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。
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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。