风力发电场课程设计报告
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风力发电机课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解风力发电的基本原理,掌握风力发电机的主要组成部分及其功能。
2. 学生能够掌握风力发电机的工作原理,了解风力发电在我国能源领域的应用和重要性。
3. 学生能够描述风力发电机技术的发展趋势及其对环境保护的意义。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析风力发电机的优缺点,并提出改进措施。
2. 学生能够通过小组合作,设计并制作一个简易的风力发电机模型。
3. 学生能够运用科学探究方法,对风力发电机模型进行测试和优化。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对新能源技术的兴趣,激发他们积极参与能源节约和环境保护的意识。
2. 培养学生团队合作精神,提高他们面对问题的解决能力和沟通能力。
3. 增强学生的国家使命感和社会责任感,使他们认识到新能源发展对国家经济和环保事业的重要性。
课程性质:本课程为科学实践活动课,结合物理、工程技术等学科知识,以提高学生的科学素养和实践能力。
学生特点:六年级学生具有一定的物理知识基础,好奇心强,善于动手操作,具备初步的团队合作能力。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生主动参与,关注个体差异,鼓励学生创新思维和动手实践。
在教学过程中,分解课程目标为具体学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 风力发电基本原理:讲解风能转化为电能的物理过程,包括空气动力学原理、风力发电机的工作原理等。
教材章节:《科学》六年级下册第四章“能源与环保”。
2. 风力发电机结构及功能:介绍风力发电机的叶轮、发电机、塔架等主要组成部分及其作用。
教材章节:《科学》六年级下册第四章“风力发电机的构造”。
3. 风力发电机优缺点及改进措施:分析风力发电技术的优缺点,探讨如何提高风力发电效率及降低成本。
教材章节:《科学》六年级下册第四章“风力发电的优缺点及改进”。
4. 简易风力发电机模型设计与制作:指导学生设计并制作一个简易风力发电机模型,培养学生的动手能力和创新思维。
风力发电站课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解风力发电的基本原理,掌握风力发电站的工作流程及组成结构。
2. 学生能掌握风力发电在我国能源领域的地位和作用,了解相关能源政策及发展趋势。
3. 学生能够描述不同类型的风力发电机特点,并分析其优缺点。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析风力发电站建设的地理环境和技术条件。
2. 学生能够通过实际操作,掌握风力发电机模型的制作方法,培养动手实践能力。
3. 学生能够运用科学探究方法,对风力发电站的运行效率进行评估。
情感态度价值观目标:1. 培养学生关注可再生能源利用和环境保护的意识,增强节能减排的责任感。
2. 培养学生对新能源技术的兴趣和好奇心,激发创新精神。
3. 培养学生团队协作精神,提高沟通与交流能力。
课程性质:本课程为科学探究类课程,结合学生所在年级的知识深度,注重理论与实践相结合,培养学生的动手操作能力和科学思维。
学生特点:学生具备一定的科学知识和动手能力,对新能源技术感兴趣,具有较强的探索欲望。
教学要求:教师需采用启发式教学方法,引导学生主动参与课堂,注重培养学生的实践能力和创新能力。
同时,关注学生的个体差异,因材施教,确保每位学生都能达到课程目标。
通过课后评估,检验学生的学习成果,为后续教学提供依据。
二、教学内容1. 引言:介绍风力发电的基本概念,引导学生关注新能源领域的发展。
- 章节关联:课本第三章“新能源的开发与利用”。
2. 风力发电原理:- 风能转化为电能的过程;- 风力发电机的基本结构及工作原理;- 课本第二章“电与磁”相关知识。
3. 风力发电站的构成与运行:- 风力发电机、塔架、控制器、逆变器等组成部分;- 风力发电站的运行流程及管理;- 课本第四章“电力系统及其自动化”。
4. 风力发电机类型及特点:- 水平轴风力发电机、垂直轴风力发电机;- 各类型风力发电机的优缺点对比;- 课本第三章“风力发电技术”。
5. 风力发电站建设与评估:- 风力发电站建设的地理环境和技术条件;- 风力发电站运行效率的评估方法;- 课本第五章“能源项目的环境影响评价”。
风力发电机组课程设计随着科技的快速发展,人们对环保意识的逐渐提高,风力发电作为一种清洁的可再生能源,逐渐成为人们的重要选择。
为了培养学生的动手能力和创新精神,提高学生的环保意识,本文将介绍一个关于风力发电机组课程设计。
课程背景为了响应国家对可再生能源的倡导,推广绿色能源,加快可再生能源的人才培养,本课程旨在让学生了解风力发电的工作原理,掌握风力发电机组的组装与调试,提高学生的实践能力和创新意识,为我国风力发电产业的发展做出一定的贡献。
课程目标1.了解风力发电的工作原理,熟悉风力发电机组的结构。
2.掌握风力发电机组的组装方法,学会使用测量工具。
3.学会对风力发电机组进行调试和测试,初步具备维护能力。
4.提高学生的环保意识,认识到可再生能源对环境的重要性。
5.培养学生的动手能力和创新精神,提高学生的实践能力。
课程内容1.风力发电的工作原理风力发电是利用风能驱动涡轮旋转,进而带动发电机发电的一种方式。
它的工作原理简单来说,就是将风能转化为电能。
风力发电机组的原理主要分为两部分:一部分是风轮,另一部分是发电机。
2.风力发电机组的组装风力发电机组组装的一般步骤包括以下几个方面:(1)准备工具和材料,如轴承、齿轮、联轴器等;(2)检查轴承孔的尺寸,保证轴承安装时轴向位移量不超过允许范围;(3)安装轴承,注意轴承的安装深度和轴向位移量;(4)安装齿轮箱,将齿轮安装在轴上,调整轴和齿轮箱的配合;(5)安装联轴器,使联轴器与主轴连接,并调整两轴的松紧度;(6)安装脚钉,将机组固定在基础上;(7)检查机组,确认所有部件安装完毕。
3.风力发电机组的调试和测试(1)将机组与电网连接,确保机组在电网运行;(2)打开励磁机励磁,观察机组运行,如有异常,应立即停机检查;(3)关闭励磁机励磁,观察机组继续运行,如有异常,应立即停机检查;(4)对机组进行试验,包括转速试验、短时过载试验等,以确认机组运行正常;(5)机组运行时,应定期检查轴承润滑情况,如有异常,应立即停机处理。
风力发电厂的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解风力发电的原理,掌握风力发电的基本组成结构。
2. 学生能够描述风力发电的优势和在我国的应用现状。
3. 学生能够了解风力发电对环境的影响,认识到可再生能源的重要性。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析风力发电厂的建设条件,具备初步的项目评估能力。
2. 学生能够通过实际操作,掌握风力发电机的简单制作方法,培养动手操作能力。
3. 学生能够利用图表和数据,进行风力发电效率的对比分析,提高数据分析能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到风力发电等可再生能源对于缓解能源危机、保护环境的重要性,增强环保意识。
2. 学生能够关注风力发电领域的发展动态,培养对新能源产业的兴趣和热情。
3. 学生能够通过团队合作,学会倾听、沟通、协作,培养团队精神。
课程性质:本课程为自然科学领域的探究性课程,结合课本知识,注重实践与理论相结合。
学生特点:六年级学生具有一定的科学素养,对新能源有一定了解,好奇心强,具备一定的动手能力和团队协作能力。
教学要求:教师应注重启发式教学,引导学生主动探究,关注学生的个体差异,鼓励学生积极参与课堂讨论和实践活动。
通过本课程的学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得具体、可衡量的学习成果。
二、教学内容1. 引入新课:通过展示风力发电的图片和视频,激发学生对风力发电的兴趣,引入本节课的主题。
相关教材章节:第一章《新能源概述》2. 理论知识学习:(1)风力发电原理及优势(2)风力发电机的组成结构(3)风力发电在我国的应用现状及发展前景相关教材章节:第二章《风力发电》3. 实践操作:(1)风力发电机的简单制作(2)风力发电效率的对比分析相关教材章节:第三章《风力发电实践》4. 案例分析:(1)分析风力发电厂的建设条件(2)讨论风力发电对环境的影响相关教材章节:第四章《新能源与环境保护》5. 课堂总结与拓展:(1)总结风力发电的相关知识(2)探讨新能源的未来发展趋势相关教材章节:第五章《新能源的发展趋势》教学内容安排与进度:第一课时:引入新课,学习风力发电原理及优势第二课时:学习风力发电机的组成结构,进行简单制作实践第三课时:学习风力发电在我国的应用现状及发展前景,进行风力发电效率对比分析第四课时:案例分析,总结课堂知识,探讨新能源发展前景三、教学方法1. 讲授法:在讲解风力发电的基本原理、优势、组成结构等理论知识时,采用讲授法,结合多媒体演示,使学生系统、全面地掌握风力发电的相关知识。
风力发电技术课程设计一、教学目标通过本节课的学习,学生需要达到以下教学目标:1.了解风力发电的基本原理和技术流程。
2.掌握风力发电的关键技术和设备组成。
3.认识风力发电的优缺点及应用前景。
4.能够运用所学知识分析风力发电场的布局和设计。
5.能够运用所学知识评估风力发电的经济性和环保性。
6.能够运用所学知识解决风力发电过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标:1.培养学生对新能源技术的兴趣和关注。
2.培养学生保护环境、节约能源的责任感。
3.培养学生创新思维和团队协作的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.风力发电的基本原理:介绍风能转化为电能的过程,以及风力发电的关键技术。
2.风力发电设备的组成:讲解风力发电机、塔架、叶片等主要组成部分的功能和作用。
3.风力发电的优缺点:分析风力发电的优点,如清洁、可再生;同时指出其缺点,如不稳定、投资成本高等。
4.风力发电的应用前景:介绍风力发电在全球范围内的应用情况,以及我国风力发电产业的发展趋势。
三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用以下教学方法:1.讲授法:教师讲解风力发电的基本原理、设备组成和应用前景等内容。
2.讨论法:学生分组讨论风力发电的优缺点,以及其在实际应用中的可行性。
3.案例分析法:分析国内外典型的风力发电项目,让学生了解风力发电的实际运作过程。
4.实验法:学生参观风力发电实验基地,亲身体验风力发电的原理和设备。
四、教学资源为了支持本节课的教学,将准备以下教学资源:1.教材:风力发电技术教程,用于引导学生系统地学习风力发电知识。
2.参考书:风力发电技术及其应用,为学生提供更多的学习资料。
3.多媒体资料:制作风力发电相关课件,通过图片、视频等形式展示风力发电的设备和工作原理。
4.实验设备:安排学生参观风力发电实验基地,了解实际操作过程。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,本节课将采用以下评估方式:1.平时表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,了解学生的学习态度和理解程度。
《风电场规划与设计》课程设计班级:姓名:学号:成绩:2023年1月目录一、风电场资料 (1)1.地图坐标 (1)2.跨度及分辨率 (1)3.地图及风能情况 (1)二、风电场选址方案1计算报告 (2)1.参数设置 (2)2.优化曲线 (2)3 发电量统计 (3)4 相关报表 (3)5.视觉影响区域图 (5)6.噪音影响区域图 (5)7.风电场道路示意图 (6)8各台风机的年满负荷利用小时数 (7)三、风电场选址方案2计算报告 (7)1.参数设置 (7)2.优化曲线 (7)3 发电量统计 (8)4 相关报表 (9)5.视觉影响区域图 (10)6.噪音影响区域图 (10)7.风电场道路示意图 (11)8各台风机的年满负荷利用小时数 (13)四、风电场选址方案3计算报告 (13)1.参数设置 (12)2.优化曲线 (13)3 发电量统计 (14)4 相关报表 (14)5.视觉影响区域图 (16)6.噪音影响区域图 (16)7.风电场道路示意图 (17)8各台风机的年满负荷利用小时数 (18)五、风电场选址方案4计算报告 (19)1.参数设置 (18)2.优化曲线 (18)3 发电量统计 (20)4 相关报表 (20)5.视觉影响区域图 (21)6.噪音影响区域图 (22)7.风电场道路示意图 (23)8各台风机的年满负荷利用小时数......................... 错误!未定义书签。
六、各方案对比分析 (25)1.计算风电场的年满负荷利用小时数 (24)2.风电场容量系数的计算 (24)3.各方案对比分析 25一、风电场资料1.地图坐标左下角坐标:(497526.0000,4546241.0000)右上角坐标:(503130.0000,4549813.0000)2.跨度及分辨率X方向跨度:5.6040km;Y方向跨度:3.5720km;网格分辨率:149.0m3.地图及风能情况图1 主地图图2 平均风速分布图图3 风能密度图二、风电场选址方案1计算报告工程名称: 方案1报告日期: 2023-1-51.参数设立总迭代次数: 60;无效迭代次数: 10;最小间距类型: 圆形圆半径: 4倍风轮直径;最大坡度: 50.00度2.优化曲线图4 风机优化曲线3 发电量记录表1 风电场发电量总发电量单台月平均发电量无尾流年发电量(MWh) 118367 493.2含尾流年发电量(MWh) 114845.17 478.52尾流损失[%] 2.984.相关报表表2 风机报表风机编号类型X坐标(m) Y坐标(m) 海拔(m) 是否固定平均风速(m/s)无尾流年发电量(MWh)含尾流年发电量(MWh)尾流损失(%)M1 金风77-1500kW499907 4546539 1536 否9.06 6378.96 6280.99 1.54M2 金风77-1500kW499460 4546985 1546 否8.88 6268.84 6203.16 1.05 M3 金风499163 4546985 1533.99 否8.75 6210.54 6083.99 2.04表3 视点报表表4噪音点报表表5 视点观测到的风机报表5.视觉影响区域图从每台风机中心开始计算视觉影响的最远距离: 500米地表以上高度: 2米图5 视觉影响区域图6.噪音影响区域图地表以上高度: 2米图6 噪音影响区域图7.风电场道路示意图图7 风电场道路示意图8.各台风机的年满负荷运用小时数表6各台风机的年满负荷运用小时数风机编号含尾流年发电量(MWh)年满负荷运用小时数(h)风机编号含尾流年发电量(MWh)年满负荷运用小时数(h)M1 6280.994187.327M11 5675.963783.973 M2 6203.164135.44M12 5518.913679.273 M3 6083.994055.993M13 5556.283704.187 M4 6023.264015.507M14 5308.273538.847 M5 5957.443971.627M15 5252.073501.38 M6 5828.163885.44M16 5686.013790.673 M7 6099.74066.467M17 5187.243458.16 M8 5772.443848.293M18 5583.263722.173 M9 5893.213928.807M19 5434.623623.08 M10 5824.373882.913M20 5675.813783.873三、风电场选址方案2计算报告工程名称: 方案2报告日期: 2023-1-51.参数设立总迭代次数: 50;无效迭代次数: 10;最小间距类型: 圆形圆半径: 4倍风轮直径;最大坡度: 50.00度2.优化曲线图4 风机优化曲线3 发电量记录表1 风电场发电量4 相关报表表2 风机报表表3 视点报表表4 噪音点报表3 N3 500559 4548078 1499.78 2 53.744 N4 499420 4547651 1514.87 2 58.295 N5 499124 4548380 1512.06 2 57.416 N6 499955 4548858 1510.41 2 58.57表5 视点观测到的风机报表序号视点编号风机编号风机X坐标(m) 风机Y坐标(m) 风机海拔(m)1 S2 M12 499312 4548027 1515.62 S2 M13 499312 4547730 1519.25.视觉影响区域图从每台风机中心开始计算视觉影响的最远距离: 500米地表以上高度: 2米图5 视觉影响区域图6.噪音影响区域图地表以上高度: 2米图6 噪音影响区域图7.风电场道路示意图图7 风电场道路示意图方案28.各台风机的年满负荷运用小时数表6 各台风机的年满负荷运用小时数四、风电场选址方案3计算报告工程名称: 方案3报告日期: 2023-1-51.参数设立总迭代次数: 50;无效迭代次数: 10;最小间距类型: 圆形圆半径: 4倍风轮直径;最大坡度: 50.00度2.优化曲线图4 风机优化曲线3.发电量记录表1 风电场发电量总发电量单台月平均发电量无尾流年发电量(MWh) 123039.52 512.66含尾流年发电量(MWh) 119945.48 502.31尾流损失[%] 1.924.相关报表表2 风机报表风机类型X坐标Y坐标海拔(m) 是否平均风无尾流含尾流尾流表3 视点报表表4 噪音点报表表5 视点观测到的风机报表1 S1 M7 499907 4547878 1510.432 S1 M11 499312 4547730 1519.23 S1 M17 499907 4548176 1502.84 S2 M12 498716 4546837 15365 S2 M14 499014 4546688 15466 S2 M20 498865 4546390 15405.视觉影响区域图从每台风机中心开始计算视觉影响的最远距离: 500米地表以上高度: 2米图5 视觉影响区域图6.噪音影响区域图地表以上高度: 2米图6 噪音影响区域图7.风电场道路示意图图7 风电场道路示意图8.各台风机的年满负荷运用小时数表6 各台风机的年满负荷运用小时数风机编号含尾流年发电量年满负荷运用小时风机编号含尾流年发电量年满负荷运用小时五、风电场选址方案4计算报告工程名称: 方案4报告日期: 2023-1-51.参数设立总迭代次数: 50;无效迭代次数: 10;最小间距类型: 圆形;圆半径: 4倍风轮直径;最大坡度: 50.00度2.优化曲线图4 风机优化曲线3.发电量记录表1 风电场发电量总发电量单台月平均发电量无尾流年发电量(MWh) 118433.95 493.47含尾流年发电量(MWh) 113599.33 473.33尾流损失[%] 4.084.相关报表表2 风机报表风机编号类型X坐标(m)Y坐标(m)海拔(m) 是否固定平均风速(m/s)无尾流年发电量(MWh)含尾流年发电量(MWh)尾流损失(%)M1 金风77-1500kW501693 4547134 1536.8 否8.64 6021.99 5633.6 6.45M2 金风77-1500kW501395 4547283 1525.2 否8.73 6064.95 5660.1 6.68 M3 金风501246 4546837 1512 否8.49 5906.13 5599.97 5.18表3 视点报表表4 噪音点报表表5 视点观测到的风机报表6 S2 M1 501693 4547134 1536.87 S2 M5 501991 4547581 1525.28 S2 M8 501842 4546837 15349 S2 M14 501991 4547283 1529.210 S2 M15 501544 4546837 15325.视觉影响区域图从每台风机中心开始计算视觉影响的最远距离: 500米地表以上高度: 2米图5 视觉影响区域图6.噪音影响区域图地表以上高度: 2米图6 噪音影响区域图7.风电场道路示意图图7 风电场道路示意图8. 各台风机的年满负荷运用小时数表6 各台风机的年满负荷运用小时数风机编号含尾流年发电量年满负荷运用小时风机编号含尾流年发电量年满负荷运用小时(MWh)数(h ) (MWh)数(h ) M1 5633.6 3755.733 M11 5680.69 3787.127 M2 5660.1 3773.4 M12 5738.08 3825.387 M3 5599.97 3733.313 M13 5818.89 3879.26 M4 5733.63 3822.42 M14 5839.37 3892.913 M5 5654.02 3769.347 M15 5667.88 3778.587 M6 5716.75 3811.167 M16 5405.84 3603.893 M7 5473.03 3648.687 M17 5768.43 3845.62 M8 5722.3 3814.867 M18 5781.22 3854.147 M9 5362.07 3574.713 M19 6098.01 4065.34 M105545.263696.84M205700.193800.127六、各方案对比分析1.计算风电场的年满负荷运用小时数方案1h 17.3828205.117.114845=⨯==风电场装机容量年实际发电量时数风电场年满负荷利用小方案2h 16.3967205.1119014.36=⨯==风电场装机容量年实际发电量时数风电场年满负荷利用小方案3h 52.4018205.1120555.48=⨯==风电场装机容量年实际发电量时数风电场年满负荷利用小方案4h 64.3786205.1113599.33=⨯==风电场装机容量年实际发电量时数风电场年满负荷利用小2.风电场容量系数的计算方案1437.0876017.38288760C f ===)全年小时数(时数风电场年满负荷利用小风电场容量系数方案2453.0876016.39678760C f ===)全年小时数(时数风电场年满负荷利用小风电场容量系数方案3459.0876052.40188760C f ===)全年小时数(时数风电场年满负荷利用小风电场容量系数方案4432.0876064.37868760C f ===)全年小时数(时数风电场年满负荷利用小风电场容量系数3.各方案对比分析方案编号1 2 3 4年发电量[Mwh] 114845.17 119014.36 119945.48 113599.33 年满负荷运用小时数[小时] 3828.39 3967.13 3988.18 3786.64 容量系数 0.437 0.453 0.456 0.432 尾流损失[%] 2.98 3.81 1.92 4.08 风电场实际占地面积[Km 2]3.7523.663.903.441通过对上述表格的分析, 其中方案3为最优方案。
风力发电厂课程设计引言:一、风力发电的基本原理风力发电利用风能驱动风力涡轮机旋转,进而带动发电机发电。
风力涡轮机通过风叶将风能转化为机械能,再经过发电机转化为电能。
风力发电的基本原理是利用风的动能转化为电能,实现可再生能源的利用。
二、风力发电的发展现状1. 全球风力发电的发展情况风力发电在全球范围内得到了广泛应用和发展。
目前,全球风力发电装机容量已经达到数百GW,占据可再生能源装机容量的重要部分。
欧洲、美洲和亚洲等地都建设了大规模的风力发电项目,推动了风力发电技术的不断创新和发展。
2. 中国风力发电的发展情况中国是全球风力发电装机容量最大的国家之一。
随着国家对可再生能源的支持和政策的引导,中国风力发电行业迅速发展。
截至目前,中国风力发电装机容量已经超过了20万MW,占据全球风力发电装机容量的一半以上。
三、风力发电在课程设计中的应用风力发电作为一种新兴的能源形式,可以在课程设计中引入相关内容,培养学生的科学素养和创新能力。
以下是风力发电在课程设计中的应用场景:1. 风力发电原理的学习在物理或能源类相关课程中,可以引入风力发电原理的学习。
通过讲解风力发电的基本原理和相关设备的结构,培养学生对能源转化和利用的理解能力。
2. 风力发电实验的设计在实验类课程中,可以设计风力发电实验。
学生可以通过搭建简易的风力涡轮机模型,观察风力对涡轮机旋转的影响,进而理解风力发电的实际应用。
3. 风力发电场景的模拟在计算机模拟类课程中,可以设计风力发电场景的模拟。
学生可以利用计算机软件模拟风力发电场景,了解风力发电的运行原理和效率,并通过参数调整等方式进行模拟实验。
4. 风力发电系统的设计与优化在工程设计类课程中,可以引入风力发电系统的设计与优化。
学生可以通过学习风力发电系统的结构和工作原理,设计出符合特定要求的风力发电系统,并进行性能优化和成本评估。
结论:风力发电作为一种新兴的可再生能源形式,具有巨大的发展潜力。
通过在课程设计中引入风力发电相关内容,可以培养学生的科学素养和创新能力,提高他们对可再生能源的认识和理解。
风力发电厂课程设计一、引言随着全球能源危机的逐渐加剧和对环境保护意识的不断提高,风力发电作为一种可再生能源,受到了越来越多的关注。
风力发电厂的建设和运营对于解决能源问题和减少环境污染具有重要意义。
本文将从设计风力发电厂的选址、设计方案、运维管理等方面展开讨论,以期为风力发电厂的课程设计提供参考。
二、选址风力发电厂的选址是影响其发电效率和经济效益的重要因素。
首先,需要考虑到地理条件,如地形、地貌、气候等。
通常情况下,地势越高、地形越平坦、气候条件越适宜,风力发电厂的发电效率就越高。
其次,需要考虑到周围环境的影响,如是否有建筑物或树木遮挡、附近人口密度等。
最后,还需要考虑到电网的接入情况,选址应尽量靠近电网,以减少输电损耗。
三、设计方案1. 风机选择:风机是风力发电厂的核心设备,其选择应基于风速、功率和可靠性等因素。
根据风速的分布情况,可以选择合适的风机类型,如水平轴风机或垂直轴风机。
同时,还需要考虑到风机的功率和可靠性指标,以确保风力发电厂的稳定运行。
2. 基础设计:风力发电厂的基础设计包括塔筒设计和基础设计。
塔筒设计应考虑到风机的高度和重量,以确保风机的稳定性。
基础设计应考虑到地质条件和地震安全性,以确保风力发电厂的结构稳定。
3. 输电系统设计:风力发电厂的输电系统包括变压器、电缆和开关设备等。
变压器的选择应基于风机的功率和电网的要求,以确保风力发电厂的电能能够有效地注入电网。
电缆和开关设备的选择应考虑到电流和电压的要求,以确保风力发电厂的安全运行。
四、运维管理1. 定期检查:风力发电厂应定期进行设备检查和维护,以确保设备的正常运行。
检查内容包括风机的叶片和机械部件是否磨损、电缆是否老化、开关设备是否正常等。
2. 故障处理:风力发电厂在运行过程中可能会遇到故障,如叶片断裂、电缆短路等。
及时处理故障可以减少损失和停机时间。
故障处理包括故障诊断、故障修复和故障记录等。
3. 数据分析:风力发电厂应对发电数据进行分析,以评估发电效率和经济效益。
风力发电课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解风力发电的基本原理,掌握风力发电机的工作流程和主要组成部分。
2. 学生能掌握风力发电在我国能源领域的地位和作用,了解我国风力发电的现状和发展趋势。
3. 学生能了解风力发电对环境的影响,认识到可再生能源在可持续发展中的重要性。
技能目标:1. 学生能通过分析风力发电的相关数据,提高数据分析和解决问题的能力。
2. 学生能运用所学的风力发电知识,设计简单的风力发电实验,提升实践操作能力。
3. 学生能运用风力发电知识,解决实际生活中的问题,提高创新能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能认识到风力发电对环境保护的重要性,培养环保意识。
2. 学生能积极参与风力发电相关的话题讨论,提高合作交流能力。
3. 学生能通过风力发电的学习,树立科学、可持续发展的价值观,增强国家能源战略意识。
课程性质:本课程为科学实践活动课程,结合物理、地理等学科知识,培养学生的实践能力和科学素养。
学生特点:六年级学生具备一定的科学知识基础,好奇心强,善于观察和思考,但实践操作能力有待提高。
教学要求:注重理论与实践相结合,鼓励学生积极参与,关注学生的学习过程,注重培养学生的创新精神和实践能力。
通过本课程的学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 引入新课:通过介绍可再生能源的概念,引导学生关注风力发电。
教材章节:《科学》六年级下册第三章“能量的转化与守恒”2. 风力发电基本原理:- 风能资源评估- 风力发电机的工作原理与结构- 风力发电的优缺点教材章节:《科学》六年级下册第三章第三节“风能的利用”3. 我国风力发电现状与发展趋势:- 我国风力发电的装机容量和地位- 风力发电的政策支持和产业布局- 风力发电技术的发展趋势教材章节:《科学》六年级下册第三章附录“新能源在我国的发展”4. 风力发电与环境:- 风力发电对环境的贡献- 风力发电项目的环境评估与保护措施教材章节:《科学》六年级下册第三章第四节“新能源与环境保护”5. 实践活动:- 设计简单的风力发电实验- 分析风力发电数据,探讨提高发电效率的方法教材章节:《科学》六年级下册第三章实践篇“风力发电实验”6. 总结与拓展:- 归纳风力发电的优势和局限性- 探讨风力发电在未来的发展前景教材章节:《科学》六年级下册第三章总结篇“新能源的发展与未来”教学内容安排与进度:共6课时,第1课时引入新课,第2-4课时讲解风力发电基本原理、我国现状与发展趋势、风力发电与环境,第5课时进行实践活动,第6课时进行总结与拓展。
综合实验报告( 2013 -- 2014 年度第1学期)名称:《风力发电场》课程设计院系:可再生能源学院班级:风能1001班学号:1101540115学生姓名:孙莹指导教师:韩爽刘永前设计周数:2周成绩:提交日期:2014 年1月15 日一.课程设计目的与要求1.设计目的通过使用WAsP、WindFarmer等软件,掌握风电场风能资源评估、微观选址原理及方法。
2.设计任务使用W AsP软件进行风资源评估及发电量计算;选择3个区域划定边界,分别进行风资源评估与布机;在上述3个区域内,结合测风塔的选址原则,分别树立测风塔,并在测风塔所在地设置障碍物及粗糙度;使用W AsP软件进行风资源评估及发电量计算;生成风图谱报告,并手算一个扇区数据,与之对比;计算出选定区域的风速分布图及风功率分布图;计算出测风塔所在区域的风图谱;结合微观选址原则,在选定区域安装至少20台风电机组(自己生成功率曲线和推力曲线文件),计算发电量;使用WindFarmer软件进行优化布机;选择上述3个区域中的一个,使用WindFarmer软件进行优化布机,并计算发电量,与W AsP中的结果进行比较;3.设计要求掌握风资源评估和微观选址的基本原理和方法掌握上述软件的使用方法独立撰写设计报告二.实验内容1.插入风图谱,建立气象站;2.选择气象站,插入观测风气候,以及障碍组;如图:3.插入矢量地图并进行气象站定位;4.建立风机站并选择风机;(风机定位)(风资源)(所选机型)5.建立风场;Site description X-location[m]Y-location[m]Elev.[m]RIX[%]d.RIX[%]Height.[m]Speed[m/s]GrossAEP[GWh]Net AEP[GWh]Turbine site 00220389284625982139500507.45 2.966 2.894Turbine site 00320389434624112139900507.39 2.922 2.87Turbine site 00420387544624214140000507.39 2.917 2.886Turbine site 00520386544626440139900507.45 2.97 2.947Turbine site 00620389364627035139700507.46 2.976 2.905Turbine site 00720388414628514139900507.46 2.975 2.942Turbine site 00820389404627970139800507.46 2.976 2.914Turbine site 00920389334625013138200507.34 2.885 2.815Turbine site 010*******4627528139900507.46 2.975 2.92Turbine site 01120387444627868140000507.45 2.968 2.931Turbine site 01220386564627426140000507.45 2.963 2.947Turbine site 01320387494625081140000507.43 2.952 2.901Turbine site 01420388434625302139800507.44 2.96 2.892Turbine site 01520387514626780139900507.46 2.97 2.924Turbine site 01620386524625540140000507.44 2.959 2.94Turbine site 01720389464629007139900507.47 2.981 2.947Turbine site 01820386424624571140000507.41 2.934 2.927Turbine site 01920388554626508139800507.46 2.972 2.909Turbine site 020*******4624333139900507.41 2.934 2.88风电场1风电场2风电场3风电场1风电场2风电场3 6.选择栅格(坐标转换)7.风资源风电场1 风电场2风电场38.年发电量三.三个风电场布局,尾流影响及年发电量的对比:风电场1:所选机型 Bonus 1MWAEP尾流损失风功率密度风电场2:所选机型Vestas 1650kwAEP风功率密度风电场3:所选机型 Vestas 1500KWAEP尾流损失风功率密度四.扇区手动计算(选择第三扇区:33.75°-56.25°)vi pi xi yi p0.5-1.5 0.031055901 0 -3.456233744 0.0190217391.5-2.5 0.093167702 0.693147181 -2.324853777 0.3043478262.5-3.5 0.183229814 1.098612289 -1.597521627 1.4894021743.5-4.5 0.313664596 1.386294361 -0.977132515.1130434784.5-5.5 0.51863354 1.609437912 -0.313168881 15.692934785.5-6.5 0.680124224 1.791759469 0.130872599 21.365217396.5-7.5 0.810559006 1.945910149 0.509030623 27.402717397.5-8.5 0.881987578 2.079441542 0.759386779 22.48.5-9.5 0.940993789 2.197224577 1.040316487 26.347010879.5-10.5 0.972049689 2.302585093 1.274615865 19.0217391310.5-11.5 0.98757764 2.397895273 1.478932152 12.6589673911.5-12.5 0.99068323 2.48490665 1.542430053 3.28695652212.5-13.5 0.99689441 2.564949357 1.753460599 8.35815217413.5-14.5 1 2.63905733 5.219565217 计算结果:C=6.06;k=1.93;v=5.60m/s ;p=168.68 w/m^2对比:五、WindFarmer优化布机本次课程设计选择A区域的文件导入WindFarmer进行优化优化步骤1)将地图文件(map)导入WindFarmer中2)将WasP软件生成的wrg文件导入3)导入WAsP生成的tab文件建立关联,提高精确度。
《风力发电机组设计与制造》课程设计报告院系:可再生能源学院班级:风能0902班******学号:**********指导老师:田德、王永提交日期:一、设计任务书1、设计内容风电机组总体技术设计2、目的与任务主要目的:1)以大型水平轴风力机为研究对象,掌握系统的总体设计方法;2)熟悉相关的工程设计软件;3)掌握科研报告的撰写方法。
主要任务:每位同学独立完成风电机组总体技术设计,包括:1)确定风电机组的总体技术参数;2)关键零部件(齿轮箱、发电机和变流器)技术参数;3)计算关键零部件(叶片、风轮、主轴、连轴器和塔架等)载荷和技术参数;4)完成叶片设计任务;5)确定塔架的设计方案。
每人撰写一份课程设计报告。
3、主要内容每人选择功率范围在1.5MW至6MW之间的风电机组进行设计。
1)原始参数:风力机的安装场地50米高度年平均风速为7.0m/s,60米高度年平均风速为7.3m/s,70米高度年平均风速为7.6 m/s,当地历史最大风速为48m/s,用户希望安装1.5 MW 至6MW之间的风力机。
采用63418翼型,63418翼型的升力系数、阻力系数数据如表1所示。
空气密度设定为1.225kg/m3。
2)设计内容(1)确定整机设计的技术参数。
设定几种风力机的C p曲线和C t曲线,风力机基本参数包括叶片数、风轮直径、额定风速、切入风速、切出风速、功率控制方式、传动系统、电气系统、制动系统形式和塔架高度等,根据标准确定风力机等级;(2)关键部件气动载荷的计算。
设定几种风轮的C p曲线和C t曲线,计算几种关键零部件的载荷(叶片载荷、风轮载荷、主轴载荷、连轴器载荷和塔架载荷等);根据载荷和功率确定所选定机型主要部件的技术参数(齿轮箱、发电机、变流器、连轴器、偏航和变桨距电机等)和型式。
以上内容建议用计算机编程实现,确定整机和各部件(系统)的主要技术参数。
(3)塔架根部截面应力计算。
计算暴风工况下风轮的气动推力,参考风电机组的整体设计参数,计算塔架根部截面的应力。
风力发电机组设计制造课程设计
一、课程设计目的
本课程设计旨在让学生通过对风力发电机组设计制造的实践操作,深入掌握风力发电机组的原理和结构,了解风力发电机组的设计流程和制造工艺,提高学生的工程实践能力和综合素质。
二、课程设计内容
1. 风力发电机组设计流程的学习和掌握,包括制定设计方案、进行初步设计、进行详细设计、进行制造和测试等环节。
2. 风力发电机组的结构和原理的学习和掌握,包括风轮、主轴、变速箱、发电机、控制系统等部分的设计和制造。
3. 风力发电机组的制造工艺的学习和掌握,包括材料选择、加工、装配、测试等环节。
4. 风力发电机组的实验操作,包括组装、调试、测试等环节,对风力发电机组的性能进行评估和分析。
三、课程设计要求
1. 学生需要在指导老师的指导下,独立完成风力发电机组的设计和制造。
2. 学生需要按照设计流程,制定设计方案、进行初步设计、进行详细设计、进行制造和测试等环节。
3. 学生需要掌握风力发电机组的结构和原理,包括风轮、主轴、变速箱、发电机、控制系统等部分的设计和制造。
4. 学生需要掌握风力发电机组的制造工艺,包括材料选择、加工、装配、测试等环节。
5. 学生需要按照实验要求,组装、调试、测试风力发电机组,对其性能进行评估和分析。
四、课程设计评分标准
1. 设计方案:10分
2. 初步设计:20分
3. 详细设计:30分
4. 制造和测试:30分
5. 实验操作:10分总分:100分。
风能发电课程设计一、教学目标通过本节课的学习,学生需要达到以下教学目标:1.知识目标:了解风能发电的基本原理和流程,掌握风力发电机的工作原理和主要部件,了解风能发电的优势和局限性。
2.技能目标:能够运用所学知识,分析风能发电的相关问题,如风力发电机的选择、安装和维护等,能够进行简单的风能发电设计和计算。
3.情感态度价值观目标:培养学生对可再生能源的兴趣和认识,增强环保意识,培养学生的创新精神和团队合作能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.风能发电的基本原理和流程:介绍风能发电的原理和方法,讲解风力发电机的工作原理和主要部件,如叶片、发电机、塔架等。
2.风能发电的优势和局限性:分析风能发电的优点,如清洁、可再生、低碳等,同时介绍风能发电的局限性,如不稳定、成本较高等。
3.风能发电设计和应用:讲解风能发电机的设计和选择,介绍风能发电的安装和维护方法,同时举例说明风能发电在实际应用中的案例。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用以下教学方法:1.讲授法:教师讲解风能发电的基本原理和流程,引导学生掌握相关知识。
2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生更好地了解风能发电的应用和局限性。
3.实验法:学生进行风力发电机的制作和实验,提高学生的实践操作能力。
4.讨论法:引导学生进行分组讨论,分享学习心得和观点,培养学生的团队合作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用符合课程标准的相关教材,为学生提供系统的学习材料。
2.参考书:提供相关的参考书籍,拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料:制作精美的PPT和视频资料,生动形象地展示风能发电的相关内容。
4.实验设备:准备风力发电机模型和其他实验器材,让学生亲自动手操作,提高实践能力。
五、教学评估为了全面客观地评估学生的学习成果,本节课采用以下教学评估方式:1.平时表现:通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现,评估学生的学习态度和积极性。
风力发电厂课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解风力发电的基本原理,掌握风力发电厂的工作流程和组成部分。
2. 学生能掌握风力发电的优缺点,了解其对环境和社会的影响。
3. 学生能了解我国风力发电行业的发展现状及未来趋势。
技能目标:1. 学生能通过观察、实验和数据分析,探究风力发电的效率及影响因素。
2. 学生能运用所学的知识,设计并优化小型风力发电系统。
3. 学生能运用科学方法,对风力发电厂进行实地考察和评价。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对新能源的兴趣和热情,增强环保意识和可持续发展观念。
2. 学生在学习过程中,培养合作精神、创新精神和实践能力。
3. 学生通过了解风力发电对国家能源战略的意义,增强国家自豪感和责任感。
课程性质:本课程为科学探究课程,结合理论学习和实践操作,注重培养学生的动手能力和探究精神。
学生特点:六年级学生具备一定的科学知识基础和实验技能,好奇心强,善于观察和思考。
教学要求:教师需引导学生主动参与,注重理论与实践相结合,鼓励学生提出问题、解决问题,并在实践中培养科学素养。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活中,为我国新能源事业贡献力量。
二、教学内容1. 风力发电基本原理:讲解风的能量转化、风力发电机的构造和原理,关联课本第三章第一节。
- 风能转化过程- 风力发电机的工作原理2. 风力发电厂组成与工作流程:介绍风力发电厂的各个组成部分及其功能,关联课本第三章第二节。
- 风力发电机塔筒、叶片、增速器等组件- 风力发电厂的发电、输送和调控流程3. 风力发电的优势与局限性:分析风力发电对环境、经济和社会的影响,关联课本第三章第三节。
- 风力发电的环境效益- 风力发电的经济性和可靠性4. 我国风力发电行业现状与趋势:介绍我国风力发电的发展历程、现状及未来发展趋势,关联课本第三章第四节。
- 我国风力发电政策及支持措施- 风力发电行业的发展趋势和前景5. 实践活动:组织学生进行风力发电实验和实地考察,结合课本实验内容和课外实践。
综合实验报告( 2021 -- 2021 年度第1学期)名称:《风力发电场》课程设计院系:可再生能源学院班级:风能1101班学号:学生姓名:成绩:提交日期:2021 年1月23 日一.课程设计目的与要求1.设计目的依照《风力发电场》课程中第二章的内容,学习利用WAsP、WINDFARMER等软件,把握风电场风能资源评估和微观选址的原理及方式,熟练把握相关软件的利用方式。
2.设计任务①对风场测风数据进行处置,制作地形图(北京市及其周边地域);(Global Mapper、谷歌地球、autoCAD)②利用经处置的测风数据,进行风资源评估,取得风图谱;(WAsP)③制作机型文件,依据微观选址的大体原那么,进行优化布机;(WAsP、WINDFARMER)④对两套不同软件的计算结果进行对照分析;3.设计要求把握风资源评估和微观选址的大体原理和方式把握上述软件的利用方式二.实验内容第一步、风资源数据处置1、打开excel版测风数据2、依照《GBT 18709-2002风电场风能资源测量方式》挑选数据,可是本次只关切以下规那么:a、70与60m风速的差值小于1m/sb、70m风速每小时转变绝对值小于6m/s3、要将处置的Excel文件复制到.txt文件当中,好将数据导入W AsP中第二部、Glabal Mapper制作地形图一、利用google earth宏观选二、在中下载所需地域地形图a、选择4、5号区域b、点击Click here to Begin Searchc、点击Data Download下载所选地域地形图3、利用Global Mapper打开所下载地形图4、制作google earth 所选地的等高线图a、点击file 中的Generate Contours(生成轮廓)c、将精度100m改成适合的20m,让后续处置合理d、选择Contour Bounds栏点击Draw a box 那么会显现你所选地域的等高线图d、选择tools 里的Configure(配置)e、在Projection当选Gauss Krueger(6 degree zones)和BEIJING1954 两项f、在file找到Export DXF 输出所需等高线图g、在Export Bounds栏中点击Draw a Boxg、在对话框内,选择一个比之前更大的方框,将之前所选包括在其中h、保留文件i、打开文件会看到功效第三步、AutoCAD处置等高线图这一步的大致意思是:将等高线看做是CAD中由一个个图层叠加成的图,将没用的图层删除,保留等高线图层等3个图层第四步、运用WAsP软件转换文件1.生成*tab文件利用OWC Wizard第一步:点击OWC Wizard 进入如下界面,依照测风塔高度(或轮毂高度),填写Anemometer height[m],其他不用填写。
风力大电机组课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握风力发电机组的基本原理、结构和工作流程;了解风力发电的历史、现状和发展趋势。
技能目标要求学生能够运用所学知识对风力发电机组进行简单的故障分析和维修。
情感态度价值观目标要求学生认识风力发电的重要性和环保意义,培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容根据课程目标,本课程的教学内容主要包括风力发电机组的基本原理、结构和工作流程,风力发电的历史、现状和发展趋势,风力发电机组的安装、维护和故障分析。
详细的教学大纲和教材章节如下:第1章风力发电概述1.1 风力发电的基本原理1.2 风力发电的历史和现状1.3 风力发电的发展趋势第2章风力发电机组2.1 风力发电机组的结构2.2 风力发电机组的工作流程2.3 风力发电机组的安装和维护第3章风力发电机组的设计与优化3.1 风力发电机组的设计原则3.2 风力发电机组的优化方法第4章风力发电机组的故障分析与维修4.1 风力发电机组的常见故障4.2 风力发电机组的故障分析方法4.3 风力发电机组的维修技术三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。
讲授法用于传授基本原理和理论知识,讨论法用于探讨风力发电的发展趋势和优化方法,案例分析法用于分析风力发电机组的故障和维修,实验法用于实践操作和技能训练。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材将为学生提供全面、系统的知识体系,参考书将提供更多的实例和实践经验,多媒体资料将通过图像、视频等形式生动展示风力发电机组的结构和原理,实验设备将用于学生的实践操作和技能训练。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试。
平时表现评估学生的课堂参与度和团队合作表现,占课程总分的30%。
作业评估学生的理解和应用能力,占课程总分的20%。
课程设计(综合实验)报告名称:风力发电机设计制造题目:风力发电机组整体技术设计目录课程设计任务书0第一章风力发电机组总体参数设计41.1 额定41.2 设计41.3 切出风速、切入风速、额定风速41.4 发电机额定转速及转速范围41.5 重要的几何尺寸51.5.1 转子直径和扫过面积51.5.2 轮毂61.6 刀片数量61.7 风轮转速71.8功率曲线、Cp曲线、Ct曲线、攻角ɑ87载荷计算18课程设计作业书一、设计内容风机整体技术设计二、宗旨与任务主要目的:1、以大型水平轴风力发电机组为研究对象,掌握系统整体设计方法;2、熟悉相关工程设计软件;3.掌握撰写研究报告的方法。
主要任务:每个学生独立完成风机的整体技术设计,包括:1、确定风机整体技术参数;2、关键部件(齿轮箱、发电机、变流器)的技术参数;3、计算关键部件(叶片、转子、主轴、联轴器、塔架等)的载荷及技术参数;4、完成叶片设计任务;5. 确定塔的设计。
6. 每个人写一份课程设计报告。
三、主要内容每个人选择功率范围在 1.5MW 到 6MW 之间的风力涡轮机进行设计。
1)原始参数:风机安装地点50米高处年平均风速为7.0m/s,60米处年平均风速为7.3m/s,60米处年平均风速为7.3m/s, 70米为7.6m/s,当地历史最大风速为49m/s,用户想安装1.5-6MW的风机。
使用63418翼型,63418翼型的升力系数和阻力系数数据如表1所示。
空气密度设置为1.225 kg/m 3 。
2) 设计内容(1) 该参数包括叶片数、风轮直径、额定风速、切入风速、切出风速、功率控制方式、传动系统、电气系统、制动系统形式和塔筒高度等。
风机等级按标准确定;(2) 关键部件气动载荷计算。
设置多台风机的C p曲线和C t曲线,计算几个关键部件的载荷(叶片载荷、转子载荷、主轴载荷、联轴器载荷和塔架载荷等);根据负载和功率确定所选型号的主要部件的技术参数(齿轮箱、发电机、变流器、联轴器、偏航和变桨电机等)和类型。
风力发电厂课程设计一、引言随着能源需求的增长和环境保护意识的提升,可再生能源逐渐成为人们关注的焦点之一。
而风能作为一种清洁、可再生的能源,其利用价值日益凸显。
本课程设计旨在通过对风力发电厂的研究与分析,探讨风能的利用原理、技术及其在能源产业中的应用。
二、课程目标1.了解风力发电厂的基本原理和构成;2.掌握风力发电厂的设计与运行要点;3.了解风力发电技术的发展现状和趋势;4.培养学生的创新思维和工程实践能力。
三、课程内容1.风能资源评估风能资源的评估是风力发电厂建设的基础。
本课程将介绍风能资源的测量方法、数据分析和风能资源的空间分布特征,使学生掌握风能资源评估的基本原理和方法。
2.风力发电技术本课程将详细介绍风力发电技术的发展历程、分类和工作原理。
学生将了解风力发电机组的结构、主要部件及其功能,并学习风力发电机组的性能参数计算方法。
3.风力发电厂设计风力发电厂的设计是实现可靠、高效发电的关键。
本课程将介绍风力发电厂的布局、选址、风机布置和电网接入等关键设计要点,并引导学生进行风力发电厂的初步设计。
4.风力发电厂运行与维护风力发电厂的稳定运行和定期维护对于发电效率和设备寿命至关重要。
本课程将介绍风力发电厂的运行管理、故障诊断与维护技术,使学生了解风力发电厂的运行与维护要点,并学习相关技术手段。
5.风力发电技术的趋势与展望本课程将介绍风力发电技术的发展现状和趋势,包括风力发电机组的技术创新、智能化控制系统的应用和风力发电与能源存储技术的结合等。
学生将了解风力发电技术的前沿动态,培养创新思维,为未来的研究和应用奠定基础。
四、教学方法1.理论授课:通过讲授风力发电厂的基本原理、技术和设计方法,使学生掌握相关知识;2.案例分析:通过分析实际风力发电厂的设计和运行情况,培养学生的实际应用能力;3.实践操作:组织学生进行风力发电厂的布局设计、性能计算和维护操作,提高学生的工程实践能力;4.讨论与交流:组织学生进行课堂讨论和小组交流,促进学生之间的思想碰撞和经验分享。
一、课程设计的目的和任务
根据《风力发电场》课程中第二章的内容,学习使用WAsP、WINDFARMER等软件,掌握风电场风能资源评估和微观选址的原理及方法,熟练掌握相关软件的使用方法。
二、课程设计的内容和要求
根据风场测风数据及地形图,分别使用WAsP和WINDFARMER软件,进行风资源评估和微观选址。
具体包括:
1、对给定的风场测风数据进行处理,制作地形图(北京市及其周边地区);(Global Mapper、谷歌地球、AutoCAD)
2、使用经过处理后的测风数据,进行风资源评估,得到风图谱;(WAsP)
3、依据微观选址的基本原则,进行优化布机;(WAsP、WINDFARMER)
4、对两套不同软件的计算结果进行对比分析;
5、撰写设计报告。
三、课程设计进度安排
共两周,10天的时间,具体安排如下:
第1-2天:数据处理;
第3-5天:学习WAsP软件的使用方法,并对给定的任务进行计算;
第6-7天:学习WINDFARMER软件的使用方法,并对给定的任务进行计算;
第8-9天:整理计算结果,撰写设计报告;
第10天:考核。
四、实验内容
1、宏观选址及制作地形图
使用谷歌地球进行宏观选址,经过小组讨论,选择了一块山谷里的平地作为宏观场址,见图1
图1
进入网址:/SELECTION/inputCoord.asp ,下载高程数据SRTM_60_04 和SRTM_60_05,用Global Mapper 打开,并修改投影方式,如图2
在宏观场址内选定一点,用Excel 制作
Global Mapper 的csv 定点文件,如图3
图 2
图 3
得到定点后,放大定点附近区域,圈定大约100平方公里的土地,然后制作等高线,具体步骤见图4
图4
得到结果如图5
用AutoCAD 删除一些多余的线之后得到等高线图,如图6
再用
WAsP Map Editor 打开CAD
的dxf 文件,经过检查确定没有问题之后,另存为WAsP 所需要的map 格式,如图7
图 6
图 7
2、将数据处理成WAsP 所需要的tab 文件
经过完整性检验和合理性检验,以及对不合理数据和缺测数据的处理,有效数据完整率达到了92.2%,将处理过的数据,保存为txt 文件。
再用OWC Wizard 将其转换为tab 格式,如图8
3、制作风机的机型文件
根据给定的pdf 文件:QGW -2011 金风93-1500机组产品技术说明-A2,在文件中找到该机组在标准空气密度下的静态功率曲线及推力系数,将这些数据输入至WAsP Turbine Editor 中,得到WAsP 所需要pow 格式的机型文件,如图
9
图 8
4、用
WAsP 软件进行风机排布以及计算风电场发电量
(1)创建一个新的workspace,在该工作空间插入一个新的project ,在project 中,通过from file 插入map 文件,即地形图文件,如图10
图 9
图 10
(2)在project中,插入一个新的wind atlas。
在wind atlas中,插入一个新的Met station。
在Met station中插入Observed wind climate,Obstacle group和Roughness rose如图11
图11
手动填写气象站的位置,如图12
图12
(3)在project中,插入一个新的Resource grid,设置好轮毂高度,并通过Edit grid设置合适栅格大小,以方便在栅格内进行布机,如图13
(4
)在project 中插入Wind farm ,在Wind farm 中插入Turbine site group ,在Turbine site group 中插入Turbine site ,如图14
在Vector map 里,按住Ctrl 键进行布机,50MW 风电场需要1.5MW 风力发电机33台,最后的布机结果如图15
图 13
图 14
图15
(5)在Wind farm里插入Wind turbine generator,选择制作好的pow文件,如图16
图16
(6)右击project ,选择do all feasible calculations for all project members ,进行风电场的发电量计算。
风电场的总的数据如图17
风电场各风电机组数据如图18
图 17
图 18
得到风图谱如图19
5、使用
WindFarmer
优化布机 (1)将map 格式地图文件导入WindFarmer 中,并选择投影方式为高斯6度,基准面为北京
1954,如图20
图 19
图 20
(2)将WasP 软件生成的wrg 格式风电场场址的栅格文件和测风塔地址的栅格文件导入WindFarmer 再导入WAsP 生成的tab 文件建立关联,提高精确度,如图21
(3)把边界优化一下使得其面积达到要求,并且根据
WAsP 的布机位置在WindFarmer 里进行布机,如图22 图 21
图 22
(4)载入风电机组pow文件,并做一定的修改,如图23
图23
(5)开始优化,如图24
(6)最终的优化布机结果,如图25
图25
迭代结果如图26
五、课设感想与体会
这一次《风力发电场》的课程设计,是我大学时代最后一次课程设计了,人的本性就是会十分珍惜最后一次的事物。
因此,我以十分认真的态度对待这次课程设计。
从最初的一无所知,到最后熟悉并掌握WAsP和WindFarmer的基本用法,这就是这次课程设计我最大的收获。
这次课程设计让我更加深刻的认识到宏观选址和微观选址的基本过程及其对风电场建设的重要性。
而这次课程设计过程中比较遗憾的一点是,这次课设虽然增加了地形图的制作,但是却没有涉及风电机组的选型问题。
毕竟风电机组的选型对风电场的效益具有绝对的影响。
在课程设计中,我们组遇到了很多问题。
我们先是用谷歌地球在昌平和张北中间确定了一块区域,但是却不知道如何在globalmapper中找到这个位置,经过搜索与询问,最后制作了一个csv文件,顺利地找到了我们选择的这块宝地。
然后就是圈地过程,圈了很多次都没有圈到自己满意的面积,最后多人合作,记住四个点的位置,最终圈到了我们都满意的大约100平方公里的土地,顺利地制作了地形图。
对于WAsP软件,我一开始一无所知,不知道如何导入测风数据,不知道如何导入地形图,不知道如何导入风机文件,不知道如何进行布机。
最后我静下心来,耐心地上网看了很多关于WAsP软件的使用教程并且和小组成员讨论,最终掌握了WAsP的基本用法。
布机过程也是充满艰辛,在地点的选取上,我们一开始往山上布机,最后经过讨论大家一致同意在平地上布机。
而在风机排列的过程中,不是太密集就是太疏散,经过相互讨论与参考以及一次又一次的重新布机,最终使所有机组的尾流损失降到了10%以下。
在WindFarmer软件的学习过程中,则充分体现了我们的团结。
我们并没有急于进行迭代计算,在这之前,我们小组的每一名成员都进行了一次完整的WindFarmer软件的操作,确保每一个人都知道如何使用WindFarmer。
最终,历经了五个小时, WindFarmer软件的迭代过程终于完成,我们的情绪也都
我很好奇明明WAsP和WindFarmer的开发者不一样,但是他们之间有着诸多的联系,它们使用的测风数据、风力机组型号是一个文件,并且WindFarmer需要用到WAsP导出的wrg格式的栅格文件。
我也由衷敬佩这些软件的开发者们,我觉得他们为了开发这两款软件肯定付出了极大的心血。
我们这些软件的使用者仅仅只是知道软件的操作步骤而已,根本就不太懂其中的原理。
这次课程设计又一次将我们风能的学生团结在一起。
我们在课设过程中一起学习,相互讨论。
在这个过程中,大家的凝聚力和自学能力均得到了一定的增强,最后我们每个人都收获了属于自己的东西。
我相信这次课程设计所收获的东西一定会给我们将来的学习和工作带来帮助。
六、参考文献
[1]《风力发电场》,刘永前、施跃文、张世惠、韩爽编著,机械工业出版社,2013年。
[2]《GBT 18709-2002 风电场风能资源测量方法》,中国标准出版社,2002年。
[3]《GBT 18710-2002 风电场风能资源评估方法》,中国标准出版社,2002年。
[4]《中国风资源测量和评估实务》,高虎编著,化学工业出版社,2009年。
[5]《风资源与微观选址:理论基础与工程应用》,张怀全编著,机械工业出版社,2013年。