2025年大二（新能源科学与工程）风能利用技术综合考核题

2025年大二（新能源科学与工程）风能利用技术综合考核题

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）（总共10题，每题3分，每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.以下哪种不是常见的风力发电机组类型？A.水平轴风力发电机B.垂直轴风力发电机C.斜轴风力发电机D.对置轴风力发电机2.风力发电机组的叶片设计主要考虑的因素不包括以下哪项？A.空气动力学性能B.结构强度C.外观美观D.材料成本3.风电场选址时，不需要重点考虑的因素是？A.风速大小B.风向稳定性C.当地人口密度D.地形地貌4.风力发电机组的齿轮箱主要作用是？A.增加转速B.降低转速C.改变扭矩D.储存能量5.以下关于风力发电机组的偏航系统，说法错误的是？A.使机舱对准风向B.由偏航电机驱动C.与叶片角度调节无关D.可提高风能捕获效率6.风力发电机组的发电机通常采用哪种类型？A.直流发电机B.交流发电机C.永磁发电机D.磁阻发电机7.风电场中，提高风能利用率的主要措施不包括？A.优化风机布局B.提高叶片制造精度C.增加机组数量D.采用先进的控制策略8.以下哪种不属于风力发电机组的制动方式？A.机械制动B.电气制动C.液压制动D.气动制动9.风力发电机组的塔筒作用不包括？A.支撑机舱和叶片重量B.保护内部设备C.影响机组外观D.储存电能10.风电场的无功补偿装置主要作用是？A.提高功率因数B.降低风速波动C.增加发电量D.保护发电机第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（共10分）（总共5空，每空2分）1.风力发电机组的主要组成部分包括叶片、机舱、塔筒、齿轮箱、发电机和______。2.风电场的风能资源评估主要包括风速、风向、风功率密度和______等参数的测量与分析。3.风力发电机组的控制系统可分为单机控制和______控制。4.叶片的翼型设计主要目的是提高______效率。5.风电场的输出功率具有______性。三、简答题（共20分）（总共4题，每题5分）1.简述水平轴风力发电机的工作原理。2.说明风力发电机组齿轮箱的主要故障类型及原因。3.风电场选址时需要考虑哪些气象条件？4.简述风力发电机组叶片的材料要求。四、材料分析题（共2题，每题15分，共30分）材料：某风电场安装了一批新型风力发电机组，在运行一段时间后，发现部分机组的功率输出比预期低。经过检查，发现叶片表面有一些磨损，且部分机组的偏航系统存在故障。1.请分析叶片表面磨损可能对风力发电机组功率输出产生的影响，并提出相应的解决措施。2.针对偏航系统故障，阐述可能的原因及如何进行故障排查与修复。五、论述题（共10分）随着新能源技术的发展，风电场规模不断扩大。请论述大规模风电场对电力系统的影响以及应对措施。答案：一、选择题1.C2.C3.C4.B5.C6.B7.C8.C9.D10.A二、填空题1.控制系统2.湍流强度3.风电场集群4.风能转换5.随机三、简答题1.水平轴风力发电机的工作原理是：风吹过叶片时，叶片受到风力作用，产生扭矩，使轮毂旋转，通过齿轮箱增速后带动发电机发电。2.齿轮箱主要故障类型有齿面磨损、齿面疲劳剥落、断齿等。原因包括润滑不良、载荷冲击、制造精度不够、材料质量不佳等。3.风电场选址时要考虑平均风速、风向频率、风切变、湍流强度、极端风速等气象条件。4.叶片材料要求具有高强度、低密度、良好的疲劳性能、耐腐蚀性、可加工性，以保证叶片的性能和寿命。四、材料分析题1.叶片表面磨损会使叶片的空气动力学性能变差，导致风能捕获效率降低，从而使功率输出比预期低。解决措施：定期检查叶片表面，及时修复磨损部位；采用耐磨涂层或材料；优化叶片设计，减少磨损。2.偏航系统故障原因可能有偏航电机故障、偏航减速器故障、传感器故障、电缆故障等。故障排查：检查电机、减速器外观及运行状态；检测传感器信号；检查电缆连接。修复：更换故障部件，调试系统。五、论述题大规模风电场对电力系统的影响：功率输出具有随机性和间歇性，影响电力系统的稳定性和可靠性；可能导致系统电压波动；