实验一 风力发电机组的运行实验
风能发电见习实习报告
风能发电见习实习报告风能发电见习实习报告一、风电厂的主要设备及其简介大风坝风电厂的风力发电机属于大型水平轴风力涡轮机，其组件简介如下：1、大型水平轴风力涡轮机组件2、转子叶片——捕获风能并将其转换为转轴的转动能3、转轴——将转动能转移到发电机内4、发动机箱——一个箱子，其中包含：5、变速箱——用于增加转子中心和发电机之间的转轴速度6、发电机——利用转轴的转动能，通过电磁性发电7、电子控制装置——监视系统，用于在出现故障时关闭涡轮和控制偏航装置。
8、偏航控制器——移动转子使其与风向保持一致9、制动装置——在出现电力超载或系统故障时停止转轴旋转。
10、塔架——支撑转子和发动机箱，并将整个装置上升到更高位置，使叶片不会碰到地面。
11、电力设备——从发电机向下通过塔架输送电流，还可控制涡轮机的多个部件风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。
广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。
许多世纪以来，风力发电机同水力机械一样，作为动力源替代人力、畜力，对生产力的发展发挥过重要作用。
近代机电动力的广泛应用以及二十世纪50年代中东油田的发现，使风力机的发展缓慢下来。
70年代初期，由于“石油危机”，出现了能源紧张的问题，人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性，于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。
风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。
根据风力发电机旋转轴的区别，风力发电机可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。
水平轴风力发电机：旋转轴与叶片垂直，一般与地面平行，旋转轴处于水平的风力发电机。
垂直轴风力发电机：旋转轴与叶片平行，一般与地面吹垂直，旋转轴处于垂直的风力发电机。
目前占市场主流的是水平轴风力发电机，平时说的风力发电机通常也是指水平轴风力发电机。
目前水平轴风力发电机的功率最大已经做到了5wm左右。
垂直轴风力发电机虽然最早被人类利用，但是用来发电还是近10多年的事。
实验一 风力发电机组运行实验
实验报告实验名称：________________ 课程名称：________________ 指导老师：________________ 专业：________________ 学号：________________ 姓名：________________实验一风力发电机组运行实验一．实验目的熟悉异步风电机组的工作原理及其并网过程，掌握风速波动时异步风电机组的输出特性和电网故障时异步风电机组的输出特性。
二．实验内容1. 搭建一个单机容量为1.5MW的异步风力发电系统，并实现其并网运行，电网由单机无穷大系统代替。
2．对该异步风力发电系统和单机无穷大系统中各个模块进行参数设置。
3．观察并记录风速波动时异步风电机组的输出特性和电网故障时异步风电机组的输出特性。
三．实验设备及仪器1．计算机。
2．MATLAB软件。
四．实验方法1．并网运行异步风电机组的系统结构基于普通感应发电机的异步风电机组，一般由风轮、轴系（包括低速轴LS、高速轴HS 和齿轮箱组成）、感应发电机等组成，如图1-1所示。
发电机转子通过轴系与风电机组风轮连接，而发电机定子回路与电网用交流线路连接。
这种类型的风电机组一旦起动，其风轮转速是不变的（取决于电网的系统频率），与风速无关。
在电力系统正常运行的情况下，风轮转速随感应发电机的滑差变化。
风电机在额定功率运行状态下，发电机滑差的变化范围为1%~2%,因此正常运行时风轮转速仅在很小范围内变化。
图1-1 基于普通感应发电机的异步风电机组2．并网运行异步风电机组的仿真模型搭建并网运行异步风电系统的仿真模型3．模块参数设置按照实验要求将Powergui、Three-Phase Source、Three-Phase Transformer(Two Windings)、Three-Phase PI Section Line、Three-Phase Fault、Three-Phase Transformer(Two Winding)1、Three-Phase V-I Measurement、风电机组模块、Bus Selector以及Step模块的参数设置好。
风力发电系统实验
四川大学电气信息学院课程题目：风力发电系统实验专业班级：电力108班姓名：郭焱林孟庆伦王飞鹏杜越梁政学号：1143031056 1143031208 11430312281143031227 1143031247第二章风力发电系统实验§ 2.1 风力发电实验2.1.1 风力发电机调速一、实验类别/学时验证/2 学时二、实验目的1．掌握永磁发电机、永磁变频电机、变频调速器工作原理，以及模拟风力发电过程中，它们之间的机械、电磁关系。
2. 掌握变频器使用方法。
三、实验原理同步发电机是目前使用最多的一种发电机。
同步发电机的定子与异步发电机相同，由定子铁心和三相定子绕组组成；转子由转子铁心、转子绕组(即励磁绕组)、集电环和转子轴等组成,转子上的励磁绕组经集电环、电刷与直流电源相连，通以直流励磁电流来建立磁场。
为了便于起动，磁极上一般还装有笼型起动绕组。
同步发电机结构如图 2-1 所示。
图2-1 同步发电机结构图2-2 同步发电机转子结构a) 隐极式b) 凸极式同步发电机的转子有凸极式和隐极式两种，其结构如图 2-2 所示。
隐极式的同步发电机转子呈圆柱体状，其定、转子之间的气隙均匀，励磁绕组为分布绕组，分布在转子表面的槽内。
凸极式转子具有明显的磁极，绕在磁极上的励磁绕组为集中绕组，定、转子间的气隙不均匀。
凸极式同步发电机结构简单、制造方便，一般用于低速发电场合；隐极式的同步发电机结构均匀对称，转子机械强度高，可用于高速发电。
大型风力发电机组一般采用隐极式同步发电机。
同步发电机的励磁系统一般分为两类：一类用直流发电机作为励磁电源的直流励磁系统，另一类用整流装置将交流变成直流后供给励磁的整流励磁系统。
发电机容量大时,一般采用整流励磁系统。
同步发电机在风力机的拖动下，转子(含磁极)以转速 n 旋转，旋转的转子磁场切割定子上的三相对称绕组，在定子绕组中产生频率为 f1 的三相对称的感应电动势和电流输出，从而将机械能转化为电能。
风力发电实训报告
风力发电实训报告一、引言随着全球能源需求的不断增长，传统的能源资源逐渐减少，对环境产生了严重的影响。
因此，寻找可再生能源成为人们关注的焦点。
风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，逐渐受到人们的关注和重视。
风力发电实训旨在通过实地操作和实验，了解风力发电原理、系统构成和运行特点，培养学生的实践能力和创新意识。
二、风力发电原理风力发电是利用风能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能的过程。
当风流经过风力发电机组的风轮叶片时，叶片受到风力的作用，转动起来。
风轮与发电机之间通过传动系统相连，风轮转动带动发电机转动，产生电能。
三、风力发电系统构成1. 风轮：风轮是风力发电系统的核心部分，它由多个叶片组成。
叶片的设计和材料选择直接影响着风轮的效率和稳定性。
2. 传动系统：传动系统将风轮的旋转运动传递给发电机，常见的传动方式有齿轮传动和带传动。
3. 发电机：发电机将机械能转化为电能，其中常用的发电机有同步发电机和异步发电机。
4. 控制系统：控制系统负责监测和控制风力发电系统的运行状态，确保系统的安全和稳定运行。
常见的控制系统包括风速监测系统、风向调节系统和电力调节系统。
四、风力发电实训过程1. 实地调查：通过实地调查了解风力资源的分布情况、平均风速和风向等信息，选择适合建设风力发电场的地点。
2. 设计方案：根据实地调查结果和实际需求，制定风力发电场的设计方案，包括风轮类型、叶片材料、传动系统和发电机的选择等。
3. 风力发电机组组装：根据设计方案，进行风力发电机组的组装和安装，保证各个部件的连接紧密和稳定。
4. 实验测试：通过实验测试，验证风力发电机组的性能和稳定性，包括风速对发电机输出功率的影响、风向调节系统的调节能力等。
5. 运行监测：对风力发电机组进行长期运行监测，收集和分析运行数据，及时发现和解决问题，保证系统的安全和稳定运行。
五、风力发电实训的意义1. 培养实践能力：风力发电实训通过实地操作和实验测试，培养学生的实践能力和创新意识，提高其解决实际问题的能力。
_风力发电实验指导
风力发电实验风能是一种清洁的可再生能源，蕴量巨大。
全球的风能约为2.7×10 8万千瓦，其中可利用的风能为2×10 6万千瓦，比地球上可开发利用的水能总量要大10倍。
随着全球经济的发展，对能源的需求日益增加，对环境的保护更加重视，风力发电越来越受到世界各国的青睐。
大力发展风电等新能源是我国的重大战略决策，也是我国经济社会可持续发展的客观要求。
发展风电不但具有巨大的经济效益，而且与自然环境和谐共生，不对环境产生有害影响。
近几年，随着我国的风电设备制造技术取得突破，风力发电取得飞速发展。
据2011年4月《国家电网公司促进风电发展白皮书》。
截至2010年底，全国风电并网容量2956万千瓦，“十一五”期间年均增速接近100%。
2010年，全国风电机组平均利用小时数2097小时。
蒙东、蒙西、吉林、黑龙江风电发电量占全社会用电量的比例分别达到21.1%、8.7%、5.6%、4.6%，风电利用已达到较高水平。
预计到2015年，我国风电规模将超过9000万千瓦，2020年将达到1.5亿千瓦以上。
与其它能源相比，风力，风向随时都在变动中。
为适应这种变动，最大限度地利用风能，近年来在风叶翼型设计，风力发电机的选型研制，风力发电机组的控制方式，并网发电的安全性等方面，都进行了大量的研究，取得重大进展，为风力发电的飞速发展奠定了基础。
风电的飞速发展提供大量的就业与个人发展机会，普及风电知识，在高等院校培养相关专门人才已成当务之急。
实验内容实验1 风速，螺旋桨转速（也是发电机转速），发电机感应电动势之间关系测量 实验2 测量扭曲型可变浆距3叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系 实验3 切入风速到额定风速区间功率调节实验实验4 额定风速到切出风速区间功率调节实验 － 变浆距调节 实验5 风帆型3叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系的测量 实验6 平板型4叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系的测量实验原理1、风能与风速测量风是风力发电的源动力，风况资料是风力发电场设计的第一要素。
苏教版小学科学二年级上册科学实验报告
苏教版小学科学二年级上册科学实验报告
可以通过拉伸、弯曲、压缩、扭转等方式改变物体的形状。
科学实验报告单
实验名称制作简易风力发电机实验时间实验班级二年级（）班实验组别第（）组学生姓名
塑料杯、风车、电动机、铁丝、电线、LED灯
实验器材
1、将电动机固定在塑料杯中心。
实验步骤
2、将铁丝固定在塑料杯底部，作为支架。
3、将风车固定在铁丝上。
4、将电线连接电动机和LED灯。
5、用风扇吹动风车，观察LED灯是否亮起。
观察到的
现象或测
量的结果
当风扇吹动风车时，电动机转动，LED灯亮起。
结论
利用风力发电原理，可以制作简易的风力发电机，将风能转化为电能。
2、用红色玻璃纸覆盖手电筒，再照在白衣娃娃身上。
3、再用红色玻璃纸覆盖手电筒，照在穿着白裙子的娃娃身上。
4、再用红色玻璃纸覆盖手电筒，照在穿着红裙子的娃娃身上。
观察到的现象或测量的结果
1、白衣娃娃身上没有变化。
2、白衣娃娃身上变成了红色。
3、穿着白裙子的娃娃身上没有变化。
4、穿着红裙子的娃娃身上变成了更亮的红色。
结论
红色光照在红色裙子上，使得颜色更亮；而红色光照在白色裙子上，使得颜色变成了红色。
风力发电机偏航实验要求与方法、试验类型统计
一一偏航定位偏差;
θfi一一风向标的角度:
θpi一一每次偏航运转的角度。
应满足下式:
≤5°
2. 6偏航系统偏航阻尼力矩试验
起动被试验机组后，使被试验机组处于正常停机状态。用压力表检查液压站上偏航阻尼调定机构的调定值是否与机组的设计文件中规定的使用值相一致，然后在偏航制动器上安装压力表。待安装完毕后，确认压力表安装是否正确。确认后手动操作使偏航系统偏航任意角度并停止。反复运转三次。记录偏航过程中偏航制动器上安装的压力表的数值Pzi，取其算术平均值记为Pz, pz按下式计算:
偏航转速r/min
≤0.3
≤0.18
≤0.1
≤0.092
≤0.085
1. 7偏航阻尼
偏航过程中，应有合适的阻尼力矩，以保证偏航平稳、定位准确。
1. 8方位检测
风力发电机组偏航系统应设有地理方位检测装置。
2试验内容和方法
2.1试验准备
2.1. 1按照GB/下18451. 2- 2003中7. 2的规定测取试验时的风速并记录。
对于主动偏航系统，在达到规定的扭纹角度前应触发解缆动作:偏航系统应具有扭缆保护功能。
1. 6偏航转速
对于并网型风力发电机组，为避免风轮轴和叶片轴产生过大陀螺力矩，偏航转速值应通过系统力学分析确定。推荐转速值见表1.来自表1风力发电机组功率kW
100~200
250~350
500~700
800~1000
1200~1500
2. 1.2按照GB/ T 18451. 2- 2003中7. 3的规定测取试验时的风向并记录。
2. 1.3按照GB/ T 18451. 2- 2003中7. 4的规定测取试验时的温度值并记录。
2. 1.4按照GB/下18451. 2- 2003中7. 4的规定测取试验时的大气压值并记录。
风力发电教学实验指导书
风⼒发电教学实验指导书⼤型风⼒发电缩⽐模型实验指导⼿册⽬录实验⼀：认识实验实验⼆：风速模拟及风速与输出功率实验实验三：⼤型风⼒发电机缩⽐模型⾃动运⾏演⽰实验实验⼀：认识实验实验⽬的：通过认识⼤型风⼒发电缩⽐模型，了解风⼒发电机组的各部分组成及基本功能。
实验内容：1、实验台结构本实验台由操作台、电⽓控制柜、执⾏平台、配电柜四部分组成。
操作台为⼈机交互平台，其中包括操作按钮以及显⽰器⾯板。
电⽓控制柜为电⽓元件安放平台，其中电源部分和控制部分。
执⾏平台由直流拖动电机和交流双馈发电机以及相应的机械结构组成。
实验⼀：风速模拟实验模拟风源电源以及调节系统：系统配备的⼀个模拟风源，且其输出的风速⼤⼩可以⽆极调节，主要⽤于⼤型风⼒发电机⾃动运⾏状态下模拟室外风源，来进⾏跟风偏航、变浆等试验。
其在操作台上的控制如图：按下“风机电源”打开模拟风源，调节风机转速电位器可对其输出风速进⾏调节，推动⽀架结构可对风向进⾏调整（注意向⼀个⽅向旋转最多2圈，防⽌绕线）电⽓柜硬件说明电⽓柜为本设备的主要控制机构，其包括了断路器、PLC、变流器、驱动器、接触器、继电器、开关电源、电流互感器、电压互感器等等。
电⽓柜内元器件安装位置图断路器、空⽓开关断路器为设备的供电电源开关器件，其位置如下：变流器变流器为VACON 变流器，其为发电机运动的直接控制单元，其由整流器INU 和逆变器AFE 组成。
变流器的主要作⽤与组成：变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发⽣变化的电器设备。
包括整流器（交流变直流）、逆变器（直流变交流)。
变流器除主电路(分别为整流电路、逆变电路、交流变换电路和直流变换电路）外，还需有控制功率开关元件通断的触发电路和实现对电能的调节、控制的控制电路。
变流器的触发电路包括脉冲发⽣器和脉冲输出器两部分。
前者根据控制信号的要求产⽣⼀定频率、⼀定宽度或⼀定相位的脉冲；后者将此脉冲的电平放⼤为适合变流器中功率开关元件需要的驱动信号。
风力发电机调试试运行方案
风力发电机调试试运行方案
介绍
本文档为新用户提供合适的风力发电机调试试运行方案，以确保系统运行正常并按照预期工作。
步骤
以下是调试试运行的步骤：
1. 确认风力发电机的操作状态：关闭所有电源并按照使用说明书检查电源连接是否正确。
2. 开始试运行：接通电源，开启风速控制系统，并设置到适当的风速。
注意：不得与风速平台等机械设备接触 / 干扰。
3. 对于大型发电机，必须进行负载测试。
先将负载设置最小，等达到最大速度时再将其调整到最大值。
确保所有系统运行正常。
4. 进行完全负载测试：检查生成电机是否能承受负载并提供所需的输出电流。
如果系统不正常，请排除故障并再次尝试测试。
5. 测试并验证安全系统：拉起紧急停止电源或其他安全系统，确保安全系统是否正常运行和响应接近。
6. 在调试试运行期间，建议对系统进行总体评估，以便及时发现和纠正任何故障。
总结
风力发电机调试试运行是确保设备运行正常、安全、高效的重要环节。
请按照上述步骤进行测试，并随时注意系统的运行情况，检查和解决故障。
风力发电实验报告
风力发电实验报告一、实验目的本实验旨在了解风力发电技术的原理和方法，并通过实际操作，掌握风力发电的基本原理和实现方法。
二、实验器材1.风力发电机组2.轮毂3.电流计4.风速计三、实验原理风力发电利用自然风力产生的机械能驱动风力发电机组转动，产生电能。
风力发电机组包括轮毂和叶片，风力将叶片推动转动，转动的运动通过发电机转换成电能，最终输出。
四、实验步骤1.将风力发电机组固定在风力发电实验台上；2.调整发电机组的位置，使叶片能够正常转动，并与风量计相连；3.用风速计测量风的速度，并记录下来；4.打开发电机组的电源，观察风力转动机组的情况；5.将电流计与发电机连接，并记录读数；6.改变风速，重复步骤3~5，取一系列风速下的电流数值。
五、实验结果分析根据实验记录的数据，可以绘制出风速与电流的关系图。
在低风速下，电流较低；随着风速的增加，电流逐渐增大。
当风速达到一定值时，电流达到最大值，继续增大风速，电流开始下降。
通过实验，可以发现风速和电流之间存在一定的线性关系。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了风力发电的基本原理和实现方法，并通过实际操作，掌握了风力发电的步骤和技巧。
实验结果表明，在一定范围内，风速和电流之间存在一定的线性关系。
本实验对于风力发电技术的研究和应用有一定的参考价值。
七、实验改进方向在实验过程中，由于实验条件和设备的限制，可能存在一定的误差。
未来可以考虑使用更精准的仪器和设备进行实验，以提高实验的准确性和可靠性。
此外，还可以对不同叶片形状、轮毂尺寸等参数进行实验研究，以探索如何提高风力发电的效率和稳定性。
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略
02
全功率变流器风电机组技术
全功率变流器技术介绍
全功率变流器是一种能够将风能转换为电能的全功率变换装 置，能够实现风能的最大化利用。
全功率变流器通常采用电力电子变换器和控制系统来实现能 量的转换和控制，具有高效率、高可靠性、易于维护等特点 。
混合能源利用
全功率变流器风电机组将结合其他可再生能源，形成多能互补 的能源利用模式，提高能源的综合利用率。
智能电网建设
全功率变流器风电机组将更好地融入智能电网建设，提高电力 系统的稳定性、可靠性和经济性。
06
全功率变流器风电机组实际应用案例分 析
案例一
提高发电效率、优化电能质量
全功率变流器在大型风力发电场中作为核心的电能转换设备，通过最大功率追踪 、最优效率控制等策略，提高风能利用率和发电效率。同时，通过电能质量控制 技术，确保并网电能质量满足标准要求。
动对电力系统的稳定性的影响。
02
可靠性问题
全功率变流器风电机组涉及大量的电力电子器件，如何保证其长期稳
定、可靠地运行是亟待解决的问题。
03
经济性问题
目前全功率变流器风电机组的造价较高，如何降低其成本，提高市场
竞争力是亟待解决的问题。
发展方向展望
提高发电效率
未来全功率变流器风电机组将不断提高发电效率，优化风能利 用率，为绿色能源发展提供更强的推动力。
2023
全功率变流器风电机组的 工作原理及控制策略
目 录
• 风力发电系统概述 • 全功率变流器风电机组技术 • 全功率变流器风电机组控制策略设计 • 全功率变流器风电机组实验及仿真 • 全功率变流器风电机组应用前景与挑战 • 全功率变流器风电机组实际应用案例分析
风力发电实验指导详解
max
Pmax
1 2
SV13
16 27
0.593
(12)
风力机的实际风能利用系数（功率系数）CP 定义为风力机实际输出功率与流过风轮截面 S 的风能之比。 CP 随风力机的叶片型式及工作状态而变，并且总是小于贝兹极限，商品风机工作时，CP 一般在 0.4 左 右。
风力机实际的功率输出为：
P
1 2
图 2 表示某风轮叶尖速比与功率系数 CP 的关系， 0.1
由图可见在一定的叶尖速比下，风轮获得最高的
风能利用率。
0
2
4
6
8
对于同一风轮，在额定风速内的任何风速，
叶尖速比与功率系数的关系都是一致的。
图 2 风轮叶尖速比与功率系数 CP 关系
不同翼型或叶片数的风轮，CP 曲线的形状不一样，CP 最大值与最大值对应的 λ 值也不一样。 叶尖速比在风力发电机组的设计与功率控制过程中都是重要参数。
3. 恒速恒频发电机
恒速恒频机组一般采用感应发电机，感应发电机又称异步发电机，它是利用定子绕组中 3 相交流电产
生的旋转磁场与转子绕组内的感应电流相互作用而工作的。运行时定子直接接外电网，转子不需外加励
磁。转子以超过同步速 3%～5%的转速运行，定子旋转磁场在转子绕组中感应出频率为 f1 的感应电流， （5）式中 f1 的前面取负号。当转子转速略有变化时，f1 的频率随之改变，而输出电流频率始终与电网 频率一致，无需加以调节。
1
P
1 2
mV12
பைடு நூலகம்
1 2
SV13
(1)
空气的动能与风速的立方成正比。
（1）式中为空气密度，由气体状态方程，密度与气压 p，绝对温度 T 的关系为：
风力发电机组实验报告单
风力发电机组实验报告单
摘要
本实验旨在检验风电发电机组的性能特征，以及风力发电系统在风速
变化时的响应情况。
实验采用橡胶轮测风仪和发电机组组装而成的气动模
拟实体，模拟风电发电机组的运行状况，并捕获实体输出功率的实时变化。
实验结果表明，随着风速的变化，发电机组的最大输出功率也随之增大，
吸力、发力转速也有所增加，从而验证风电发电机组的性能特征。
关键词：风力发电；发电机组；气动模拟
1、引言
随着现代人类不断的发展，能源是社会发展进程中必不可少的因素。
风力发电作为一种新型的可再生能源，在节省石油、减少温室气体排放等
方面发挥着重要作用。
风力发电的发电机组是风力发电系统最核心的部件，它负责把风能转换为可以用来发电的电能，其运行性能对风力发电至关重要。
本实验旨在检验风电发电机组的性能特征，以及风力发电系统在风速
变化时的响应情况。
实验结果将为研究者更好地了解风力发电系统的工作
原理和发电机组的性能特征提供参考。
2、试验系统
本实验采用橡胶轮测风仪和发电机组组装而成的气动模拟实体，模拟
风电发电机组的运行状况，并捕获实体输出功率的实时变化。
风力发电系统实验
风⼒发电系统实验四川⼤学电⽓信息学院课程题⽬：风⼒发电系统实验专业班级：电⼒108班姓名：郭焱林孟庆伦王飞鹏杜越梁政学号：1143031056 1143031208 11430312281143031227 1143031247第⼆章风⼒发电系统实验§ 2.1 风⼒发电实验2.1.1 风⼒发电机调速⼀、实验类别/学时验证/2 学时⼆、实验⽬的1．掌握永磁发电机、永磁变频电机、变频调速器⼯作原理，以及模拟风⼒发电过程中，它们之间的机械、电磁关系。
2. 掌握变频器使⽤⽅法。
三、实验原理同步发电机是⽬前使⽤最多的⼀种发电机。
同步发电机的定⼦与异步发电机相同，由定⼦铁⼼和三相定⼦绕组组成；转⼦由转⼦铁⼼、转⼦绕组(即励磁绕组)、集电环和转⼦轴等组成,转⼦上的励磁绕组经集电环、电刷与直流电源相连，通以直流励磁电流来建⽴磁场。
为了便于起动，磁极上⼀般还装有笼型起动绕组。
同步发电机结构如图 2-1 所⽰。
图2-1 同步发电机结构图2-2 同步发电机转⼦结构a) 隐极式b) 凸极式同步发电机的转⼦有凸极式和隐极式两种，其结构如图 2-2 所⽰。
隐极式的同步发电机转⼦呈圆柱体状，其定、转⼦之间的⽓隙均匀，励磁绕组为分布绕组，分布在转⼦表⾯的槽内。
凸极式转⼦具有明显的磁极，绕在磁极上的励磁绕组为集中绕组，定、转⼦间的⽓隙不均匀。
凸极式同步发电机结构简单、制造⽅便，⼀般⽤于低速发电场合；隐极式的同步发电机结构均匀对称，转⼦机械强度⾼，可⽤于⾼速发电。
⼤型风⼒发电机组⼀般采⽤隐极式同步发电机。
同步发电机的励磁系统⼀般分为两类：⼀类⽤直流发电机作为励磁电源的直流励磁系统，另⼀类⽤整流装置将交流变成直流后供给励磁的整流励磁系统。
发电机容量⼤时,⼀般采⽤整流励磁系统。
同步发电机在风⼒机的拖动下，转⼦(含磁极)以转速 n 旋转，旋转的转⼦磁场切割定⼦上的三相对称绕组，在定⼦绕组中产⽣频率为 f1 的三相对称的感应电动势和电流输出，从⽽将机械能转化为电能。
风电机组实验报告
风电机组实验报告1. 引言本实验旨在研究风电机组的发电效率和功率曲线，通过对实验数据的收集和分析，评估风电机组的发电性能和稳定性。
该实验对于提高风电机组的设计和运行效率具有重要意义。
2. 实验方法2.1 实验设备和材料本实验使用的风电机组为型号为X-100的风力发电机组。
实验过程中使用的材料包括电流表、电压表、风速计以及数据采集器等。
2.2 实验步骤1. 将风电机组置于开阔的室外场地，并确保通风畅通。
2. 风速计测量风速，记录风速数据。
3. 将电流表和电压表连接至风电机组的输出端口，记录电流和电压数据。
4. 使用数据采集器收集上述数据，并存储于计算机中。
5. 对实验数据进行分析和处理，绘制功率曲线和发电效率曲线。
6. 结束实验，整理实验设备和材料。
3. 实验结果与分析3.1 风速与功率关系分析通过对风速与功率数据的分析，绘制出风电机组的功率曲线。
根据实验数据可得出如下结论：- 随着风速的增加，风电机组的发电功率呈现出先增加后趋于稳定的趋势。
- 在某一特定风速下，风电机组的发电功率达到最大值，此时为风电机组的额定工作风速。
- 超过额定工作风速后，风电机组的发电功率不再显著增加，甚至有可能出现功率下降的情况。
3.2 发电效率分析通过对电流、电压和风速数据的综合分析，计算出风电机组在不同工作条件下的发电效率。
根据实验数据可得出如下结论：- 风电机组的发电效率随着风速的增加而提高。
- 额定工作风速下，风电机组的发电效率达到最大值。
- 超过额定工作风速后，风电机组的发电效率会逐渐下降，直至无法正常工作。
4. 结论通过本实验的数据分析和结果展示，得出以下结论：- 风电机组的发电功率与风速之间存在一定的相关性。
- 风电机组的发电效率随着风速的增加而提高，但在超过额定工作范围后会逐渐下降。
- 风电机组的额定工作风速是其发电功率和发电效率的关键参数。
5. 建议和改进为进一步提高风电机组的发电效率和稳定性，以下一些建议可供参考：1. 优化风电机组的叶片设计，提高在低风速下的输出功率。
风车实验风力发电的原理与实践
不同风速下性能表现对比
风速对性能的影响
风速是率低下，而风速过高则可能导致风 车过载或损坏。
不同风速下的性能表现
在不同风速下，风车的性能表现会有所不同。通常，随着 风速的增加，风车的发电量也会相应增加，但达到一定风 速后，发电量可能趋于稳定或下降。
风洞实验室组成
风洞实验室主要由风洞主体、动力系统、控制系统和数据采集系统等组成，其中风洞主体提供稳定的气流环境， 动力系统驱动气流产生风力，控制系统实现对风速、风向等参数的精确控制，数据采集系统则负责实时监测和记 录实验数据。
风车模型设计与制作
风车模型设计
风车模型设计需要考虑风车的结构、材料、尺寸等因素，以确保模型能够真实反 映实际风车的性能和特点。同时，还需要根据实验需求对模型进行适当简化或优 化，以便更好地满足实验要求。
课堂互动环节
组织同学们开展课堂讨论，分享各自对于风力发电和其他可再生能源技术的看法和展望，激发创新思 维和探索精神。同时，鼓励同学们提出问题和建议，促进课堂交流和互动。
感谢您的观看
THANKS
优点和适用场景。
03
叶片形状优化方法
为了优化叶片形状，可以采用计算流体动力学（CFD）模拟、风洞实验
等方法进行研究和设计。通过改进叶片形状，可以提高风车的风能捕获
能力和转换效率。
05
风力发电技术应用前景展 望
大型风力发电机发展趋势
更大容量和更高效率
随着技术的不断进步，大型风力发电机组的单机容量将不断提升 ，同时风能转换效率也将得到优化。
风车模型制作
风车模型的制作需要选用合适的材料和加工方法，以确保模型的精度和稳定性。 常用的制作材料包括塑料、金属等，加工方法则包括3D打印、激光切割等。制作 完成后，还需要对模型进行严格的测试和校验，以确保其性能符合要求。
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略
实验中需要使用的设备包括风力发电机组、全功率变流器、扭矩传感器、转速 传感器、功率分析仪等。
控制策略的实验验证
控制策略设计
根据风速和转速等参数，设计适合的控制策略以实现最大功 率跟踪和优化控制。
控制策略实现
将控制策略应用于全功率变流器风电机组的实验平台，通过 调节全功率变流器的输出电流或电压来实现对风电机组的控 制。
风电机组与电网的交互
风电机组与电网的交互是实现风 能发电的重要环节之一。
风电机组需要与电网进行良好的 配合，以保证电能的质量和稳定
性。
风电机组需要适应电网的运行要 求，如电压、频率、相位等参数
，以保证风电场的稳定运行。
02
全功率变流器风电机 组的工作原理
风力发电机组的机械系统
风轮
风力发电机组的核心部件，捕捉风能并转化为机 械能。
全功率变流器风电机组的控制策略对 于实现高效稳定运行至关重要。现有 的控制策略仍有优化空间，以提高机 组的响应速度和鲁棒性。
03
并网技术
全功率变流器风电机组的并网技术需 要进一步研究，以实现与电网的协调 运行，确保电力系统的稳定性。
未来发展趋势与研究方向
智能化控制
随着人工智能技术的发展，全功率变流器风电机组的智能化控制将成为未来的发展趋势。通过引入人 工智能算法，实现机组的自适应调节，提高运行效率与可靠性。
灵活并网
全功率变流器风电机组可以实现灵活并网，提高电力系统的稳定 性与可靠性。
定制化设计
全功率变流器风电机组可以针对不同客户需求进行定制化设计， 满足多样化的电力需求。
技术挑战与解决方案
01
电力电子器件
02
控制策略
全功率变流器风电机组的核心部件是 电力电子器件，其性能直接影响机组 的工作效率与可靠性。目前，电力电 子器件的散热和损耗问题仍需进一步 优化。
风力发电机组实验报告单
实验一 ：风力发电机组的建模与仿真姓名：颜翔宇 学号：031240839一、实验目的:1. 掌握MATLAB/Simulink 模块的使用方法；2. 掌握风力发电机组的数学模型3. 掌握在MATLAB/Simulink 环境下对风力发电机组的建模、仿真与分析； 二、实验内容:对风速模型、风力机模型、传动模型和发电机模型建模，并研究各自控制方法及控制策略；如对风力发电基本系统，包括风速、风轮、传动系统、各种发电机的数学模型进行全面分析，探索风力发电系统各个部风最通用的模型、包括了可供电网分析的各系统的简单数学模型，对各个数学模型，应用 MATLAB 软件进行了仿真。
三、实验原理： 3.1风速模型的建立自然风是风力发电系统能量的来源，其在流动过程中，速度和方向是不断变化的，具有很强的随机性和突变性。
本课题不考虑风向问题，仅从其变化特点出发，着重描述其随机性和间歇性，认为其时空模型由以下四种成分构成:基本风速b V 、阵风风速g V 、渐变风速 r V 和噪声风速n V 。
即模拟风速的模型为：n r g b V V V V V +++= （1-1） （1）基本风速在风力机正常运行过程中一直存在，基本反映了风电场平均风速的变化。
一般认为，基本风速可由风电场测风所得的韦尔分布参数近似确定，且其不随时间变化，因而取为常数（2）阵风用来描述风速突然变化的特点，其在该段时间内具有余弦特性，其具体数学公式为：⎪⎩⎪⎨⎧=0cos v g V g g g g g g T t t T t t t t t +>+<<<1111 （1-2）式中：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=)(2cos 121max cos g g g T t T t G v π （1-3） t 为时间，单位 s ；T 为阵风的周期，单位 s ；cos v ，g V 为阵风风速，单位m /s ；g t 1为阵风开始时间，单位 s ；max G 为阵风的最大值，单位 m/s 。
风力发电控制综合实训课程标准
〃风力发电控制综合实训〃课程标准一、课程概要二、课程简介“风力发电控制综合实训I”课程是风力发电工程类专业中的一门实践课程。
课程内容主要包括风力发电变桨系统的装配、调试与运行；风电机组机舱(偏航)系统装配、调试与运行；风力发电机组的装配、调试与运行；风力发电机组各主要部件和整机的运行与维护。
为学生进入风场进行顶岗实习、风电场运行与监测等岗位工作提供核心支撑。
三、教学目标(一)知识目标1.理解实训室实训现场与真实风场风力机组运行、维护在电力系统安全运行中的重要性；2.学会变桨系统的基本作用，了解实训系统的基本组成；3.掌握风机桨叶变桨的基本方式、方法；4.理解变桨系统紧急顺桨条件，掌握触发紧急顺桨下的变桨系统的工作方式;5.掌握变桨系统最优桨距角与风速的相互关系；6.学习机舱与偏航系统、液压站的基本作用，了解该实训系统的基本组成；7.理解液压站与润滑系统控制、调节原理；8.了解机舱偏航的原理、作用与方法；9.理解自动“解缆”的条件；10.了解风速与风轮转速、风轮吸收功率、桨叶变桨角度之间的关系；IL通过偏航系统与变桨系统的联动运行实验，了解整个偏航系统与变桨系统风机的控制策略；12.学会机组发电运行系统的基本作用，了解实训系统的基本组成；13.了解发电过程中的执行机构，熟悉和掌握发电执行结构的工作原理与作用；14.了解直驱/双馈风力发电机组外形结构、内部结构、工作原理；15.了解风力发电机第一环节中风力机吸收自然界风能的基本理论，并了解影响风力机吸收风能的几个重要因素；16.通过对机组发电运行系统实训装置的实操所记录的数据进行分析、判断,理解风速、风轮转速、发电机转速、发电机功率的对应关系；17.掌握风力发电机组并网条件，了解风力发电机组电气系统并网过程；（二）能力目标1.在实训过程中能不伤害自己、不伤害他人、不被别人伤害，学会保护他人不受伤害，能意识到实训室的安全就是日后工作现场的安全；18能指出变桨系统实训装置的组成部件并能对其进行基本操作；19能在实训装置上独立完成桨叶的变桨动作实训；20能完成在紧急情况下紧急变桨的基本操作；21能根据实训实测数据绘制出变桨最优角度曲线图；22能指出机舱与偏航系统、液压系统实训装置的组成部件并能对其进行基本操作；23能根据要求对液压站、润滑系统进行常规控制与调节；24能按要求对机舱进行手动与自动偏航对风；25能独立完成风轮“解缆”操作；26.能通过实操的数据画出风轮转速、风轮吸收功率、桨叶变桨角度之间的关系曲线；27.能按要求独立完成偏航系统与变桨系统的联动运行实验，同时掌握安全链在实际应用中的层级关系;28.能指出风电机组发电运行实训装置的组成部件并能对其进行基本操作；29.能通过查看图纸，配合实际硬件设备，掌握发电系统电气原理的组成；30.能计算避雷针的保护范围；31.能通过查看图纸，配合实际硬件设备，掌握发电系统电气原理；32.能根据对机组发电运行系统实训装置的实操，进行数据的正确记录，并能对其进行正确分析、判断；33.能在实训装置上独立完成风力发电机组运行当中并网、脱网运行过程。
永磁直驱风力发电实验报告
实验一永磁同步风力发电系统接线实验一、实验目的1.掌握永磁同步风力发电系统的基本结构及组成；2.掌握永磁同步风力发电实验系统各部分间的接线。
二、实验原理1.永磁同步风力发电系统的结构及组成永磁步风力发电系统主要由模拟风力发电机、双向变流器、电网以及电量监视仪表等部分组成。
系统组成及控制原理框图如图1-1所示。
机侧变流器网侧变流器图1-1永磁同步风力发电系统原理框图2.模拟风力发电机模拟风力发电机即永磁直驱风力发电机组，包括风力机及永磁同步发电机、和增量编码器等组成，其中风力机由三相异步变频调速电动机组成，其由单独地变频控制转动，来模拟风力机转动，如图1-2所示。
另外，图1-3中的永磁直驱风力发电模拟系统控制柜里面包含三相变频器，是控制三相异步变频调速电机转动，模拟风机带动永磁同步电机转动发电，风力机的定子接线端接到该控制柜。
图1-4中的直驱永磁风力发电机组变频柜里面包含机侧变流器和网侧变流器，是对永磁同步发电机发出的电进行PWM整流和逆变，增量编码器的A、A_、B、B_、Z、Z_信号输出端，以及永磁同步电机的定子输出端都要接到该控制柜。
直驱永磁风力发电机组变频柜的输出端接到电网上，如图1-2所示。
增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增增图1-2 永磁直驱发电机组结构图图1-3 永磁直驱风力发电模拟系统控制柜机侧控制板网侧控制板增量式编码器输入接口图1-4 永磁直驱风力发电机组变频柜图1-5 电网接入端口三、 实验内容及步骤1. 实验准备实验前请仔细阅读系统的安全操作说明及系统相关的使用说明书，识别并准备完成实验开始前所需的器件。
2. 实验步骤1） 将机组中三相异步变频调速电动机的定子输入三相线接到永磁直驱风力发电模拟系统控制柜的U ，V ，W 端子上，注意变频器输出相序和风力机的定子输出相序一致。
2） 将机组中增量式编码器输出端口的A 、A _、B 、B _、Z 、Z _信号输出端口接到永磁直驱风力发电机组变频柜的机侧控制板上对应的增量式编码器输入接口。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验一风力发电机组运行实验
一．实验目的
熟悉异步风电机组的工作原理及其并网过程，掌握风速波动时异步风电机组的输出特性和电网故障时异步风电机组的输出特性。
二．实验内容
1. 搭建一个单机容量为1.5MW的异步风力发电系统，并实现其并网运行，电网由单机无穷大系统代替。
2．对该异步风力发电系统和单机无穷大系统中各个模块进行参数设置。
3．观察并记录风速波动时异步风电机组的输出特性和电网故障时异步风电机组的输出特性。
三．实验设备及仪器
1．计算机。
2．MATLAB软件。
四．实验方法
1．并网运行异步风电机组的系统结构
基于普通感应发电机的异步风电机组，一般由风轮、轴系（包括低速轴LS、高速轴HS 和齿轮箱组成）、感应发电机等组成，如图1-1所示。
发电机转子通过轴系与风电机组风轮连接，而发电机定子回路与电网用交流线路连接。
这种类型的风电机组一旦起动，其风轮转速是不变的（取决于电网的系统频率），与风速无关。
在电力系统正常运行的情况下，风轮转速随感应发电机的滑差变化。
风电机在额定功率运行状态下，发电机滑差的变化范围为1%~2%,因此正常运行时风轮转速仅在很小范围内变化。
图1-1 基于普通感应发电机的异步风电机组
2．并网运行异步风电机组的仿真模型搭建
首先找到MA TLAB软件并打开，在主页面的菜单栏下面一行点击simulink的标志
，或者在命令行输入Simulink，执行后就会弹出Simulink Library Browser下图1所示。
图2-1 Simulink Library Browser
然后新建一个model，点击上图file下面的白色框，或者点击file中的new model，弹出图2-2所示图形，然后保存，文件名字一定不能写成中文名，最好用英文字母命名，路径名也最好不要有中文。
图2-2 simulink仿真模型
然后，在图2-1仿真库文件中的Enter search term处输入要找的库元件模块。
上面步骤做好后，开始搜索风电机组所需的元件模块。
如图2-3，按照图中每个模块下面的名字搜索即可。
搜索到想要的模块后，直接拖曳到图2-2中即可，然后按照图2-3将各个模块连接起来。
如果对某个模块的功能不熟悉，可以双击模块，然后选择help，就会有这个模块的一些功能介绍。
注意：图中的from模块接的是Bus selector 模块，是将From模块中的很多变量分开表示出，这个两个模块要先连接起来，才能在、Bus selector 中选择变量。
当然Goto模块要先与Wind Turbine Induction Generator先连接，From模块才能用。
Bus Selector中选择的变量主要来自表2-1中，主要选择wr、P、Q、Pitch_angle和Vabc。
图2-3 并网运行异步风电系统的仿真模型
图2-3中，右键单击风电机组模块(Wind Turbine)，然后单击弹出对话框“Look under mask”选项，打开后可见风电机组子系统结构如图2-4所示，包括风力机(Wind Turbine)和感应发电机(Asynchronous Machine)两部分。
图2-4 异步风电机组子系统结构
表2-1 异步风电机的内部信号
3．模块参数设置
Powergui的设置，双击powergui模块，在弹出的对话框中选择最上面的Configure parameters，参数设置如图3-1
图3-1 powergui的参数设置
图3-2 Three-Phase Source 的参数设置
图3-3 Three-Phase Transformer(Two Windings)的参数设置
图3-4 Three-Phase PI Section Line的参数设置
图3-5 Three-Phase Fault的参数设置
图3-6 Three-Phase PI Section Line的参数设置
图3-7 Three-Phase Transformer(Two Winding)1的参数设置
图3-8 Three-Phase V-I Measurement的参数设置图3-9中的Turbine data显示风力机数据参数对话框，Generator data则显示
发电机数据参数对话框。
图3-9风电机组模块的参数设置
在进行Bus Selector模块参数设置前，一定要先与From模块连接好后。
参
数设置如图3-10所示。
先将左边框变量选中，然后点击中间的Select，变量就会
出现在右边框中，不要的变量可以点击最左边的Remove。
图3-10 Bus Selector模块的参数设置
Step模块的参数设置就是风速的设置，可以自定义设置，用阶跃模块(Step)、斜波模块(Ramp)或者随机发生器模块(Random Number或Uniform Random Number)分别模拟阵风、渐变风和随机风。
图2-3中的Step模块参数设置如图3-11
所示。
Rate Limiter模块参数如图3-12所示。
图3-12 Rate Limiter模块的设置
4、仿真运行
（1）风速波动时风电机组输出特性仿真
按照(1)中各个模块的参数设置好后，在图2-3中，也就是自己搭建各个模块的窗口中，在菜单栏选择Simulation->configuration Parameters命令打开设置仿真参数的对话框，选择Ode23tb(Stiff/TR-BDF2)算法，仿真起始时间为0，终止时间为30s。
图4-1 算法和时间的参数设置
(2) 电网故障时风电机组输出特性仿真
仿真电路参数设置基本不变，主要改变Three-Phase Fault(三相故障模块)的参数。
设置电网在0.02s发生三相短路故障，到0.1s时故障消失，仿真起始时间为0，终止时间为1s，如图4-2所示。
图4-2 Three-Phase Fault参数设置
五．注意事项：
(1)图2-3中的From 模块和Bus Selector要在Goto模块连接后才能连接，否则Bus Selector中的参数设置时，没有变量可供选择。
(2)实验简单介绍了基于普通异步发电机的异步风电机组的仿真实例，而不去过多地讨论相关装置及其过程。
想更为深入的仿真方法还可以参考MATLAB 软件的安装目录下的\MATLAB\R2006a\toolbox\physmod\powersys\DR子目录下的相关例程。
六．实验报告
1．分析并网运行异步风电机组的工作原理
2．记录风速波动时异步风电机组的输出特性和电网故障时异步风电机组的
输出特性。