逆变器的输入电压稳定，提高运行效率、减小谐波。全控型器件数量较少，控制电路较简单。
图2-5直驱型风力发电系统
（2）背靠背双PWM变流器型
PWM整流器可同时实现整流和升压，效率较高，通过电流隔离，机侧和网侧可以实现各自的控制策略。但是，全控型器件数量多，控制电路复杂，增加了变流系统成本。
图2-6直驱型风力发电系统
三、变桨距直驱型风电机组实现功率调节的途径和方法
永磁直驱式风力发电系统的整体控制框图如图3-1所示，控制系统主要分为三部分：主控制系统、变流器控制系统、变桨距控制系统。变速恒频同步直驱风力发电机的运行可分为两个主要方式：最大功率输出运行和额定功率输出运行。主控制器根据风力发电机组的运行工况，通过最大风能捕获算法得到发电机的功率指令来控制变流器的开关动作，从而使风力机捕获最大的风能；当风速超过额定风速时，变桨系统开始动作，避免风速太大而损坏风力机；变流器系统、变桨系统执行主控制器发给它们的控制指令。
图3-1永磁S驱式风力发电系统整体控制框图
从图3-2中可以看出，在达到额定风速之前，风力发电机运行在最大功率输出模式，待达到了额定风速之后，风力发电机运行在额定功率输出模式。
图3-2 风力发电机运行曲线
主控制系统的最大风能跟踪算法是保证风力机稳定运行的核心，它主要实现风力机的变速、变桨控制。在低风速区，为实现最大风能的跟踪，风力机的转速变化与风速变化成正比，以保持最佳叶尖速比，它是通过机侧变流器的控制来实现的，而此时控制器将叶片攻角置于零度附近，不作变化；当风速超过额定风速时，风力机要限制功率的输出，保持额定功率运行，这一阶段主要通过变桨距角来控制，变桨距机构发挥作用，调整叶片攻角，将发电机的输出功率限制在额定值附近。在这两个阶段之间，一般的风力机还有一个恒速区域，到达这个区域后风力机转速已达到额定速度，但是输出功率还没有达到额定功率，不同的风力机在这个阶段有不同的控制方案。如图3-3，当发电机没有并入电网的时候(状态A)，这个时候整个控制系统通过改变桨距角度来改变叶片的转矩，使得发电机转速上升到转速给定值，发电机并网。并网后，控制系统切换到状态B 进行功率控制。
图3-3 变桨距直驱式风力发电机组控制图
通常情况下，风力机从切入风速到额定风速不是一直保持最桂叶尖速比运行。由于变流器容量和风力机机械强度的约束，风力机设有启动转速和额定转速，在风速不同的情况下，其控制策略完全不同，根据风速的变化进行分区域控制。风力机依据转速的变化来分区域、分阶段控制，以下依据风力机的转速-转矩曲线来说明永磁直驱式风力发电机组的分区控制原理风力机的转速-转矩曲线如图3-4所示。
图 3-4 风力机理想的转速-转矩曲线
风力机的分区域控制可以分成四个典型的控制区，在这四个控制区对应着不同的风速范围，不同的区域的控制方法也不相同。
(1) 在切入风速以上的低风速区域，风力机以最小转速ω1，恒转矩运行在区域Ⅰ；
(2) 在最小转速ω1以上，转速随风速的改变而改变，风力机运行在最佳叶尖速比，这个区域风能利用系数最大，如图3-4所示区域Ⅱ，也即是最大风能跟踪(MPPT)模式；
(3) 受风力机的机械强度和变流器的电压、容量的限制，风力机运行在转速ω3时，达到区域Ⅱ模式的最大转速，这时风速还没有达到额定风速，但必须保持额定转速运行而不能超过额定转速，这个恒速运行阶段一直到风力机输出额定功率为止，即区域Ⅲ模式；
(4) 风力机运行到H点达到额定功率，当风速超过额定风速后，变桨系统启动，以控制风力机运行在额定功率，即区域Ⅳ模式。
(5)当风力机的转速超过最大安全转速ω5时，要求风力机必须安全停机。
从图2-8的转速-转矩曲线可以看出，在风力机控制的前三个阶段，风力机转速控制都是低于额定风速下的变速控制，也就是通过控制发电机组的输出转矩来实现风力机的变速控制。在H点，风力机运行到额定转速，风速若继续增大，风力机也自然会增速，为控制风力发电机组的输出功率为额定功率，变桨系统开始动作。为了防止风力机在变速控制与变桨控制之间频繁切换，为变桨控制留了一定转速的余量，即变桨系统的启动控制速度为ω4 。也就是说风力机转速在ω3以下进行变速控制，而转速在ω4以上时进行变桨控制。一般桨距角随风速变化的情况如图3-4所示：
图3-4桨距角随风速变化的情况
第四章对风力发电技术发展趋势的展望
随着现代工业的飞速发展，人类对能源的需求明显增加，而地球上可利用的常规能源日趋匮乏。据专家预测，煤炭还可开采221年，石油还可开采39年，天然气只能用60年。这种预测也许不很准确，但常规能源必然是越用越少，总有一天要用尽的。未雨绸缪，我们必须为将来考虑，为子孙后代的能源问题着想，开发利用新能源，实现能源的持续发展，从而保证经济的可持续发展和社会的不断进步，最终实现人El、资源、环境的协调发展，已成为各国政府必须解决的大问题。惟一的出路就是有计划地利用常规能源，节约能源，开发新能源和可再生能源。
由此可以推测，21世纪风力发电前景非常广阔。科学技术的长足进步，经济的快速发展，使人们的生活水平有了新的飞跃。同时，人口的增加，对能源的需求也越来越大，环境污染越来越严重，人类必须解决人口、资源、环境的可持续发展问题。从能源、电力市场看，世界能源、电力市场发展最快的已不再是石油、煤和天然气，风力发电、太阳能发电等可再生能源异军突起，特别是风力发电，以其无污染，可再生，技术成熟，近几年以25%的增长速度位居各类能源之首，倍受世人青睐。l999年全世界新增装机容量36×105kW，1zLl998年增加36%，也创下了风电工业史的纪录。据"绿色和平"组织和欧洲风能协会组织估计，至1J2020年风力发电可提供世界电力需求的l0%，创造l70
万个就业机会，降低全球二氧化碳排放量超过l012t，至lJ2040年这个比例可达20%，甚至更高，有望超过水力发电。因此，国际能源专家预言：21世纪是风力发电的世纪。可以说，绿色能源--风力发电将为人类最终解决能源问题带来新的希望。
风力发电场课程设计报告
课程设计（综合实验）报告( 2014 -- 2015 年度第1学期) 名称：风力发电场 院系：可再生能源学院 班级：风能1101班 学号： 学生姓名： 指导教师：韩爽刘永前 设计周数：2周 成绩： 提交日期：2014 年1月23 日
目录 一、课程设计目的 (1) 二、课程设计任务 (1) 三、课程设计要求 (1) 四、课程设计内容 (1) (一)测风数据处理 (1) (二)导入文件准备 (2) (三)W AsP软件计算 (3) 1.New Projection建立以及场址地图导入 (3) 2.风图谱的计算 (3) 3.测风塔的选定 (4) 4.宏观选址与风资源预测 (6) 5.Wind farm的建立与微观选址 (6) 6.风电场年发电量预测 (7) (四)WindFarmer优化计算 (9) 1.建立文件向导 (9) 2.载入地图文件 (10) 3.载入风资源数据 (10) 4.在栅格区域确定计算边界 (11) 5.安插风机 (12) 6.载入风力发电机机型文件 (13) 7.优化计算 (13) 8.生成报告 (14) (五)计算结果分析对比 (20) 1.年发电量 (20) 2.布机图 (21) 3.分析 (22) 五、课程设计个人总结 (22)
一、课程设计目的 通过使用W AsP、WindFarmer等软件，掌握风电场风能资源评估、微观选址原理及方法。 二、课程设计任务 根据风场测风数据及地形图，分别使用W AsP和WindFarmer软件，进行风资源评估和微观选址。具体包括： 1.对给定的风场测风数据进行处理； 2.使用经过处理后的测风数据，进行风资源评估，得到风图谱； 3.依据微观选址的基本原则，进行优化布机； 4.对两套不同软件的计算结果进行对比分析； 5.撰写设计报告。 三、课程设计要求 1.掌握风资源评估和微观选址的基本原理和方法； 2.掌握上述软件的使用方法； 3.独立撰写设计报告。 四、课程设计内容 (一)测风数据处理 分别选取各组数据，查看平均风速，70米高度处平均风速分别为7.574m/s 和 6.535m/s，在其他各高度处读出的平均风速分别为7.475m/s、7.219m/s、 6.897m/s、6.223m/s。由此判断70米高度处数据有一组异常。选取该组数据，应 用表格数据栏里的筛选功能，只选取0.3m/s、0.4m/s两个值，发现其他组数据有相应变化的风速，而该组数据始终为0.3m/s、0.4m/s。 删除异常数据，利用Windographer软件打开剔除后的测风数据，在相关性一栏查看两组70米高度处的数据相关性，得到相关性公式，在表格中利用该公式计算出需要修正的数据。至此，异常数据处理完成。 图4.1.1 测风数据
风力发电系统建模与仿真
风力发电系统建模与仿真 摘要：风力发电作为一种清洁的可再生能源利用方式，近年来在世界范围内获得了飞速的发展。本文基于风力机发电建立模型，主要完成了以下工作：（1）基于风资源特点，建立了以风频、风速模型为基础的风力发电理论基础； （2）运用叶素理论，建立了变桨距风力机机理模型； （3）分析了变速恒频风力发电机的运行区域与变桨距控制的原理与方法，并给出了机组的仿真模型，为风力发电软件仿真奠定了基础； （4）搭建了一套基于PSCAD/EMTDC仿真软件的风力发电系统控制模型以及完整的风力发电样例系统模型，并且已初步实现风力机特性模拟功能。 关键词：风力发电；风频；风速；风力机；变桨距；建模与仿真 1 风资源及风力发电的基本原理 1.1 风资源概述 （1）风能的基本情况[1] 风的形成乃是空气流动的结果。风向和风速是两个描述风的重要参数。风向是指风吹来的方向，如果风是从东方吹来就称为东风。风速是表示风移动的速度即单位时间内空气流动所经过的距离。 风速是指某一高度连续10min所测得各瞬时风速的平均值。一般以草地上空10m高处的10min内风速的平均值为参考。风玫瑰图是一个给定地点一段时间内的风向分布图。通过它可以得知当地的主导风向。 风能的特点主要有：能量密度低、不稳定性、分布不均匀、可再生、须在有风地带、无污染、分布广泛、可分散利用、另外不须能源运输、可和其它能源相互转换等。 （2）风能资源的估算 风能的大小实际就是气流流过的动能，因此可以推导出气流在单位时间内垂直流过单位截面积的风能，即风能密度，表示如下： 3 ω= (1-1) 5.0vρ 式中, ω——风能密度(2 W)，是描述一个地方风能潜力的最方便最有价值的量； /m ρ——空气密度(3 kg)； /m
新能源设计
摘要 在各种新能源发电技术环节中，逆变环节是最重要的一步，因此本设计主要围绕这一环节所写。 逆变器，是指整流器的逆向变换装置。其作用是通过半导体功率开关器件的开通和关断作用，把直流电能换成交流电能，它是一种电能变换装置。 逆变器，特别是正弦波逆变器，其主要用途是用于交流传动，静止变频和UPS电源。逆变器的负载多半是感性负载。由于现代电力电子技术的发展，使得各种电能变换电路变得简单，高效了。 本设计通过常用的变压电路，以及稳压电路，先输出了需要的电压等级。然后再利用单片机输出SPWM正弦波脉宽调制波形，该波形和正弦波波形极为相似。最后将该波形输入至控制电路，即由继电器及相应的电子器件构成的桥式 电路，进行通断作用，最终达到逆变，输出正选交流电。 实验测试结果表明：该DC-AC逆变器的性能指标基本达到了设计要求。 关键词：单片机，DC-AC正弦波逆变器，SPWM正弦波脉冲宽度调制
目录 1课程设计概述 (1) 1.1课程设计的意义 (1) 1.2课程设计的内容 (1) 2系统总体设计方案 (3) 2.1 系统组成及工作原理 (3) 2.2 系统总体结构框图 (3) 3系统硬件设计 (5) 3.1 电源电路设计（可以直接用直流稳压电源） (5) 3.2 DC-DC升压模块设计 (6) 3.2.1 LM2577的资料 (6) 3.2.2 电感三点式震荡电路 (8) 3.2.3 DC-DC升压过程 (9) 3.3 单片机模块设计 (9) 3.3.1 单片机的概念和特点 (9) 3.3.2 AT89S52单片机的性能参数和功能概述 (10) 3.3.3 单片机最小系统 (12) 3.4 控制电路 (15) 3.5 SPWM驱动脉冲 (16) 3.6 逆变部分 (16) 4 系统软件方案的设计 (18) 参考文献 (21)
风电考试题
一、简答题 ★1、哪一个力产生使叶轮转动的驱动力矩？ 答：升力使叶片转动，产生动能。 ★2、说出用于定义一台风力发电机组的4个重要参数。 答：轮毂高度、叶轮直径或扫掠面积、额定功率、额定风速。 ★3、简述风力发电机组的组成。 答：大型风力发电机组一般由风轮、机舱、塔架和基础四个部分组成。 ★4、风力发电机组产品型号的组成部分主要有什么？ 答：风力发电机产品型号的组成部分主要有：风轮直径和额定功率。 ★5、什么叫风速？ 答：空间特定的风速为该点周围气体微团的移动速度。 ★6、什么叫平均风速？ 答：给定时间内顺势风速的平均值，给定时间从几秒到数年不等。 ★7、什么叫额定风速？ 答：风力发电机达到额定功率输出时规定的风速。 ★8、什么叫切入风速？ 答：风力发电机开始发电时的最低风速。 ★9、什么叫水平轴风力发电机的轮毂高度？ 答：从地面到风轮扫掠面中心的高度，叫水平轴风力发电机的轮毂高度。 ★10、什么是风力发电机的控制系统？ 答：接受风力发电机信息和环境信息，调节风电机，使其保持在工作要求范围内的系统。 ★11、什么叫水平轴风力发电机？ 答：风轮轴线基本上平行于风向的发电机。 13、什么叫风力发电机组的额定功率？ 答：在工作条件下，风力发电机组的设计要达到的最大连续输出电功率。 ★14、什么叫风力发电机组的扫掠面积？ 答：垂直于风矢量平面上的，风轮旋转时叶尖运动所产生园的扫掠面积。 ★15、什么叫风力发电机组的浆距角？ 答：在指定的叶片径向位置（通常为100%叶片半径处）叶片玄线与风轮旋转面间的夹角。 ★16、在风力发电机组的机械刹车最常用的形式是哪几种？ 答：在风力发电机组中，最常用的机械刹车形式为盘式、液压、常闭式制动器。 ★17、风轮的作用是什么？ 答：风轮的作用是把风的动能转换成风轮的旋转机械能。 ★18、风电机组的齿轮箱常采用什么方式润滑？ 答：风电机组的齿轮箱常采用飞溅润滑或强制润滑，一般以强制润滑为多见。 ★★21、风形成的主要因素是什么？ 答：地球表面受热不均使得赤道区的空气变热上升，且在两极区冷空气下沉，引起大气层中空气压力不均衡；地球的旋转导致运动的大气层根据其位置向东方和西方偏移。 ★★22、风力发电的经济效益主要取决于哪些因素？ 答：风力发电的经济效益主要取决于风能资源、电网连接、交通运输、地质条件、地形地貌和社会经济多方面复杂的因素。 26、简要说明并网风力发电机组的发电原理。 答：并网风力发电机组的原理是将缝中的动能转换成机械能，再将机械能转换成电能，以固定的电能频率输送到电网中的过程。
风电场电气系统课程设计报告
风能与动力工程专业 风电场电气系统课程设计报告 题目名称：48MW(35/110KV升压站)风 电场电气一次系统初步设计指导教师：贾振国 学生姓名： 班级： 设计日期：2014年07月 能源动力工程学院
课程设计成绩考核表
摘要 根据设计任务书的要求及结合工程实际,本次设计为48MW风电场升压变电站电气部分设计。本期按发电机单台容量2000kW计算，装设风力发电机组24台。每台风力发电机接一台2000kVA升压变压器，将机端690V电压升至35kV 并接入35kV集电线路，经3回35kV架空线路送至风电场110kV升压站。 变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、避雷器等电气设备按一定顺序连接而成的,电气主接线的不同形式，直接影响运行的可靠性、灵活性，并对电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定等都有决定性的影响。 本文是小组成员的配合下和老师的指导下完成的，虽然时间很短，没有设计出特别完整的成果，可是我们学会了如何查找对自己有用的资料，如何设计一个完整的风电场电气系统。并且我们设计出了三张图，包括风机与箱式变电站接线图、35KV风电场集电线路接线图、110KV变电所电气主接线图,在这里感谢小组成员们的辛勤付出和贾老师的耐心指导。 关键词：主接线电气设备配电装置架空线路防雷与接地
Abstract According to the requirements of the design task and combined with the engineering practice, the design is part of the 48MW wind power booster substation electrical design. This period in accordance with the generator unit capacity of 2000kW calculation, installation of 24 wind turbine units. Each wind generator with a 2000kV A step-up transformer, the terminal 690V voltage to 35kV and access 35kV integrated circuit, the 3 35kV overhead transmission line to the wind farm 110kV booster station. Substation is an important part of power system, which directly affects the safety and economic operation of the whole power system, is the intermediate link between power plants and users, plays a role in transformation and distribution of electricity. The main electrical wiring is composed of a transformer, circuit breaker, isolating switch, transformer, bus, surge arresters and other electrical equipment according to a certain order which is formed by the connection of different form, the main electrical wiring, directly affect the operation reliability,flexibility, and the choice of electrical equipment, power distribution equipment arrangement, relay protection and control to have a decisive impact. This paper is combined with team members and under the guidance of teachers completed, although time is very short, no design particularly integrity achievements, but we learned how to find useful on its own data, how to design a complete wind farm electrical system. And we designed the three pictures, including fans and box type substation wiring diagram, 35KV wind farm set wiring diagram of an electric circuit, 110KV substation main electrical wiring diagram.Thanks to the team members to work hard and Jia teacher's patient instructions here. Key word：The main wiring Electrical equipment Distribution device Overhead line Lightning protection and grounding
太阳能光伏发电系统课程设计模板
新能源学院 《太阳能光伏发电系统》 课程设计 课题名称： 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 设计时间：至 沈阳工程学院
报告正文（例子） 目录（自动生成） 第1章绪论.......................................... 1.1 设计背景……………………….................... 1.2 设计意义................................................................................. 第2章沈阳市气象资料及地理情况........................................... 第3章家用独立型太阳能光伏发电系统的优化设计.......... 3.1 设计方案...................... 3.2 负载的计算.......................... 3.3 太阳能电池板容量及串并联的设计及选型…………………….. 3.4 太阳能电池板的方位角与倾斜角的设计.......................... 3.5 蓄电池容量及串并联的设计及选型……………………………….. 3.6 控制器、逆变器的选型……………………………….. 3.7 电气配置及其设计………………………….. 3.8 系统配置清单………………………….. 第4章家用独立型太阳能光伏发电系统的优化结果与讨论……… 4.1 ………………………………………………………….. 4.2 ……………………………………………………….. 4.3 ……………………………………………………….. 4.4 ……………………………………………………….. 第5章心得体会....................................................................................... 参考文献.......................................................................................
新能源发电技术复习提纲(含参考答案)
新能源发电技术复习提纲 电自0810班整理 一、绪论 1. 目前新能源中有一定规模应用的主要有哪些? 新能源在电力工业中有一定规模应用的主要是核能发电、太阳能和风能发电，其他的新技术有地热能、海洋能、氢能及生物质能等。 2.简要分析目前我国能源结构现状及存在问题，并说明大力开展新能源开发的意义。 书P6~12 开发新能源的必要性 常规能源化石燃料逐渐被消耗枯竭 全球油价、煤价迅速上涨 全球气候变化 人类渴求可持续发展 3．从可持续发展的角度出发，概述能源的分类。 如果从可持续发展的角度出发，对能源最有意义的分类是可再生能源和不可再生能源。 不可再生能源: 传统的煤、石油、天然气等化石燃料. 可再生能源：可燃性可再生物质和垃圾；水力发电；地热能；太阳能；风力发电；潮汐、波浪和海流发电等。 二、核能 1.简述原子的组成结构。 ?原子是构成自然界中各种元素的基本单元，所有物质都是由分子构成的，而分子是由原子构成的。 ?原子是由原子核和围绕原子核运动的电子构成的，原子核是由结合在一起的质子和中子构成的，质子和中子都被成为核子。 2.简述核裂变与核聚变的区别。 核裂变 较重的原子核分裂为两个或多个较轻原子核的反应就是核裂变。 由于质量数的原子核的平均结合能不同，那么，当一个较重的原子核（如铀-235）裂变为两个质量数中等的较轻原子核以后，生成的两个较轻的原子核的结合能之和大于原来原子核的结合能，多出的部分即为核裂变反应放出的能量，称为裂变能。 裂变之后，裂变产物的质量总数略少于裂变之前原子核质量，亏损的质量转化为裂变能。 核聚变 两个轻核聚合成重核的反应就是核聚变。如两个氘核结合成稳定的氦核的过程，较重的原子核的结合能大于原来两个轻核的结合能之和，多出的部分即为核聚变放出的能量。 结合能是和质量亏损相对应的，在裂变反应和聚变反应中，都有净的质量减少，减少的质量转化为能量。从核能利用角度看，核聚变反应具有很多优点，但是要实现可利用的受控核聚变，还需要解决很多技术难题，目前，核能利用指的是核裂变能的利用。 3.核电厂与常规火电厂的热能来源有何不同？ 核电厂中核裂变能也是以热能的形式利用的，因此，和常规火电厂类似，核电厂也要通过蒸
风电专业考试题库(带答案)
风电专业考试题库 以下试题的难易程度用“★”的来表示，其中“★”数量越多表示试题难度越大，共526题。 一、填空题 ★1、风力发电机开始发电时，轮毂高度处的最低风速叫。 （切入风速） ★2、严格按照制造厂家提供的维护日期表对风力发电机组进行的预防性维护是。（定期维护） ★3、禁止一人爬梯或在塔内工作，为安全起见应至少有人工作。（两） ★4、是设在水平轴风力发电机组顶部内装有传动和其他装置的机壳。（机舱） ★5、风能的大小与风速的成正比。（立方）E=1/2（ρtsυ3）式中：ρ!———空气密度（千克/米2）；υ———风速（米/ 秒）；t———时间（秒）；S———截面面积（米2）。 ★6、风力发电机达到额定功率输出时规定的风速叫。（额定风速）★7、叶轮旋转时叶尖运动所生成圆的投影面积称为。 （扫掠面积） ★8、风力发电机的接地电阻应每年测试次。（一） ★9、风力发电机年度维护计划应维护一次。（每年） ★10、SL1500齿轮箱油滤芯的更换周期为个月。（6） ★11、G52机组的额定功率KW。（850） ★★12、凡采用保护接零的供电系统，其中性点接地电阻不得超
过。（4欧） ★★13、在风力发电机电源线上，并联电容器的目的是为了。（提高功率因素） ★★14、风轮的叶尖速比是风轮的和设计风速之比。（叶尖速度）★★15、风力发电机组的偏航系统的主要作用是与其控制系统配合，使风电机的风轮在正常情况下处于。（迎风状态） ★★16、风电场生产必须坚持的原则。 （安全第一，预防为主） ★★17、是风电场选址必须考虑的重要因素之一。（风况） ★★18、风力发电机的是表示风力发电机的净电输出功率和轮毂高度处风速的函数关系。（功率曲线） ★★19、风力发电机组投运后，一般在后进行首次维护。 （三个月） ★★20、瞬时风速的最大值称为。（极大风速） ★★21、正常工作条件下，风力发电机组输出的最高净电功率称为。 （最大功率） ★★22、在国家标准中规定，使用“downwind”来表示。 （主风方向） ★★23、在国家标准中规定，使用“pitch angle”来表示。 (桨距角) ★★24、在国家标准中规定，使用“wind turbine”来表示。 （风力机） ★★25、风力发电机组在调试时首先应检查回路。（相序）
风力发电机组设计与制造课程设计报告
《风力发电机组设计与制造》 课程设计报告 院系：可再生能源学院 班级：风能0902班 姓名：陈建宏 学号 指导老师：田德、王永 提交日期： 一、设计任务书 1、设计内容 风电机组总体技术设计 2、目的与任务 主要目的： 1)以大型水平轴风力机为研究对象，掌握系统的总体设计方法； 2)熟悉相关的工程设计软件； 3)掌握科研报告的撰写方法。 主要任务： 每位同学独立完成风电机组总体技术设计，包括： 1)确定风电机组的总体技术参数； 2)关键零部件（齿轮箱、发电机和变流器）技术参数； 3)计算关键零部件（叶片、风轮、主轴、连轴器和塔架等）载荷和技术参数；
4)完成叶片设计任务； 5)确定塔架的设计方案。 每人撰写一份课程设计报告。 3、主要内容 每人选择功率范围在1.5MW至6MW之间的风电机组进行设计。 1）原始参数：风力机的安装场地50米高度年平均风速为7.0m/s，60米高度年平均风速为7.3m/s，70米高度年平均风速为7.6 m/s，当地历史最大风速为48m/s，用户希望安装1.5 MW至6MW之间的风力机。采用63418翼型，63418翼型的升力系数、阻力系数数据如表1所示。空气密度设定为1.225kg/m3。 2）设计内容 （1）确定整机设计的技术参数。设定几种风力机的C p 曲线和C t 曲线，风力机基本 参数包括叶片数、风轮直径、额定风速、切入风速、切出风速、功率控制方式、传动系统、电气系统、制动系统形式和塔架高度等，根据标准确定风力机等级； （2）关键部件气动载荷的计算。设定几种风轮的C p 曲线和C t 曲线，计算几种关键 零部件的载荷（叶片载荷、风轮载荷、主轴载荷、连轴器载荷和塔架载荷等）；根据载荷和功率确定所选定机型主要部件的技术参数（齿轮箱、发电机、变流器、连轴器、偏航和变桨距电机等）和型式。以上内容建议用计算机编程实现，确定整机和各部件（系统）的主要技术参数。 （3）塔架根部截面应力计算。计算暴风工况下风轮的气动推力，参考风电机组的整体设计参数，计算塔架根部截面的应力。最后提交有关的分析计算报告。 4、进度计划
太阳能光伏发电课程设计
《太阳能光伏发电原理与应用》 课程设计 课题名称：家用独立型光伏发电系统的优化设计 专业班级：光电02班 学生学号：1009040204 学生姓名：黄斌 学生成绩： 指导教师：刘国华 课题工作时间：2013.6.24 至2013.6.28 武汉工程大学教务处
一、课程设计的任务和要求 要求：1、具备独立查阅光伏发电系统设计的相关文献和资料的能力；具有查阅光伏电池、蓄电池、控制器和逆变器等光伏器件参数和型号的能力；具有 收集、加工各种信息及获取新知识的能力。 2、具备独立设计光伏发电系统的能力，能提出并较好地实施方案，能对光 伏发电系统的结构和配置进行分析研究和优化设计。 3、具备数值计算、仿真、绘图和文字处理等能力。 4、工作努力，遵守纪律，工作作风严谨务实，按期圆满完成规定的任务。 5、报告内容简练完整、立论正确、讨论充分、论述流畅、结构严谨、结论 合理；技术用语准确、符号规范统一、编号齐全、书写工整、图表完备。 6、工作中有创新意识，对前人工作有一定改进或独特见解。 7、内容不少于3000字。 技术参数：1、光伏发电系统安装地点：成都； 2、使用单晶硅光伏电池； 3、负载表 数量功率使用时间 荧光灯8 18w/盏5h/天 电视机，电脑 2 120w/个3h/天 洗衣机 1 600wh/天 电冰箱 1 1000wh/天 任务：1、选择适当的光伏电池、蓄电池、逆变器和控制器； 2、设计合理的光伏发电系统； 3、利用PVsyst软件和有关理论模拟优化设计，并对结果进行分析和总结。 二、进度安排 1、2013.6.24 选题、分析查找相关资料、熟悉PVsyst软件 2、2013.6.25 提出设计方案、思路和系统框图、系统的优化设计 3、2013.6.26 讨论、修改、进一步优化方案，光伏发电系统各部件的选型 4、2013.6.27 写出课程设计报告初稿 5、2013.6.28 整理课程设计报告、交稿 三、参考资料或参考文献 1、杨金焕、于化丛、葛亮著. 太阳能光伏发电应用技术. 第1版. 电子工业出版 社. 2009年。 2、李钟实著. 太阳能光伏发电系统设计施工与维护. 第1版. 人民邮电出版社. 2010年。 3、PVsyst软件应用教程。 指导教师签字：刘国华2013年 6 月 1 日 教研室主任签字：2013年6 月1 日
《风力发电技术》复习题
《风力发电技术》复习题 1、风能的大小与风速的成正比。(B) A、平方； B、立方； C、四次方； D、五次方。 2、风能是属于的转化形式。(A) A、太阳能； B、潮汐能； C、生物质能； D、其他能源。 3、在正常工作条件下，风力发电机组的设计要达到的最大连续输出功率叫。(D) A、平均功率； B、最大功率； C、最小功率； D、额定功率。 4、风力发电机开始发电时，轮毂高度处的最低风速叫。(D) A、额定风速； B、平均风速； C、切出风速； D、切入风速。 5、风能的大小与空气密度。（A） A、成正比; B、成反比； C、平方成正比； D、立方成正比。 6、按照年平均定义确定的平均风速叫。（C） A、平均风速; B、瞬时风速； C、年平均风速； D、月平均风速。 7、风力发电机达到额定功率输出时规定的风速叫。（B） A、平均风速; B、额定风速； C、最大风速； D、启动风速。 8、当风力发电机飞车或火灾无法控制时，应首先。（C） A、回报上级; B、组织抢险； C、撤离现场； D、回报场长。 9、风力发电机组开始发电时，轮毂高度处的最低风速叫。（B） A、启动风速; B、切入风速； C、切出风速； D、额定风速。 10、给定时间内瞬时风速的平均值叫做该时间段内的。（C） A、瞬时风速; B、月平均风速； C、平均风速； D、切出风速。 11、在变桨距风力发电机组中，液压系统主要作用之一是，实现其转速控制、功率控制。（A） A、控制变桨距机构; B、控制机械刹车机构； C、控制风轮转速； D、控制发电机转速。 12、风力发电机组规定的工作风速范围一般是。 (C) A、0～18m/s; B、0～25m/s； C、3～25m/s； D、6～30m/s。 13、在某一期间内，风力发电机组的实际发电量与理论发电量的比值，叫风力发电机组的。(A) A、容量系数； B、功率系数； C、可利用率； D、发电率。 14、风力发电机电源线上，并联电容器组的目的是。(C) A、减少无功功率； B、减少有功功率； C、提高功率因数； D、减少由有
风力发电课程设计
1．风力发电发展的现状 1.1世界风力发电的现状 近20年风电技术取得了巨大的进步。1995—2006年风力发电能力以平均每年30%以上的速度增长，已经成为各种能源中增长速度最快的一种。今年来欧洲、北美的风力发电装机容量所提供的电力2成为仅次于天然气发电电力的第二大能源。欧洲的风力风力发电已经开始从“补充能源”向“战略替代能源”的方向发展。 到2008年，世界风能利用嘴发达的国家是德国、美国和西班牙，中国名列世界第四位。丹麦是世界上使用风能比例最高的国家，丹麦能源消费的1/5来自于风力。 欧洲在开发海上风能方面也依然走在世界前列，其中丹麦、美国、爱尔兰、瑞典和荷兰等国家发展较快。尤其是在一些人口密度较高的国家，随着陆地风电场殆尽，发展海上风电场已成为新的风机应用领域而受到重视。丹麦、德国、西班牙、瑞典等国家都在计划较大的海上风电场项目。目前海上风电机组的平均单机容量在3MW左右，最大已达6MW。世界海上风电总装机容量超过80万千瓦。 有余风力发电技术已经相对成熟，因此许多国家对风发电的投入较大，其发展较快，从而使风电价格不断下降。若考虑环保及地理因素，加上政府税收优惠政策和相关支持，在有些地区风力发电已可与火力发电等展开竞争。在全球范围内，风力发电已形年产值超过50亿美元的产业。 1.2我过风力发电的发展现状 我国风力发电从20世纪80年代开始起步，到1985年以后逐步走向产业化发展阶段。 自2005年起，我国风电规模连续三年实现翻倍增长。风电新增容量每年都增加超过100%，仅次于美国、西班牙，成为世界风电快速增长的市场之一。根据国家能源局2009年公布的统计数据，截止2008年底，我国风电装机容量已达1271万千瓦，居世界第4位，但是风电在我国整个电力能源结构中所占的比重仍然比较低。 我国将在内蒙古、甘肃、河北、吉林、新疆、江苏沿海等省区建设十多个百万千瓦级和几个千瓦级风电基地。根据目前国内增长趋势，预计到2020年，中国风电总装机容量将达到1.3亿~1.5亿千瓦。 2 风力发电机 2.1恒速恒频的笼式感应发电机 恒速恒频式风力发电系统，特点是在有效风速范围内，发电机组的运行转速变化范围很小，近似恒定；发电机输出的交流电能频率恒定。通常该类风力发电系统中的发电机组为鼠笼式感应发电机组。 恒速恒频式发电机组都是定桨距失速调节型。通过定桨距失速控制的风力机使发电机转速保持在恒定的数值，继而使风电机并网后定子磁场旋转频率等于电网频率，因而转子、风轮的速度变化范围较小，不能保持在最佳叶尖速比，捕获风能的效率低。 2.2变速恒频的双馈感应式发电机 变速恒频式风力发电系统，特点是在有效风速范围内，允许发电机组的运行转速变化，而发电机定子发出的交流电能的频率恒定。通常该类风力发电系统中的发电机组为双馈感应式异步发电机组。 双馈感应式发电机结合了同步发电机和异步发电机的特点。这种发电机的定子和转子都可以和电网交换功率，双馈因此而得名。 双馈感应式发电机，一般都采用升级齿轮箱将风轮的转速增加若干倍，传递给发电机转子转速明显提高，因而可以采用高速发电机，体积小，质量轻。双馈交流器的容量仅与发电机的转差容量相关，效率高、价格低廉。这种方案的缺点是升速轮箱价格贵，噪声大、易疲劳损坏。
风力发电系统建模与仿真
风力发电系统建模与仿真
风力发电系统建模与仿真 摘要：风力发电作为一种清洁的可再生能源利用方式，近年来在世界范围内获得了飞速的发展。本文基于风力机发电建立模型，主要完成了以下工作：（1）基于风资源特点，建立了以风频、风速模型为基础的风力发电理论基 础； （2）运用叶素理论，建立了变桨距风力机机理模型； （3）分析了变速恒频风力发电机的运行区域与变桨距控制的原理与方法，并给出了机组的仿真模型，为风力发电软件仿真奠定了基础； （4）搭建了一套基于PSCAD/EMTDC仿真软件的风力发电系统控制模型以及 完整的风力发电样例系统模型，并且已初步实现风力机特性模拟功能。 关键词：风力发电；风频；风速；风力机；变桨距；建模与仿真 1 风资源及风力发电的基本原理 1.1 风资源概述 （1）风能的基本情况[1] 风的形成乃是空气流动的结果。风向和风速是两个描述风的重要参数。风向是指风吹来的方向，如果风是从东方吹来就称为东风。风速是表示风移动的速度即单位时间内空气流动所经过的距离。 风速是指某一高度连续10min所测得各瞬时风速的平均值。一般以草地上空10m高处的10min内风速的平均值为参考。风玫瑰图是一个给定地点一段时间内的风向分布图。通过它可以得知当地的主导风向。 风能的特点主要有：能量密度低、不稳定性、分布不均匀、可再生、须在有风地带、无污染、分布广泛、可分散利用、另外不须能源运输、可和其它能源相互转换等。 （2）风能资源的估算 风能的大小实际就是气流流过的动能，因此可以推导出气流在单位时间内垂直流过单位截面积的风能，即风能密度，表示如下： 3 ω= (1-1) 5.0vρ 式中, ω——风能密度(2 W)，是描述一个地方风能潜力 /m 的最方便最有价值的量；
《新能源发电》大作业题目 含 答案
网络教育学院《新能源发电》课程设计 题目：风力发电技术 学习中心：奥鹏学习中心（直属） 层次：专升本 专业：电气工程及自动化 年级： 学号： 学生： 辅导教师： 完成日期：年月日
序言 能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。常规能源以煤、石油、天然气为主，它不仅资源有限，而且造成了严重的大气污染。因此，对可再生能源的开发利用，特别是对风能的开发利用，已受到世界各国的高度重视。风电是可再生、无污染、能量大、前景广的能源，大力发展风电这一清洁能源已成为世界各国的战略选择。我国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。近年来我国风电产业及技术水平发展迅猛，但同时也暴露出一些问题。总结我国风电现状及其技术发展，对进一步推动风电产业及技术的健康可持续发展具有重要的参考价值。 第一章风力发电发展的现状 1－1. 风能利用历史 人类利用风能的历史，至少可以追溯到5000多年以前。埃及可能是最先利用风能的国家。2000多年以前，人类开始利用风的力量进行生产，例如靠风力带动简易装置来碾米磨面、引水灌溉。公元前几百年，亚洲的巴比伦人、波斯人也开始利用风能。公元10世纪，伊斯兰人开始用风车提水。到11世纪，风车在中东地区已经获得广泛的应用。 12世纪，风车的概念和设计从中东传入欧洲。荷兰人发明了水平转轴的塔形风车，并且很快风靡北欧。唐吉诃德大战风车的故事听说过吧？（可以查阅相关资料进行了解）。除了磨面、榨油、造纸、锯木等生产作业之外，在比利时等地势较低国家还用风车来排水。 我国至少在3000年以前就出现了帆船。中国最辉煌的风帆时代是明代，郑和下西洋，庞大的风帆船（见教材）在那几次举世闻名的航行中功不可没。郑和的“准环球”旅行，比西方的哥伦布和麦哲伦早了好几百年。公元前数世纪我国人民就开始利用风力提水、灌溉、磨面、舂米等。1300多年前宋代的一种垂直轴“走马灯式”，一直沿用到新中国成立。中国沿海沿江地区的风力提水灌溉或制盐的做法，曾经非常盛行，仅在江苏沿海利用风力的设备就曾多达20万台。我国使用最广泛的是“斜杆式”风车，直到今天，沿海地区农田和盐场中仍有上千台之多。 1－2 我国风力发电的现状 2005年2月，我国国家立法机关通过了《可再生能源法》，明确指出风能、太阳能、水能、生物质能及海洋能等为可再生能源，确立了可再生能源开发利用在能源发展中的优先地位。2009年12月，我国政府向世界承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%，把应对气和变化纳入经济社会发展规划，大力发展包括风电在内的可再生能源与核能，争取到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。随着新能源产业成为国家战略新兴产业规划的出台，风电产业迅猛发展，有望成为我国国民经济增长的一个新亮点。 我国自上世纪80年代中期引进55kW容量等级的风电机投入商业化运行开始，经过
风力发电技术题库
风力发电技术题库-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
一、填空题 整体认识 1、750风力发电机组采用（水平）轴、三叶片、（上）风向、定桨距（失速）调节、（异步）发电机并网的总体设计方案 2、单级异步发电机与齿轮箱之间采用了（膜片式）联轴器连接，该联轴器既具有（扭矩传递）功能，又具有（扭矩过载）保护作用 3、750机组设置了齿轮润滑油（加热装置），外接（强迫油冷却）装置、发电机（加热）除湿装置、散热系统等。 4、机组的软并网装置可将电流限定在额定值的（1.5）倍之内；机组的无功补偿装置可保证功率因数在额定功率点达到（0.99）以上。 5、整个机组由计算机控制，数据自动（采集处理）、自动运行并可远程监控。 6、750机组安全系统独立于（控制系统），包括相互独立、（失效保护）的叶尖气动刹车和两组机械刹车。 7、750机组的切入风速（4.0）m/s，额定风速（15）m/s，切出风速10分钟均值（25 ）m/s 。 8、齿轮箱的弹性支撑承担着齿轮箱的全部重量。由于弹性支撑是主轴的一个（浮动）支点，也承担着主轴的部分重量。 9、S48/750机组叶轮转速是（22.3）rpm ，叶片端线速度（56） m/s 。 10、齿轮箱的齿轮传动比率是（67.9），润滑形式（压力强制润滑）。
异步发电机 1、原动机拖动异步电机, 使其转子转速n 高于旋转磁场的（同步转速）,即使转差率s< 0, 就变成异步发电机运行。 2、风力发电机选用（H）级的绝缘材料。 3、异步发电机本身不能提供激磁电流，必须从电网吸取（无功励磁）功率以建立磁场 4、三相异步发电机的基本结构与三相异步电动机（相同）。 5、异步发电机输向电网的电流频率和它自身的转差率（无关）。 6、发电机基本参数 额定功率（750 ） kW 额定电压（690） V 额定电流（690） A 额定转速（1520） rpm 额定滑差（1.33） % 绝缘等级（H） 8、750kW风力发电机为卧式、（强迫）通风、三相铜条（鼠笼异步）发电机。
风力发电机设计与制造课程设计
一．总体参数设计 总体参数是设计风力发电机组总体结构和功能的基本参数，主要包括额定功率、发电机额定转速、风轮转速、设计寿命等。 1. 额定功率、设计寿命 根据《设计任务书》选定额定功率P r =3.5MW ；一般风力机组设计寿命至少为20年，这里选20年设计寿命。 2. 切出风速、切入风速、额定风速 切入风速 取 V in = 3m/s 切出风速 取 V out = 25m/s 额定风速 V r = 12m/s （对于一般变桨距风力发电机组（选 3.5MW ）的额定风速与平均风速之比为1.70左右,V r =1.70V ave =1.70×7.0≈12m/s ） 3. 重要几何尺寸 (1) 风轮直径和扫掠面积 由风力发电机组输出功率得叶片直径： m C V P D p r r 10495.096.095.045.012225.13500000 883 3 213≈???????==πηηηπρ 其中： P r ——风力发电机组额定输出功率，取3.5MW ； ——空气密度（一般取标准大气状态），取1.225kg/m 3； V r ——额定风速，取12m/s ； D ——风轮直径； 1η——传动系统效率，取0.95； 2η——发电机效率，取0.96； 3η——变流器效率，取0.95； C p ——额定功率下风能利用系数,取0.45。 由直径计算可得扫掠面积： 22 2 84824 1044 m D A =?= = ππ 综上可得风轮直径D=104m ，扫掠面积A=84822 m
4. 功率曲线 自然界风速的变化是随机的, 符合马尔可夫过程的特征, 下一时刻的风速和上一时刻的结果没什么可预测的规律。由于风速的这种特性, 可以把风力发电机组的功率随风速的变化用如下的模型来表示： )()()(△t P t P t P sta t += )(t P ——在真实湍流风作用下每一时刻产生的功率, 它由t 时刻的V(t)决定; )(t P stat ——在给定时间段V(t)的平均值所对应的功率； )(△t P ——表示t 时刻由于风湍流引起的功率波动。 对功率曲线的绘制, 主要在于对风速模型的处理。若假定上式表示的风模型中P stat (t)的始终为零, 即视风速为不随时间变化的稳定值, 在切入风速到切出风速的围按照设定的风速步长, 得到对应风速下的最佳叶尖速比和功率系数,带入式： 32123 8 1ηηπηρD V C P r P = 1η——传动系统效率，取0.95； 2η——发电机效率，取0.96； 3η——变流器效率，取0.95； ——空气密度（一般取标准大气状态），取1.225kg/m 3； V r ——额定风速，取12m/s ； D ——风轮直径； C p ——额定功率下风能利用系数,取0.45。
750kw风力发电机叶片建模与仿真分析解析
毕业论文题目：750KW风力机叶片建模与模态仿真分析 学院： 专业：机械设计制造及其自动化 班级：学号： 学生姓名： 导师姓名： 完成日期： 2014年6月20日
诚信声明 本人声明： 1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果； 2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料； 3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。 作者签名：日期：年月日
毕业设计（论文）任务书 题目： 750KW风力机叶片建模与模态仿真分析 姓名学院专业班级学号 指导老师职称教研室主任 一、基本任务及要求： 1、查阅20篇左右文献资料，撰写开题报告和文献综述。 2、确定叶片主要翼形构成、外形参数及载荷。 3、应用三维建模软件建立叶片三维实体模型。 4、应用仿真软件对复合材料叶片进行模态仿真分析。 5、改变叶片转速，讨论复合材料叶片动力刚化效应对振动的影响。 6、按照要求撰写毕业论文和打印图纸。 二、进度安排及完成时间： 2014.2.20－3.5：课题调研（含毕业实习及撰写毕业实习报告）、查阅文献资料。2014.3.6－3.28：撰写文献综述和开题报告。 2014.3.29－4.8：确定叶片主要翼形构成、外形参数及载荷。 2014.4.9－4.19：应用三维建模软件建立叶片三维实体模型。 2014.4.20－4.27：应用仿真软件对复合材料叶片进行模态仿真分析。 2014.4.28－5.5：改变叶片转速，讨论复合材料叶片动力刚化效应对振动的影响。2014.5.6－5.26：撰写毕业论文、完成设计。 2014.5.27－6.10：整理毕业设计资料，毕业答辩。