內容簡介

本書比較全面地介紹了風力發電繫統的組成及其工作原理、風力發電機組的結構、並網運行與控制及風力發電機組安全保護等內容。全書共8章，包括風力發電原理，風力發電機組的結構，風力發電機及變流器，變槳、偏航及制動繫統，液壓繫統，風力發電機組運行與控制，風電場SCADA繫統，風力發電機組安全與保護繫統。

本書可作為大學本科和高等職業技術學院及各類風電技術培訓班的教學用書，也可作為風電場和風電領域管理人員、技術人員及風電愛好者的自學讀物。

  目錄

*1章風力發電概述1

1.1風力發電的能量轉換過程1

1.1.1風力發電機組工作過程1

1.1.2風力發電機組的主要參數3

1.2風力發電機組的分類5

1.2.1按照轉軸布置方式分類5

1.2.2按照風力機功率調節方式分類6

1.2.3按轉速變化分類8

1.2.4按有無齒輪箱分類8

1.3風力發電機組的運行特性9

1.3.1定槳距風力發電機組9

1.3.2變槳距風力發電機組11

1.3.3變速風力發電機組12

1.4風力發電繫統類型13

1.4.1離網型風力發電繫統13

1.4.2並網型風力發電繫統13

1.4.3定速恆頻風力發電繫統13

1.4.4變速恆頻風力發電繫統15

本章小結16

練習題16

*2章風力發電機組的結構18

2.1基礎與塔架18

2.1.1基礎18

2.1.2塔架18

2.2風輪20

2.2.1葉片21

2.2.2導流罩24

2.2.3輪轂24

2.3機艙25

2.4傳動繫統26

2.4.1主軸26

2.4.2主軸軸承及軸承座28

2.4.3齒輪箱29

2.4.4聯軸器31

2.5變槳繫統32

2.6制動繫統33

2.7偏航繫統33

2.8電控繫統34

2.8.1電氣繫統34

2.8.2控制繫統35

本章小結35

練習題36

第3章風力發電機及變流器37

3.1籠型感應發電機39

3.1.1基本結構39

3.1.2工作原理39

3.1.3基本方程式、等效電路和相量圖40

3.1.4感應電機的電磁轉矩42

3.1.5並網運行時的無功補償43

3.1.6感應發電機的工作特性43

3.1.7籠型感應發電機變速恆頻風力發電繫統44

3.2繞線轉子感應發電機45

3.2.1基本結構45

3.2.2發電機轉子電流控制技術45

3.2.3優化轉差風力發電繫統47

3.2.4功率和轉速控制47

3.3電勵磁同步發電機50

3.3.1基本結構50

3.3.2電勵磁同步發電機的運行51

3.3.3電勵磁同步發電機的特性53

3.3.4電勵磁同步發電機的功率調節和無功補償54

3.3.5電勵磁同步風力發電繫統55

3.4雙饋發電機56

3.4.1基本結構及特點56

3.4.2工作原理58

3.4.3基本方程式、等效電路61

3.4.4雙饋式風力發電繫統68

3.4.5雙饋發電機的功率控制69

3.5永磁同步發電機77

3.5.1永磁同步發電機的結構78

3.5.2永磁同步發電機的特點80

3.5.3永磁同步發電機的特性82

3.5.4永磁同步風力發電繫統83

3.5.5永磁同步風力發電機的控制85

3.6變流器87

3.6.1變流器裝置組成87

3.6.2雙饋型變流器89

3.6.3全功率型變流器92

本章小結93

練習題94

目錄風力發電技術第4章風力發電機組的變槳、偏航及制動繫統96

4.1變槳繫統96

4.1.1變槳繫統的原理和功能96

4.1.2變槳繫統的工作狀態97

4.1.3液壓變槳機構98

4.1.4電動變槳繫統99

4.1.5液壓變槳繫統與電動變槳繫統的對比106

4.2偏航繫統106

4.2.1偏航繫統技術要求107

4.2.2偏航繫統組成108

4.2.3偏航繫統的控制111

4.2.4扭纜保護112

4.3制動繫統113

4.3.1空氣動力制動114

4.3.2機械制動115

本章小結119

練習題119

第5章風力發電機組的液壓繫統120

5.1液壓繫統概述 120

5.1.1液壓繫統的基本組成120

5.1.2液件121

5.1.3液壓繫統設計原則130

5.1.4風電機組液壓繫統設計條件130

5.2液壓傳動繫統的工作原理131

5.2.1帶有換向閥的液壓繫統131

5.2.2液壓繫統中的比例控制技術132

5.2.3帶有電液伺服閥的

液壓伺服繫統134

5.3風力發電機組中的典型液壓繫統135

5.3.1風電機組的液壓站135

5.3.2變槳控制135

5.3.3停機控制142

5.3.4偏航控制143

5.4潤滑與冷卻繫統143

5.4.1齒輪箱潤滑與冷卻繫統組成143

5.4.2齒輪箱潤滑與冷卻繫統

工作過程146

5.4.3軸承自潤滑繫統147

本章小結150

練習題151

第6章風力發電機組運行與控制152

6.1風力發電機組的運行152

6.1.1風力機的*佳功率152

6.1.2風電機組的穩態工作點154

6.1.3變槳變速恆頻運行154

6.1.4風電機組的工作狀態157

6.1.5風電機組安全運行的基本條件159

6.2風力發電機組的控制160

6.2.1控制繫統的基本組成及結構160

6.2.2控制繫統的功能164

6.2.3控制繫統的基本要求165

6.3風力發電機組的並網166

6.3.1風電並網對電網的影響166

6.3.2風電並網運行要求168

6.3.3籠型感應異步發電機並網169

6.3.4雙饋發電機並網172

6.3.5直驅式同步發電機並網173

6.4風力發電機組的脫網175

6.5低電壓穿越176

6.5.1基本定義176

6.5.2低電壓穿越要求176

6.5.3低電壓對風力發電機組的影響177

6.5.4風電機組低電壓穿越保護180

6.6風功率預測181

6.6.1預測的概念及意義181

6.6.2預測分類及方法182

6.6.3預測方法的優缺點及適應範圍183

本章小結184

練習題185

第7章風電場SCADA繫統186

7.1風電場SCADA繫統概述186

7.1.1SCADA繫統結構186

7.1.2風電場通信方式188

7.1.3SCADA繫統功能190

7.1.4SCADA繫統主要界面191

7.2風力發電機組運行監測193

7.2.1電參數監測193

7.2.2風力參數監測195

7.2.3機組運行參數監測195

7.2.4風力發電機組監測點布置197

7.3風力發電機組上常用的傳感器198

7.3.1電量測量傳感器198

7.3.2風速傳感器198

7.3.3風向傳感器201

7.3.4溫度傳感器202

7.3.5轉速傳感器203

7.3.6振動傳感器209

7.3.7偏航計數器210

7.3.8應力傳感器211

7.3.9制動磨損傳感器211

7.3.10看門狗模塊211

7.3.11安全繼電器212

本章小結214

練習題214

8章風力發電機組安全與保護繫統216

8.1風力發電機組安全保護繫統概述216

8.1.1安全保護內容216

8.1.2運行安全保護217

8.1.3控制繫統安全保護218

8.2風力發電機組防雷繫統222

8.2.1雷電基本概念222

8.2.2風電機組的防雷設計225

8.2.3 葉片防雷保護226

8.2.4機艙防雷保護228

8.2.5塔筒防雷保護233

8.3風力發電機組接地繫統234

8.3.1接地基本概念234

8.3.2接地作用236

本章小結239

練習題239

部分練習題參考答案240

參考文獻248目錄