新能源發(fā)電與控制技術(shù)復(fù)習(xí)題完整版(編輯修改稿)
2025-09-06 19:25 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 為90186。，當(dāng)風(fēng)速達(dá)起動(dòng)風(fēng)速時(shí)，槳葉向0186。方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到氣流對(duì)槳葉產(chǎn)生一定的攻角，風(fēng)力機(jī)獲得最大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的起動(dòng) b. 額定轉(zhuǎn)速以下（欠功率狀態(tài)）的控制 為了改善低風(fēng)速時(shí)的槳葉性能，近幾年來(lái)，在并網(wǎng)運(yùn)行的異步發(fā)電機(jī)上，利用新技術(shù)，根據(jù)風(fēng)速的大小調(diào)整發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)差率，使其盡量運(yùn)行在最佳葉尖速比上，以優(yōu)化功率輸出。 c. 額定轉(zhuǎn)速以上（額定功率狀態(tài)）的恒功率控制 當(dāng)風(fēng)速過(guò)高時(shí)，通過(guò)調(diào)整槳葉節(jié)距，改變氣流對(duì)葉片的攻角，使槳距角β 向迎風(fēng)面積減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，β增大，功角α 減小，如圖所示。從而改變風(fēng)力發(fā)電機(jī)組獲得的空氣動(dòng)力轉(zhuǎn)矩，使功率輸出保持在額定值附近，這時(shí)風(fēng)力機(jī)在額定點(diǎn)的附近具有較高的風(fēng)能利用因數(shù)。 繪制太陽(yáng)能電池的工作原理示意圖，并分析其工作原理。 太陽(yáng)能電池的原理是基于半導(dǎo)體效應(yīng)的光伏效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射直接轉(zhuǎn)換為電能。所謂光伏效應(yīng)是指物體在吸收光能之后，其內(nèi)部能傳導(dǎo)電流的載流子分布狀態(tài)和濃度發(fā)生變化，由此產(chǎn)生出電流和電動(dòng)勢(shì)的效應(yīng)。而且在這種發(fā)電過(guò)程中，光伏電池本身不發(fā)生任何化學(xué)變化，也沒(méi)有機(jī)械磨損，因而在使用中無(wú)噪聲、無(wú)氣味，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。 當(dāng)光照射到pn結(jié)上時(shí)，產(chǎn)生電子空穴對(duì)，在半導(dǎo)體內(nèi)部PN結(jié)附近生成的載流子沒(méi)有被復(fù)合而到達(dá)空間電荷區(qū)，受內(nèi)部電場(chǎng)的吸引，電子流入n區(qū)，空穴流入p區(qū)，結(jié)果使n區(qū)儲(chǔ)存了過(guò)剩的電子，p區(qū)有過(guò)剩的空穴。它們?cè)趐n結(jié)附近形成與勢(shì)壘方向相反的光生電場(chǎng)。光生電場(chǎng)除了部分抵消勢(shì)壘電場(chǎng)的作用外，還使p區(qū)帶正電，N區(qū)帶負(fù)電，在N區(qū)和P區(qū)之間的薄層就產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生電能。 3. 分析雙饋異步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理。 圖雙饋異步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)：P105。圖358答：工作原理可概括：發(fā)電機(jī)的定子直接連接在電網(wǎng)上，轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)集電環(huán)經(jīng)ACAC或ACDCAC變頻器與電網(wǎng)相連，通過(guò)控制轉(zhuǎn)子電流的頻率、幅值、相位和相序?qū)崿F(xiàn)變速恒頻控制。為了實(shí)現(xiàn)變速，當(dāng)風(fēng)速變化時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)速反饋系統(tǒng)控制發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩。使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速跟蹤風(fēng)速的變化，以獲得最大風(fēng)能。為實(shí)現(xiàn)恒頻輸出，當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為n時(shí)，因定子電流的頻率f1=pn/60177。f2，由變頻器控制轉(zhuǎn)子電流的頻率f2，以維持f1恒定。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于同步速時(shí)，發(fā)電機(jī)運(yùn)行在亞同步狀態(tài)，此時(shí)定子向電網(wǎng)供電，同時(shí)電網(wǎng)通過(guò)變頻器向向轉(zhuǎn)子供電，提供交流勵(lì)磁電流；當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高于同步速時(shí)，發(fā)電機(jī)運(yùn)行在超同步狀態(tài)，定，轉(zhuǎn)子同時(shí)向電網(wǎng)供電；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)運(yùn)行在同步狀態(tài)，f2=0，變頻器向轉(zhuǎn)子提供直流勵(lì)磁，定子向電網(wǎng)供電，相當(dāng)于一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)。 。 圖3 同步發(fā)電機(jī)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)：P102 圖354答：為了解決風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)頻率之間的剛性耦合問(wèn)題，在同步發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間加入AC—DC—AC變頻器，可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作在不同的轉(zhuǎn)速下，省去調(diào)速裝置。而且可通過(guò)控制變頻器中的電流或轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁電流來(lái)控制電磁轉(zhuǎn)矩，以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，減小傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)力，使之達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。其中Pw為風(fēng)力機(jī)的輸入功率；Pa為發(fā)電機(jī)的輸入功率；If為勵(lì)磁電流。5. 分析無(wú)刷雙饋異步發(fā)電機(jī)的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理。 無(wú)刷雙饋異步變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)圖P106 圖359答：磁場(chǎng)調(diào)制型無(wú)刷雙饋異步發(fā)電機(jī)的定子中的功率繞組直接與電網(wǎng)相連，控制繞組通過(guò)變頻器與電網(wǎng)相連。圖中P*和Q*分別為有功功率和無(wú)功功率的給定值；功率控制器根據(jù)功率給定與反饋值及頻率檢測(cè)信號(hào)按一定的控制規(guī)則輸出頻率和電流的控制信號(hào)。無(wú)刷雙饋發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速的變化而變化，以保證系統(tǒng)運(yùn)行在最佳工況下，提高風(fēng)能轉(zhuǎn)化的效率。當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速
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