风电场相关计算题，含公式应用与参考答案。
1.已知某风力发电机组的风轮直径为40m,其风能利用系数 K 是 0.45， 求风速为 10m/s 时，该风力发电机组的风轮输出功率是多少？（空气密度 取=1.2kg/m³) ?风力发电运维岗位(工种)技能冠军竞赛题库
答案：根据 W=1/2 ρA ν³=0.5 × 1.2×202 ×3.14×10³=753600(W) P=753600 × 0.45=339.12(kW)该 风 力发 电 机 组 的 风 轮 输 出 功 率 是 339.12kW。
2.一台2MW 双馈风力发电机组风轮直径为 100 米，额定风速为 10m/s，风轮额定转速为 15r/min 求叶尖速比。风力发电运维岗位(工种)技能冠军竞赛题库
答案：λ=2 πRn/（60V）=2×3.14×50×15/(10×60)=7.85
3.某台风力发电机组（额定风速为 10m/s），在 5m/s 风速时输出功 率是 60kW，当风速为 12m/s（小于切出风速）时，问此时该风力发电机的 输出功率是多少?风力发电运维岗位(工种)技能冠军竞赛题库
答案：已知 V1=5m/s、V 额定=10m/s、V2=12m/s>V 额定、P1=60kW，则 P 额定＝V 额定³/V1³×P1＝10³/5³×60＝480kW 因为 12m/s 时风速已超过额 定风速，因此采用恒功率控制，P2=P 额定＝480kW 此时该风力发电机组的 输出功率是 480kW。
4.某风力发电机组，某年有效风时数为7000h，风力发电机实际的工 作系数为 0.92，该机平均输出功率是额定功率 750kW 的 30%，求该机型的 年发电量？风力发电运维岗位(工种)技能冠军竞赛题库
答案：根据题意可得该机型的年发电量=年有效风时数×实际的工作系数× 额定功率×30%=7000×0.92×750×30%=1449000（kW ·h） 该机型的年发电量为 144.9 万 kW ·h
5.已知某风力发电风轮直径 D 为 60m，试求该风轮的扫掠面积（计算 结果保留到整数）？风力发电运维岗位(工种)技能冠军竞赛题库
答案：已知风轮直径D=60m，则扫掠面积为 风轮扫掠面积为 2826m2。
6.某风电机组采用四级双馈异步发电机，额定转速 n 为 1750rpm，额 定转速时定子有功功率 1250kW,求此时转子有功功率及机组发出的有功功 率（功率因数为 1，不计其他损耗）。风力发电运维岗位(工种)技能冠军竞赛题库
答案：（1）同步转速 n1:n1=60f/p=60*50/2=1500rpm； （2）转差率 s：s=(n1-n)/n1=(1500-1750)/1500=-0.167； （3）转差率转子发出的有功功率为Pr =SPs =0.167*1250=208kW; （4）机组发出的有功功率 P=Ps +Pr =1250+208=1458kW。
7.已知一台风电机组发电机的铭牌额定容量为 1500kW，为了评价风 电机组发电能力，统计期间小时为 1200 小时，实际发电量为 80 万千瓦时， 求（1）风电机组在统计期间的等效利用小时数；（2）风电机组的容量系 数（毛最大容量取额定容量）。风力发电运维岗位(工种)技能冠军竞赛题库
答案：(1) 等 效 利 用 小 时 数 = 统 计 时 段 累 计 发 电 能 量 / 额 定 容 量 =80*10000/1500=533.3h (2)风电机组的容量系数=统计时段累计发电能量/(统计时段*额定容 量）*100%=80*10000/（1200*1500）*100%≈44%
8.某一风力发电机组， 已知发电机额定转速为 1520r/min,齿轮箱的 传动比为 67.4，试求风轮额定转速为多少？风力发电运维岗位(工种)技能冠军竞赛题库
答案：齿轮箱变比：i=n1/n2=67.4 因此叶轮额定转速:n2=1500/67.4=22.55r/min
9.双馈异步发电机组发电机的额定转速为 1750rpm，极对数为 2 级， 当发电机转速达到 500rpm 时，该台发电机此时的转差率为多少？风力发电运维岗位(工种)技能冠军竞赛题库
答案：s=(n1-n)/n1=（1750-1500）/1500=0.17
10.某三相变压器的二次侧的电压为 400V，电流是 250A， 已知功率 因数 cosφ=0.866，求这台变压器的有功功率 P、无功功率 Q 和视在功率 S 各是多少？风力发电运维岗位(工种)技能冠军竞赛题库
答案：P = UIcosφ = 3 × 400× 250× 0.866 = 150(kW) S = UI = 3 × 400× 250 -173.2 (kVA) Q = UIsinφ = = = 86.6(kvar)