新能源發(fā)電與控制技術復習題完整版(編輯修改稿)
2025-09-06 19:25 本頁面
【文章內容簡介】 為90186。，當風速達起動風速時，槳葉向0186。方向轉動，直到氣流對槳葉產(chǎn)生一定的攻角，風力機獲得最大的起動轉矩，實現(xiàn)風力發(fā)電機的起動 b. 額定轉速以下（欠功率狀態(tài)）的控制 為了改善低風速時的槳葉性能，近幾年來，在并網(wǎng)運行的異步發(fā)電機上，利用新技術，根據(jù)風速的大小調整發(fā)電機的轉差率，使其盡量運行在最佳葉尖速比上，以優(yōu)化功率輸出。 c. 額定轉速以上（額定功率狀態(tài)）的恒功率控制 當風速過高時，通過調整槳葉節(jié)距，改變氣流對葉片的攻角，使槳距角β 向迎風面積減小的方向轉動一個角度，β增大，功角α 減小，如圖所示。從而改變風力發(fā)電機組獲得的空氣動力轉矩，使功率輸出保持在額定值附近，這時風力機在額定點的附近具有較高的風能利用因數(shù)。 繪制太陽能電池的工作原理示意圖，并分析其工作原理。 太陽能電池的原理是基于半導體效應的光伏效應，將太陽輻射直接轉換為電能。所謂光伏效應是指物體在吸收光能之后，其內部能傳導電流的載流子分布狀態(tài)和濃度發(fā)生變化，由此產(chǎn)生出電流和電動勢的效應。而且在這種發(fā)電過程中，光伏電池本身不發(fā)生任何化學變化，也沒有機械磨損，因而在使用中無噪聲、無氣味，對環(huán)境無污染。 當光照射到pn結上時，產(chǎn)生電子空穴對，在半導體內部PN結附近生成的載流子沒有被復合而到達空間電荷區(qū)，受內部電場的吸引，電子流入n區(qū)，空穴流入p區(qū)，結果使n區(qū)儲存了過剩的電子，p區(qū)有過剩的空穴。它們在pn結附近形成與勢壘方向相反的光生電場。光生電場除了部分抵消勢壘電場的作用外，還使p區(qū)帶正電，N區(qū)帶負電，在N區(qū)和P區(qū)之間的薄層就產(chǎn)生電動勢，從而產(chǎn)生電能。 3. 分析雙饋異步發(fā)電機變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理。 圖雙饋異步發(fā)電機變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)：P105。圖358答：工作原理可概括：發(fā)電機的定子直接連接在電網(wǎng)上，轉子繞組通過集電環(huán)經(jīng)ACAC或ACDCAC變頻器與電網(wǎng)相連，通過控制轉子電流的頻率、幅值、相位和相序實現(xiàn)變速恒頻控制。為了實現(xiàn)變速，當風速變化時，通過轉速反饋系統(tǒng)控制發(fā)電機的電磁轉矩。使發(fā)電機轉子轉速跟蹤風速的變化，以獲得最大風能。為實現(xiàn)恒頻輸出，當轉子的轉速為n時，因定子電流的頻率f1=pn/60177。f2，由變頻器控制轉子電流的頻率f2，以維持f1恒定。當發(fā)電機轉子轉速低于同步速時，發(fā)電機運行在亞同步狀態(tài)，此時定子向電網(wǎng)供電，同時電網(wǎng)通過變頻器向向轉子供電，提供交流勵磁電流；當發(fā)電機轉子轉速高于同步速時，發(fā)電機運行在超同步狀態(tài)，定，轉子同時向電網(wǎng)供電；當轉子轉速等于同步轉速時，發(fā)電機運行在同步狀態(tài)，f2=0，變頻器向轉子提供直流勵磁，定子向電網(wǎng)供電，相當于一臺同步發(fā)電機。 。 圖3 同步發(fā)電機變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)：P102 圖354答：為了解決風力發(fā)電機中的轉子轉速和電網(wǎng)頻率之間的剛性耦合問題，在同步發(fā)電機和電網(wǎng)之間加入AC—DC—AC變頻器，可以使風力發(fā)電機工作在不同的轉速下，省去調速裝置。而且可通過控制變頻器中的電流或轉子中的勵磁電流來控制電磁轉矩，以實現(xiàn)對風力機轉速的控制，減小傳動系統(tǒng)的應力，使之達到最佳運行狀態(tài)。其中Pw為風力機的輸入功率；Pa為發(fā)電機的輸入功率；If為勵磁電流。5. 分析無刷雙饋異步發(fā)電機的變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理。 無刷雙饋異步變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)圖P106 圖359答：磁場調制型無刷雙饋異步發(fā)電機的定子中的功率繞組直接與電網(wǎng)相連，控制繞組通過變頻器與電網(wǎng)相連。圖中P*和Q*分別為有功功率和無功功率的給定值；功率控制器根據(jù)功率給定與反饋值及頻率檢測信號按一定的控制規(guī)則輸出頻率和電流的控制信號。無刷雙饋發(fā)電機的轉子的轉速隨風速的變化而變化，以保證系統(tǒng)運行在最佳工況下，提高風能轉化的效率。當發(fā)電機的轉速
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