2025年风电专业笔试题及答案

2025年风电专业笔试题及答案一、选择题（每题2分，共40分）1.风力发电机组的偏航系统的主要作用是（）。A.使机舱能够随风向变化而转动，保证风轮始终对准风向B.控制叶片的桨距角C.提供制动功能D.调节发电机的输出功率答案：A。偏航系统的核心功能就是让机舱根据风向的改变而转动，确保风轮始终正对着风向，以最大程度捕获风能。而控制叶片桨距角是变桨系统的功能；提供制动功能主要由制动系统完成；调节发电机输出功率通常涉及变流器等设备的协同工作。2.风力发电机并网时，要求发电机输出电压和电网电压的（）必须相同。A.幅值、频率、相位、相序B.幅值、频率C.幅值、相位D.频率、相位答案：A。风力发电机并网时，发电机输出电压和电网电压的幅值、频率、相位和相序都必须相同，只有这样才能保证发电机平稳地并入电网，避免对电网和发电机本身造成冲击。3.以下哪种类型的风力发电机具有变速恒频的特点（）。A.定桨距失速型风力发电机B.双馈异步风力发电机C.传统笼型异步风力发电机D.以上都不是答案：B。双馈异步风力发电机通过控制转子绕组的电流，可以实现发电机的变速恒频运行，能更好地适应不同的风速，提高风能转换效率。定桨距失速型风力发电机和传统笼型异步风力发电机一般是恒速运行。4.风力发电机组的齿轮箱的主要作用是（）。A.增速B.减速C.传递扭矩D.以上都是答案：D。齿轮箱在风力发电机组中，一方面将风轮的低转速通过增速作用提高到发电机所需的高转速；另一方面起到传递扭矩的作用，将风轮捕获的机械能传递给发电机。5.风力发电机的叶片一般采用（）材料制造。A.金属B.木材C.复合材料D.陶瓷答案：C。复合材料具有质量轻、强度高、耐腐蚀等优点，能够满足风力发电机叶片在不同工况下的性能要求，是目前风力发电机叶片制造的主要材料。金属材料相对较重；木材的耐久性和强度在长期的户外环境中难以保证；陶瓷材料脆性大，不适合用于制造叶片。6.风电场的选址需要考虑很多因素，以下哪个因素不是主要考虑的（）。A.风速B.风向C.地质条件D.人口密度答案：D。风电场选址时，风速和风向直接影响风能资源的可利用程度，是关键因素；地质条件关系到风力发电机组基础的稳定性。而人口密度虽然在一定程度上可能会有影响，但不是风电场选址的主要考虑因素。7.风力发电机组的功率曲线表示的是（）之间的关系。A.风速与发电机输出功率B.风向与发电机输出功率C.桨距角与发电机输出功率D.转速与发电机输出功率答案：A。功率曲线直观地展示了在不同风速下风力发电机组的发电机输出功率情况，是评估风力发电机组性能的重要依据。8.当风力发电机组的风速超过切出风速时，机组会（）。A.正常运行B.停机C.增加桨距角D.降低转速答案：B。切出风速是风力发电机组的一个安全限制风速，当风速超过切出风速时，为了保护机组设备，机组会自动停机。增加桨距角一般是在风速接近额定风速及以上时进行功率调节的一种手段；降低转速也是在特定工况下的调节方式，但当超过切出风速时，首要的是停机保护。9.以下哪种传感器用于测量风力发电机组的风速（）。A.风向标B.风速仪C.温度传感器D.振动传感器答案：B。风速仪是专门用于测量风速的传感器。风向标用于测量风向；温度传感器用于测量温度；振动传感器用于监测机组的振动情况。10.风力发电机组的变桨系统故障可能导致（）。A.发电机无法启动B.机组功率输出不稳定C.偏航系统故障D.齿轮箱损坏答案：B。变桨系统的主要作用是调节叶片的桨距角，以控制机组的功率输出。当变桨系统出现故障时，桨距角无法正常调节，会导致机组功率输出不稳定。发电机无法启动可能与电气系统、控制系统等有关；偏航系统故障主要与偏航系统自身的部件和控制有关；齿轮箱损坏通常与齿轮箱的润滑、磨损等因素相关。11.双馈异步风力发电机的转子绕组通过（）与电网相连。A.变压器B.变流器C.断路器D.接触器答案：B。双馈异步风力发电机的转子绕组通过变流器与电网相连，变流器可以控制转子绕组的电流，实现发电机的变速恒频运行。变压器主要用于改变电压；断路器用于切断电路；接触器用于控制电路的通断。12.风力发电机组的液压系统主要用于（）。A.控制变桨系统B.提供制动动力C.润滑齿轮箱D.A和B答案：D。风力发电机组的液压系统一方面为变桨系统提供动力，实现叶片桨距角的调节；另一方面为制动系统提供制动动力，保证机组在需要时能够可靠制动。润滑齿轮箱一般有专门的润滑系统。13.风电场的无功补偿装置的主要作用是（）。A.提高功率因数B.降低电压C.增加电流D.减少谐波答案：A。无功补偿装置可以向电网提供或吸收无功功率，从而提高风电场的功率因数，减少无功功率在电网中的传输损耗，提高电能质量。它一般不会降低电压，反而有助于稳定电压；也不是为了增加电流；减少谐波通常需要专门的谐波治理装置。14.以下关于风力发电机组的防雷保护，说法错误的是（）。A.叶片需要进行防雷设计B.机舱顶部需要安装避雷针C.接地系统不重要D.电气设备需要进行防雷保护答案：C。接地系统在风力发电机组的防雷保护中非常重要，它可以将雷电电流引入大地，保护机组设备和人员安全。叶片由于处于高处，容易遭受雷击，需要进行防雷设计；机舱顶部安装避雷针可以对机舱及内部设备起到一定的保护作用；电气设备也需要进行防雷保护，防止雷电过电压对其造成损坏。15.风力发电机组的发电机输出的电能一般是（）。A.直流电B.三相交流电C.单相交流电D.脉冲电答案：B。风力发电机组的发电机输出的电能一般是三相交流电，这是因为三相交流电在发电、输电和用电方面具有很多优点，如传输效率高、可以驱动三相电动机等。直流电一般需要通过整流装置将交流电转换得到；单相交流电通常用于一些小型电器；脉冲电一般用于特定的电子设备。16.当风力发电机组的发电机温度过高时，可能的原因是（）。A.负载过小B.通风不良C.电压过低D.频率过高答案：B。通风不良会导致发电机产生的热量无法及时散发出去，从而使发电机温度过高。负载过小一般不会导致温度过高；电压过低可能会影响发电机的输出功率，但不一定会直接导致温度过高；频率过高可能会影响发电机的运行性能，但不是导致温度过高的主要原因。17.风力发电机组的控制系统的主要功能不包括（）。A.机组的启动和停机控制B.功率调节C.故障诊断和保护D.叶片的制造答案：D。风力发电机组的控制系统主要负责机组的启动和停机控制、功率调节、故障诊断和保护等功能。叶片的制造是在机组生产阶段完成的，不属于控制系统的功能。18.以下哪种风力发电机的效率相对较高（）。A.直驱永磁同步风力发电机B.定桨距失速型风力发电机C.传统笼型异步风力发电机D.以上效率都一样答案：A。直驱永磁同步风力发电机取消了齿轮箱，减少了机械传动损失，且永磁材料的应用提高了发电机的效率，相比定桨距失速型风力发电机和传统笼型异步风力发电机，其效率相对较高。19.风电场的集电线路一般采用（）。A.架空线路B.电缆线路C.两者都有D.光纤线路答案：C。风电场的集电线路根据实际情况，可能会采用架空线路或电缆线路，或者两者结合使用。架空线路成本相对较低，适用于距离较长、地形较为开阔的区域；电缆线路适用于对美观要求较高、地形复杂或受环境限制的区域。光纤线路主要用于通信，而不是集电。20.风力发电机组的噪声主要来源于（）。A.发电机B.齿轮箱C.叶片与空气的摩擦D.以上都是答案：D。风力发电机组的噪声来源是多方面的，发电机在运行过程中会产生电磁噪声；齿轮箱的齿轮传动会产生机械噪声；叶片在旋转过程中与空气摩擦也会产生噪声。二、填空题（每题2分，共20分）1.风力发电机组的主要组成部分包括风轮、机舱、______和基础。答案：塔架。风力发电机组由风轮捕获风能，机舱内包含发电机、齿轮箱等主要设备，塔架支撑机舱和风轮，基础为整个机组提供稳定的支撑。2.风力发电机的额定功率是指在______风速下的发电机输出功率。答案：额定。额定功率是风力发电机在额定风速下的输出功率，是衡量发电机性能的一个重要指标。3.风电场的微观选址需要考虑机组之间的______，以减少尾流影响。答案：间距。合理的机组间距可以减少前一台机组对后一台机组的尾流影响，提高风电场的整体发电效率。4.双馈异步风力发电机的定子绕组直接与______相连。答案：电网。双馈异步风力发电机的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过变流器与电网相连。5.风力发电机组的变桨系统通常有______个叶片需要独立控制。答案：3。目前常见的风力发电机组一般有3个叶片，变桨系统需要对每个叶片的桨距角进行独立控制，以实现更精确的功率调节。6.风力发电机的功率调节方式主要有定桨距失速调节、变桨距调节和______调节。答案：主动失速。风力发电机的功率调节方式除了定桨距失速调节和变桨距调节外，还有主动失速调节，主动失速调节结合了两者的一些特点。7.风力发电机组的振动监测可以及时发现______等部件的故障隐患。答案：齿轮箱、发电机。齿轮箱和发电机在运行过程中会产生振动，通过振动监测可以及时发现它们的磨损、不平衡等故障隐患。8.风电场的无功补偿装置一般分为______补偿和动态补偿。答案：静态。风电场的无功补偿装置分为静态补偿和动态补偿，静态补偿装置一般采用电容器等，动态补偿装置如静止无功发生器等。9.风力发电机组的防雷接地电阻一般要求不大于______欧姆。答案：4。为了保证防雷效果，风力发电机组的防雷接地电阻一般要求不大于4欧姆。10.风力发电机的控制系统通过传感器获取机组的运行参数，如风速、风向、______等。答案：功率。控制系统通过各种传感器获取风速、风向、功率等运行参数，以便对机组进行实时控制和调节。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述风力发电机组的工作原理。答：风力发电机组的工作原理基于风能到电能的转换。风轮在风力的作用下旋转，将风能转化为机械能。风轮通过主轴与齿轮箱相连（对于有齿轮箱的机组），齿轮箱将风轮的低转速提高到发电机所需的高转速，然后将机械能传递给发电机。发电机将机械能转化为电能。对于双馈异步风力发电机，其定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过变流器与电网相连，通过控制转子绕组的电流实现变速恒频运行；对于直驱永磁同步风力发电机，取消了齿轮箱，风轮直接带动永磁同步发电机发电。控制系统对机组的运行进行实时监测和控制，包括机组的启动、停机、功率调节、偏航控制、变桨控制等，以确保机组在不同的风速和工况下安全、稳定、高效地运行。2.分析风电场选址需要考虑的主要因素。答：风电场选址需要综合考虑多个主要因素：-风能资源：风速是关键因素，平均风速越高，风能资源越丰富，一般选择年平均风速在6m/s以上的区域。风向也很重要，稳定的主导风向有利于机组的布局和尾流影响的控制。-地形地貌：平坦开阔的地形有利于气流的流动，减少气流的扰动。山区选址需要考虑山谷、山脊等地形对气流的影响，避免在气流紊乱的区域建设。-地质条件：良好的地质条件是机组基础稳定的保障，要避免在地质松软、有断层、溶洞等不良地质构造的区域选址。-电网接入条件：风电场需要将电能输送到电网，因此要考虑与电网的距离、电网的容量和接入的便利性，减少输电成本和损耗。-环境因素：要考虑对周边生态环境的影响，避免对鸟类迁徙路线、野生动物栖息地等造成破坏。同时，要考虑噪音对周边居民的影响，尽量远离居民区。-交通条件：方便的交通条件有利于设备的运输和维护，降低建设和运营成本。-土地利用：要考虑土地的性质和用途，确保风电场建设符合土地规划要求，同时尽量减少对耕地等优质土地的占用。3.说明风力发电机组变桨系统的作用和工作原理。答：作用：-功率调节：在风速超过额定风速时，通过调节叶片的桨距角，改变叶片的气动性能，限制机组的功率输出，使其保持在额定功率附近，避免功率过大对机组造成损坏。-启动和停机控制：在机组启动时，将叶片桨距角调整到合适的位置，使风轮能够顺利启动；在停机时，将叶片桨距角调整到顺桨位置，实现快速停机。-载荷控制：通过调整桨距角，可以减小叶片和机组受到的气动载荷，延长机组的使用寿命。工作原理：变桨系统主要由变桨驱动装置、变桨轴承、控制器和传感器等组成。传感器实时监测风速、功率等运行参数，并将这些信息传输给控制器。控制器根据预设的控制策略，计算出合适的桨距角。然后，控制器发出指令给变桨驱动装置，变桨驱动装置可以是电动或液压驱动方式。电动驱动一般通过电机带动减速机，再通过齿轮或链条传动带动变桨轴承旋转，从而改变叶片的桨距角；液压驱动则通过液压油缸推动变桨轴承旋转。变桨轴承连接叶片和轮毂，实现叶片的旋转。在调节过程中，传感器会实时反馈桨距角的实际值，控制器根据反馈值进行调整，确保桨距角达到准确的设定值。四、论述题（共10分）论述风力发电在我国能源结构中的重要性及发展面临的挑战。答：风力发电在我国能源结构中具有极其重要的地位：-能源供应多元化：我国能源需求巨大，长期以来对煤炭等传统化石能源依赖较高。风力发电作为一种可再生能源，能够增加能源供应的多样性，减少对传统化石能源的依赖，降低能源供应风险。-环境保护：风力发电不产生温室气体排放和污染物，对环境友好。在应对全球气候变化和我国大气污染防治的背景下，风力发电有助于减少碳排放，改善空气质量，保护生态环境。-经济发展：风电场的建设和运营带动了相关产业的发展，如风机制造、安