(2025年)風(fēng)電基礎(chǔ)知識(shí)考試題庫及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共40分）1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，風(fēng)輪將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的關(guān)鍵參數(shù)是（）。A.葉尖速比B.空氣密度C.輪轂高度D.年平均風(fēng)速答案：A2.下列哪種材料不是現(xiàn)代大型風(fēng)電葉片的主流材料？（）A.玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（GFRP）B.碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）C.鋁合金D.環(huán)氧樹脂基體復(fù)合材料答案：C3.雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)（DFIG）的轉(zhuǎn)子側(cè)變流器主要控制（）。A.電網(wǎng)頻率B.發(fā)電機(jī)有功和無功功率C.塔筒振動(dòng)D.偏航角度答案：B4.風(fēng)電場微觀選址時(shí)，通常要求相鄰機(jī)組的橫向間距（垂直主風(fēng)向）至少為（）倍風(fēng)輪直徑。A.2-3B.3-5C.5-7D.7-10答案：B5.風(fēng)力機(jī)功率曲線中，“切出風(fēng)速”是指（）。A.機(jī)組開始發(fā)電的最低風(fēng)速B.機(jī)組達(dá)到額定功率的風(fēng)速C.機(jī)組因安全限制必須停機(jī)的最高風(fēng)速D.機(jī)組效率最高的風(fēng)速答案：C6.下列不屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主傳動(dòng)鏈組成部分的是（）。A.主軸B.齒輪箱C.變流器D.發(fā)電機(jī)答案：C7.塔筒的主要作用是（）。A.支撐風(fēng)輪和機(jī)艙，提高風(fēng)輪處風(fēng)速B.存儲(chǔ)電能C.降低機(jī)組重心D.減少葉片氣動(dòng)噪聲答案：A8.風(fēng)電場電能質(zhì)量指標(biāo)中，電壓閃變主要由（）引起。A.機(jī)組啟動(dòng)/停機(jī)時(shí)的功率波動(dòng)B.齒輪箱油位異常C.葉片結(jié)冰D.偏航系統(tǒng)故障答案：A9.下列關(guān)于變槳距控制系統(tǒng)的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.通過改變?nèi)~片槳距角調(diào)節(jié)風(fēng)輪吸收的風(fēng)能B.額定風(fēng)速以下時(shí)通常保持槳距角為0°以最大化捕風(fēng)C.額定風(fēng)速以上時(shí)增大槳距角限制功率D.所有機(jī)型的變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)均采用液壓驅(qū)動(dòng)答案：D10.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的“低電壓穿越（LVRT）”能力是指（）。A.電網(wǎng)電壓降低時(shí)，機(jī)組能繼續(xù)并網(wǎng)運(yùn)行并提供無功支持B.機(jī)組在低風(fēng)速下保持發(fā)電的能力C.塔筒在低風(fēng)壓下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性D.變流器在低電壓輸入時(shí)的容錯(cuò)能力答案：A11.風(fēng)電場常用的測風(fēng)塔高度一般為（）。A.10-30米B.50-120米C.150-200米D.200米以上答案：B12.下列哪種傳感器用于監(jiān)測風(fēng)輪轉(zhuǎn)速？（）A.風(fēng)速儀B.風(fēng)向標(biāo)C.編碼器D.振動(dòng)傳感器答案：C13.齒輪箱油液監(jiān)測中，鐵譜分析主要檢測（）。A.油液含水量B.油液粘度C.金屬磨損顆粒D.油液氧化程度答案：C14.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的“可利用率”計(jì)算公式為（）。A.（總時(shí)間-故障停機(jī)時(shí)間）/總時(shí)間×100%B.（發(fā)電時(shí)間/總時(shí)間）×100%C.（額定功率/實(shí)際功率）×100%D.（年發(fā)電量/理論最大發(fā)電量）×100%答案：A15.下列不屬于風(fēng)電場電氣一次設(shè)備的是（）。A.箱式變壓器B.集電線路C.逆變器D.斷路器答案：C16.風(fēng)電機(jī)組防雷系統(tǒng)的接閃器通常安裝在（）。A.葉片尖部B.塔筒底部C.機(jī)艙頂部D.輪轂內(nèi)部答案：A17.風(fēng)電場無功補(bǔ)償裝置的主要作用是（）。A.提高有功功率輸出B.維持并網(wǎng)點(diǎn)電壓穩(wěn)定C.降低機(jī)組噪聲D.減少齒輪箱磨損答案：B18.下列關(guān)于風(fēng)力機(jī)葉尖速比（λ）的描述，正確的是（）。A.λ=風(fēng)輪轉(zhuǎn)速×風(fēng)輪半徑/風(fēng)速B.λ=風(fēng)速/（風(fēng)輪轉(zhuǎn)速×風(fēng)輪半徑）C.λ越大，風(fēng)能利用系數(shù)越高D.λ僅與空氣密度有關(guān)答案：A19.風(fēng)電機(jī)組定期維護(hù)中，液壓系統(tǒng)檢查的重點(diǎn)不包括（）。A.液壓油位B.油管密封性C.濾芯堵塞情況D.變流器溫度答案：D20.下列哪種因素不會(huì)顯著影響風(fēng)電場年發(fā)電量？（）A.輪轂高度B.機(jī)組可利用率C.當(dāng)?shù)厝照諘r(shí)間D.風(fēng)資源分布特性答案：C二、判斷題（每題1分，共10分）1.風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)（Cp）最大值理論上不超過59.3%（貝茲極限）。（）答案：√2.直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)不需要齒輪箱，因此體積和重量比雙饋式更小。（）答案：×（直驅(qū)式發(fā)電機(jī)體積更大）3.偏航系統(tǒng)的作用是使風(fēng)輪始終正對(duì)來風(fēng)方向，提高風(fēng)能捕獲效率。（）答案：√4.葉片結(jié)冰會(huì)導(dǎo)致氣動(dòng)性能下降，但不會(huì)增加機(jī)組載荷。（）答案：×（結(jié)冰會(huì)增加重量和不平衡載荷）5.風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)的功率因數(shù)應(yīng)控制在0.95（超前）至0.95（滯后）之間。（）答案：√6.塔筒的固有頻率應(yīng)避免與風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)頻率（1P）和葉片通過頻率（3P）重合，防止共振。（）答案：√7.變流器故障時(shí)，機(jī)組可以通過機(jī)械剎車快速停機(jī)。（）答案：√8.風(fēng)電機(jī)組的“額定風(fēng)速”是指機(jī)組能連續(xù)安全運(yùn)行的最高風(fēng)速。（）答案：×（額定風(fēng)速是達(dá)到額定功率的最低風(fēng)速）9.齒輪箱油的更換周期僅與運(yùn)行時(shí)間有關(guān)，與油液狀態(tài)無關(guān)。（）答案：×（需結(jié)合油液監(jiān)測結(jié)果調(diào)整）10.風(fēng)電場接入電網(wǎng)的電壓等級(jí)越高，輸電損耗越小。（）答案：√三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述風(fēng)功率密度的定義及計(jì)算公式。答案：風(fēng)功率密度是單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于風(fēng)向的單位面積的風(fēng)能，反映風(fēng)資源的能量密度。計(jì)算公式為：W=0.5×ρ×v3（W/m2），其中ρ為空氣密度（kg/m3），v為風(fēng)速（m/s）。2.雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)（DFIG）的工作原理是什么？與直驅(qū)發(fā)電機(jī)相比有何優(yōu)勢(shì)？答案：雙饋發(fā)電機(jī)的定子直接連接電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子通過變流器連接電網(wǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化時(shí)，變流器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流的頻率、幅值和相位，使定子輸出恒頻電能。優(yōu)勢(shì)：變流器容量僅為額定功率的20%-30%（成本低），機(jī)組轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍寬（1000-1800rpm），重量和體積小于直驅(qū)發(fā)電機(jī)。3.變槳距控制系統(tǒng)的主要功能有哪些？答案：（1）在低風(fēng)速時(shí)保持槳距角為0°，最大化捕獲風(fēng)能；（2）在高風(fēng)速時(shí)調(diào)節(jié)槳距角，限制風(fēng)輪吸收的功率，保護(hù)機(jī)組；（3）緊急停機(jī)時(shí)快速順槳（槳距角90°），使風(fēng)輪失去升力，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)；（4）通過變槳調(diào)節(jié)減少風(fēng)輪不平衡載荷，延長機(jī)組壽命。4.什么是“低電壓穿越（LVRT）”？風(fēng)電機(jī)組具備LVRT能力的意義是什么？答案：低電壓穿越指當(dāng)電網(wǎng)電壓短時(shí)跌落（如跌至額定電壓的20%）時(shí)，風(fēng)電機(jī)組不脫網(wǎng)，繼續(xù)向電網(wǎng)提供無功支持，幫助電壓恢復(fù)。意義：提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，避免大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組同時(shí)脫網(wǎng)導(dǎo)致電網(wǎng)崩潰，符合現(xiàn)代電網(wǎng)對(duì)可再生能源接入的技術(shù)要求。5.簡述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組定期維護(hù)中“葉片檢查”的主要內(nèi)容。答案：（1）外觀檢查：葉片表面是否有裂紋、磨損、膠衣脫落、雷擊痕跡；（2）邊緣檢查：葉尖、前后緣是否有開裂、變形；（3）排水孔檢查：是否堵塞，避免內(nèi)部積水；（4）螺栓檢查：葉片與輪轂連接螺栓的扭矩是否符合要求；（5）防雷系統(tǒng)檢查：接閃器、引下線是否完好，接地電阻是否達(dá)標(biāo)。四、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.某風(fēng)電場一臺(tái)2.5MW機(jī)組，年平均風(fēng)速8.5m/s，風(fēng)輪直徑120m，空氣密度1.225kg/m3，風(fēng)能利用系數(shù)Cp=0.42，機(jī)械傳動(dòng)效率η1=0.95，發(fā)電機(jī)效率η2=0.96。計(jì)算該機(jī)組的年理論發(fā)電量（按8760小時(shí)計(jì)算）。答案：風(fēng)輪掃掠面積S=π×(D/2)2=3.14×(60)2=11304m2單位時(shí)間風(fēng)功率P風(fēng)=0.5×ρ×S×v3×Cp=0.5×1.225×11304×8.53×0.42≈0.5×1.225×11304×614.125×0.42≈0.5×1.225×11304×257.93≈0.5×1.225×2915700≈1783000W≈1783kW考慮效率后輸出功率P=1783×0.95×0.96≈1783×0.912≈1626kW年理論發(fā)電量=1626kW×8760h≈14,240,000kWh（約1424萬度）2.某風(fēng)電機(jī)組風(fēng)輪轉(zhuǎn)速為12rpm，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為1500rpm，齒輪箱采用三級(jí)傳動(dòng)，其中高速級(jí)傳動(dòng)比為3:1，中速級(jí)為4:1，求低速級(jí)傳動(dòng)比。答案：總傳動(dòng)比i=發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速/風(fēng)輪轉(zhuǎn)速=1500/12=125設(shè)低速級(jí)傳動(dòng)比為i1，則i=i1×i中×i高=i1×4×3=12i112i1=125→i1≈10.42（取10.4或10.42均可）3.某風(fēng)電場測風(fēng)塔10米高度年平均風(fēng)速為6.5m/s，地表粗糙度指數(shù)α=0.14，計(jì)算輪轂高度80米處的年平均風(fēng)速（采用冪律風(fēng)切變模型）。答案：冪律公式：v2=v1×(h2/h1)^αv80=6.5×(80/10)^0.14=6.5×8^0.14≈6.5×1.29≈8.39m/s五、案例分析題（16分）某風(fēng)電場一臺(tái)2MW機(jī)組在運(yùn)行中出現(xiàn)“齒輪箱油溫過高”報(bào)警（設(shè)定閾值85℃，當(dāng)前油溫92℃），請(qǐng)分析可能原因并列出處理流程。答案：可能原因：（1）齒輪箱油位過低，導(dǎo)致潤滑不足、散熱不良；（2）油冷卻系統(tǒng)故障（如冷卻器堵塞、風(fēng)扇不轉(zhuǎn)、冷卻液不足）；（3）齒輪或軸承磨損嚴(yán)重，機(jī)械損耗增加，發(fā)熱量過大；（4）油質(zhì)惡化（氧化、污染），導(dǎo)熱性能下降；（5）溫度傳感器故障，誤報(bào)；（6）環(huán)境溫度過高，散熱效率降低。處理流程：（1）遠(yuǎn)程監(jiān)控：確認(rèn)報(bào)警是否持續(xù)，觀察油溫變化趨勢(shì)，檢查其他相關(guān)參數(shù)（如齒輪箱振動(dòng)、油壓力、冷卻系統(tǒng)電流）；（2）停機(jī)檢查：手動(dòng)停機(jī)，鎖定機(jī)組，懸掛警示牌；（3）外觀檢查：查看齒輪箱油位是否在正?？潭确秶鷥?nèi)，冷卻器表面是否有灰塵/雜物堵塞，風(fēng)扇是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)；（4）油液檢測：取樣檢測油液粘度、水分、金屬顆粒含量，判斷油質(zhì)狀態(tài)；（5）機(jī)械檢查：使用振動(dòng)分析儀檢測齒輪箱各軸承、齒輪的振動(dòng)頻譜，確認(rèn)是否存在異常磨損；（6）冷卻系統(tǒng)