2025年大学（新能源科学与工程）风能利用技术专项测试卷及答案

2025年大学（新能源科学与工程）风能利用技术专项测试卷及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.风能利用技术中，风力发电机组的核心部件是（）A.叶片B.齿轮箱C.发电机D.控制器2.以下哪种风况条件对风能利用最为有利（）A.稳定均匀风B.阵风C.紊流风D.切变风3.风力发电机组的功率调节方式中，定桨距失速调节的原理是（）A.通过改变叶片桨距角来调节功率B.利用叶片失速特性来限制功率C.调节发电机的励磁电流来控制功率D.改变齿轮箱的传动比来调节功率4.风电场选址时，不需要考虑的因素是（）A.风速B.风向C.地形地貌D.人口密度5.风力发电机组的偏航系统主要作用是（）A.调整叶片角度B.使机组对准风向C.控制发电机转速D.调节功率6.以下关于风能特点的描述，错误的是（）A.可再生B.无污染C.能量密度高D.分布广泛7.风力发电机组的发电机通常采用（）A.直流发电机B.同步发电机C.异步发电机D.磁阻发电机8.风电场的输出功率具有（）A.稳定性B.间歇性C.规律性D.恒定性9.叶片的翼型设计主要影响风力发电机组的（）A.外观B.重量C.效率D.强度10.风力发电机组的制动系统不包括以下哪种（）A.机械制动B.电气制动C.气动制动D.液压制动11.风电场与电力系统连接时，需要考虑的关键因素是（）A.电压等级B.频率C.功率因数D.以上都是12.风能利用技术的发展趋势不包括（）A.大型化B.智能化C.分散化D.高效化13.风力发电机组的机舱主要作用是（）A.支撑叶片B.安装发电设备C.控制偏航D.存储能量14.以下哪种气象要素对风能评估最为重要（）A.温度B.湿度C.气压D.风速15.风电场的微观选址主要考虑（）A.地形地貌B.风速风向分布C.障碍物D.以上都是16.风力发电机组的变桨距调节系统中，控制桨距角的传感器通常是（）A.风速仪B.风向标C.角度传感器D.功率传感器17.风电场对周边环境的影响主要体现在（）A.噪声B.视觉污染C.对鸟类的影响D.以上都是18.以下关于风力发电机组防雷措施的说法，正确的是（）A.安装避雷针B.采用接地系统C.对电气设备进行绝缘防护D.以上都是19.风力发电机组的齿轮箱主要功能是（）A.增速B.减速C.改变传动方向D.以上都是20.风电场的经济效益主要取决于（）A.风速大小B.机组效率C.上网电价D.以上都是第II卷（非选择题共60分）（一）填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分，共10分。请将答案填写在题中的横线上。1.风力发电机组的风能转换效率主要取决于______、______和______。2.风电场的功率预测方法主要有______、______和______。3.风力发电机组的叶片材料通常选用______或______。4.风电场的无功补偿装置主要有______、______和______。5.风能利用技术的主要研究内容包括______、______、______和______。（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分，共20分。请简要回答问题。1.简述风力发电机组的工作原理。2.风电场选址应考虑哪些因素？3.说明风力发电机组功率调节的几种方式及其特点。4.分析风电场对电力系统稳定性的影响。（三）材料分析题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。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低于设计值。经过检查，发现叶片表面有较多灰尘和污垢，同时部分齿轮箱的油温偏高。问题：1.叶片表面灰尘和污垢对风力发电机组功率输出有何影响？（5分）2.齿轮箱油温偏高可能的原因有哪些？（5分）3.针对上述问题，应采取哪些措施来提高机组的运行效率？（5分）（四）论述题（共10分）答题要求：本大题共1小题，共10分。请结合所学知识，论述风能利用技术在未来能源发展中的地位和作用。（五）设计题（共5分）答题要求：设计一个简单的小型风力发电系统，说明其主要组成部分和工作原理。答案：第I卷：1.A2.A3.B4.D5.B6.C7.C8.B9.C10.D11.D12.C13.B14.D15.D16.C17.D18.D19.D20.D第II卷：（一）1.叶片设计、发电机效率、传动系统效率2.数值天气预报法、统计预测法、人工神经网络法3.玻璃钢、碳纤维4.电容器、电抗器、静止无功补偿器5.风力机设计、风力发电系统建模与仿真、风电场规划与优化、风能利用技术与其他能源技术的融合（二）1.风力发电机组工作原理：风吹动叶片旋转，叶片带动主轴转动，主轴通过齿轮箱增速后带动发电机发电，将风能转换为电能。2.选址因素：风速风向、地形地貌、气象条件、交通运输、电网接入条件、环境影响等。3.定桨距失速调节：利用叶片失速限制功率，结构简单但效率低；变桨距调节：通过改变叶片桨距角调节功率，效率高但控制复杂；主动失速调节：结合两者优点。4.影响：增加系统备用容量需求；影响系统电压稳定性；可能导致系统频率波动。（三）1.叶片表面灰尘和污垢会增加空气阻力，降低风能转换效率，从而使功率输出降低。2.原因可能有：润滑油不足、冷却系统故障、齿轮磨损等。3.措施：定期清洁叶片；检查齿轮箱润滑油，修复冷却系统，更换磨损部件。（四）风能利用技术在未来能源发展中具有重要地位和作用。随着全球对清洁能源需求的增加，风能作为可再生能源，可有效减少对传统化石能源的依赖。其分布广泛，可大规模开发利用，为能源供应提供多元化选择。同时，风能利用技术的发展有助于推动能源结构调整，降低碳排放，实现可持续发展目标，在未来能源体系中发挥关键作用。（五）小型风力发电系统主要由风力机