风力发电系统实验
风力发电创新实验2
4.《风力发电系统》专题探索创新实验的意义
4.2 风力发电具有良好的经济效益
风光互补路灯是一次投入、长期受益、维护 费用小，应用广泛的有一定科技含量的小系统
4.3 风力发电的实验教学意义。 了解我国风力发电的基本情况、掌握风力发
电的基本原理，提高动手实践能力。
5.风力发电机简介
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5.1风力发电机的基本原理
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风力发电的现状
近年来，风力发电在世界能源的比例逐步提高， 安全性、可靠性、发电效率不断完善。目前兆级 的大型风力发电机产品已经完全商品化，截止 2008年底，风力发电世界装机容量已经达到1.27 亿千瓦时，截止2008年底世界装机容量前五位的 国家是美国、德国、西班牙、中国和印度，到 2011年底，中国已经跃居世界第一。
一、风力发电机原理
风力发电
风能
机械能
电能
风轮
发电机
风力发电机是将风能转换成机械能，再将机 械能转换成电能的机电设备。
一、风力发电机原理
风力发电
在风力发电机原理中，主要理解风力机的基 本工作原理。
一、风力发电机原理
风力发电
1.1升力与阻力 空气动力学方程式
翼形叶片的受力情况分析
2.国外风力发电发展现状
案，制作照明系统。 7.3进度安排
第四周：理论课，介绍风力发电基础知识。
7.风力发电实验的目标、要求、进度安排
7.3进度安排 第5周：理论课，介绍风力发电系统相关知识。 第6周：理论课，介绍《风电、光伏发电、市电互 补路灯照明系统》控制电路
第7-10周，到实验室B2-206完成相关基础实验。
第11-12周，不上课网下查找资料，完成设计相关 方案。
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。
风力发电实验报告
风力发电实验报告1. 引言风力发电作为一种可再生能源，具有广泛的应用前景。
本实验旨在通过模拟风力发电的实际运行过程，探究风速对风力发电机发电效率的影响，并对实验结果进行分析和讨论。
2. 实验目的•了解风力发电原理及其在实际应用中的重要性；•掌握风力发电机的基本组成和工作原理；•研究风速对风力发电机发电效率的影响；•分析实验结果，评估风力发电的可行性。
3. 实验器材•风力发电机模型•风速测量仪器•模拟负载仪器•多功能电表•计时器•数据记录表格4. 实验步骤4.1 实验前准备1.搭建风力发电机模型，并确保其可正常工作；2.将风速测量仪器放置在风力发电机旁，并进行校准。
4.2 实验操作1.将风力发电机模型放置在有风的地方，确保风流能够顺利进入发电机；2.使用风速测量仪器测量风速，并记录风速数值；3.打开风力发电机的电源开关，观察并记录风力发电机的输出电压和电流数值；4.使用多功能电表测量并记录风力发电机的输出功率；5.记录实验数据，并进行分析。
4.3 实验数据记录风速(m/s) 输出电压(V) 输出电流(I) 输出功率(P)2 5.6 0.8 4.483 6.8 1.2 8.164 7.5 1.6 125 8.2 2 16.45. 实验结果分析根据实验数据，我们可以得到以下结论：1.随着风速的增加，风力发电机的输出电压、电流和功率都呈现增加的趋势。
这是因为较高的风速可以提供更大的风能给发电机，从而增加发电机的输出功率。
2.风力发电机的输出功率与风速之间存在一定的非线性关系。
在低风速下，风力发电机的输出功率增长较为缓慢；而在一定的风速范围内，风力发电机的输出功率增长较快；当风速超过一定阈值后，风力发电机的输出功率增长逐渐趋于平稳。
3.风力发电机的输出功率受到多种因素的影响，如风轮叶片的设计、发电机的效率等。
本次实验中所使用的风力发电机模型可能存在一定的工艺不足，导致了实际输出功率与理论值之间的差异。
6. 结论通过本实验的模拟操作，我们探究了风速对风力发电机发电效率的影响。
风能发电特性测试实验报告
风能发电特性测试实验报告
1. 引言
该实验旨在测试风能发电系统的特性，评估其在不同条件下的发电能力和效率。
实验中我们对风能发电机组进行了测试，记录了不同风速下的发电功率和风能利用率。
通过分析实验结果，我们可以了解风能发电系统在实际应用中的特性和性能。
2. 实验设计和方法
2.1 实验设备
本实验使用了一台风能发电机组作为测试设备，以及一个风速仪用于测量风速。
风能发电机组具有功率输出的功能，并且可以根据风速变化自动调整转速。
2.2 实验步骤
1. 将风能发电机组放置在适合的位置，确保其能够正常受到风的吹拂。
2. 使用风速仪测量不同时间点的风速，记录测量结果。
3. 在不同风速下，记录风能发电机组的发电功率。
4. 根据测量结果计算风能发电机组的风能利用率。
3. 实验结果和分析
在实验过程中，我们记录了不同风速下的发电功率和风能利用率。
以下是实验结果的总结：
通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：
1. 随着风速的增加，发电功率呈正相关性增加。
2. 随着风速的增加，风能利用率也呈正相关性增加。
3. 风能发电系统在较高风速下能够获得更高的发电效率。
4. 结论
在本实验中，我们通过测试风能发电系统的特性，获得了不同风速下的发电功率和风能利用率数据。
实验结果表明，风能发电系统具有较高的发电效率，并且能够根据风速变化自动调整转速，以实现最大化的风能利用。
这些发现对于进一步研究与应用风能发电技术具有重要意义。
5. 参考文献
[此处列出参考文献（如果有）]
以上为本次风能发电特性测试实验报告的内容。
利用风力发电操作实验探究风力机的工作原理
利用风力发电操作实验探究风力机的工作原理随着时代的发展和资源的紧缺，利用新型能源已成为人们热议的话题。
风力发电作为可以被广泛应用的新型能源之一，在如今的社会生活中显得越来越重要。
风力机作为风力发电的核心部件，其有效地转换风能为电能，依靠其工作原理实现了电能的有效存储和应用。
本文将从利用风力发电操作实验探究风力机的工作原理这一角度来阐述风力机的工作原理及其应用。
一、实验原理利用风力发电操作实验探究风力机的工作原理，主要是进行机械风力和电能转换的实验，即将风能转换为电能。
此实验原理主要是基于风力机利用机械能驱动机电转换器，将机械能转化为电能，电能则通过电网输送至使用地点。
二、实验材料利用风力发电操作实验探究风力机的工作原理，需要准备实验所需的器材和材料。
主要包括风力机、电池、乘法器、电线、电阻和电动机等。
其中风力机是实验的主要部件，在实验过程中所受的风速将直接影响风力机的输出功率。
三、实验步骤实验操作过程中，需要注意安全问题。
为了减少安全隐患，实验操作前应征得专业人士的指导。
1.连接电路首先应将电池、乘法器、电线、电阻和电动机等元器件连接好，搭建好所需的电路板，确保电路安全可靠，并确保设备的接线没有问题。
2.使风力机转动连接好电路后，接着要组装并安装好风力机，使其转动。
在实验操作过程中，应注意风力机的转速、方向和叶片的数量等因素对风力机性能的影响。
3.观测实验数据随着风力机的转动，电动机将会输出电能，并将其储存在电池中。
此时可以观测风力机的输出功率和转速等性能参数，并将数据记录在记录表中做出评价。
四、实验结果和分析在完成实验后，我们可以得到一组实验数据。
这些数据包含了风力机电源、转速和输出功率等关键参数的记录。
在数据分析过程中，可以通过绘制曲线图或使用统计学分析工具来分析数据。
通过分析数据可以得出以下结论：1.风力机的输出功率与风速成正比，即风速越大，风力机的输出功率越高。
2.风力机的旋转方向会影响机器的性能表现。
风力发电测试实验
风力发电测试实验
实验目的
1. 认识实验设备各个部件的意义，了解风力风电的基本原理；
2. 测量风力发电的主要参数。
3. 模拟用户电流和电压的测量。
4. 了解风速、螺旋浆转速、发动机感应电动势之间关系
二、实验设备
风力发电实训系统，型号：LL-F300 系统主要配套：风机、风机支架、风速、风向仪支架、模拟发电机、蓄电池组、实训平台等组成。
三、实验步骤
1. 检查各个设备是否有异常；
2. 连接所有的测量仪器；
3. 连接模拟用户；
4. 合闸实验，顺序：交流总开关开启-应急开关开启-交直流仪表开关打
记录表格
风速、螺旋浆转速、发动机感应电动势之间关系
发电机的启动风速为
四、实验讨论1?总结出风速、螺旋桨转速、发动机感应电动势之间的关系；2.考虑如何提高发电的功率。
注意事项：实验台面板部分测试孔有交流高压电源，实验过程中请勿用手触摸。
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。
风力发电实验报告
风力发电实验报告风力发电实验报告一、引言近年来，随着环境保护意识的增强和对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式备受关注。
本实验旨在通过模拟风力发电装置，探究风力对发电效率的影响，以及优化设计的可能性。
二、实验设计与方法本实验采用简易的风力发电装置，包括风车、发电机和电池。
风车由三片叶片组成，叶片材料为轻质塑料，可以旋转。
发电机通过风车的旋转产生电能，将电能储存到电池中。
在实验过程中，我们将风力发电装置放置在风速相对较大的地区，以确保风力的充分利用。
同时，我们还测量了不同风速下的转速、电压和电流，以评估风力发电的效率和稳定性。
三、实验结果与分析通过实验测量，我们得到了不同风速下的转速、电压和电流数据。
根据这些数据，我们可以计算出风力发电装置的输出功率和效率。
在低风速下，风力发电装置的转速较低，电压和电流也相对较小。
这是因为风力不足以充分推动风车旋转，从而无法产生足够的电能。
然而，随着风速的增加，风力对风车的作用力也增大，转速、电压和电流逐渐增加。
在适当的风速范围内，风力发电装置可以实现较高的输出功率和效率。
此外，我们还注意到，当风速过大时，风力发电装置的输出功率并不随之增加，甚至会出现下降的趋势。
这是因为在过大的风速下，风车受到的风力过于强大，导致风车转速过快，超过了发电机的额定转速。
这时，发电机无法正常工作，无法将风能转化为电能，从而导致输出功率下降。
基于以上实验结果和分析，我们可以得出结论：风力发电装置的输出功率和效率与风速密切相关，但存在一个最佳风速范围。
在此范围内，风力发电装置可以实现较高的发电效率和稳定的输出功率。
因此，在实际应用中，我们应该根据当地的风速情况，合理设计和调整风力发电装置，以获得最佳的发电效果。
四、优化设计与展望在实验过程中，我们发现风力发电装置的效率和稳定性受到风速的影响。
因此，我们可以通过优化设计来提高风力发电的效率。
首先，我们可以改进风车的叶片设计，以增加叶片的承受风力面积，提高风车的推力。
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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 1143031228
1143031227 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。
由定子绕组中的三相对称电流产生的定子旋转磁场
的转速与转子转速相同，即与转子磁场相对静止。
因此，发电机的转速、频率和极对数之
间有着严格不变的固定关系，即
pn1
1 60 60 （2-1）
当发电机的转速一定时，同步发电机的频率稳定，电能质量高；同步发电机运行时可通过调节励磁电流来调节功率因数，既能输出有功功率，也可提供无功功率，可使功率因数为 1，因此被电力系统广泛接受。
但在风力发电中，由于风速的不稳定性使得发电机获得不断变化的机械能，给风力发电机造成冲击和高负载，对风力发电机及整个系统不利。
在模拟风力发电系统中，采用电动机模拟风力机，拖动永磁同步发电机旋转。
用变频调速器调节电动机转速模拟风速变化，从而产生频率、电压变化的风电输出。
模拟风电系统连接方式如图 2-3 所示。
电动机在电路中用字母“M”(Motor) 表示，它的主要作用是产生驱动转矩，作为本模拟系统中的原动机。
而发电机在电路中用字母“G”(Generator)表示，它的主要作用是将机械能转化为电能。
图2-3 模拟风电系统结构
四、实验器材
电阻负载、万用表、示波器、高压差分探头等。
五、实验步骤
1、按图2-3所示结构接线，确保电网至电动机定子端、变频器电源、变频器至电动机励磁端（转子）的可靠连接，保持发电机定子端为空载。
在发电机定子端连接高压差分探头，示波器开机。
2、检查接线无误后，开启变频器。
上电后变频器显示屏自动显示频率界面，按
READ/WRITE 键进行频率设定，RESET/→键移动光标位置，控制数位，如个位、十位、百位；上、下键控制调节增加或减小频率，如图2-4所示。
其他按键功能参见附录。
图2-4 变频器键盘及显示
将频率设定为5 Hz，按下 RUN 键，变频器开始工作。
此时电动机转动并为永磁同步发电机提供机械功率。
整个系统运行起来后，可通过控制器操作页面读取一些参数，按 ESC 键回到监控模式，上、下键可翻阅各项电机参数名称，如输出频率、输出电流、控制方式、输出电压、直流母线电压、输出功率、输入端子状态、输出端子状态、故障电机速度等等，将实验数据记录于表2-1中。
从万用表及示波器上读取发电机端子的电压值和频率，记录于表2-1中。
3、按 STOP 键停止变频器输出，改变变频器频率，将实验数据记录于表中。
4、断开系统所有电源，将电阻负载连接于发电机定子端，如图2-5所示。
检
查连线后重复步骤2~3，记录数据于表2-2。
图2-5 永磁同步发电机定子端三相接头
5、按 STOP 键关闭控制器，断开系统所有电源，将全部测量仪器关闭并归位放好。
六、实验结果记录
(η1是风机对于整流后的输出效率，η2是逆变之后对于风机的输出效率)
七、实验图像记录
1连接图
2测量图
八，实验总结
1、带载时，电动机及发电机功率随频率变化的曲线。
2、
2、基于发电机和电动机原，解释和幅值）的原因。
用变频调速器调节电动机转速模拟风速变化，从而产生频率、电压变化的风电输出。
所以当发电机机端电压变化频率变化时就是图中的风速开始变化意味着电动机的频率开始变化。
当幅值变化时就是意味着电动机的输入功率，也就意味着进风量的变化。
3、绘出基于永磁同步发电机的风力发电机结构图，包括变流器部分。
解释风力机的变频调速原理。
变频调速技术及压力控制技术或风压值降低时，将管道压力与设定压力相比较，通过PID计算，控制频率输出，从而调整水泵或风机的转速。
当管压降低时，使水泵或风机转速增加提高管压；当管压上升时，又使水泵或风机转速减少降低管压，最终保证管网水压或气压恒定，一方面实现了供水或供气的自动化控制,一方面达到了节电的目的。
总体而言就是先整流（交流变直流）后逆变（直流变交流）将电流整定成能上网的电流。