风力发电机组原理与应用

第2版序

第1版前言

第一章 绪论

第一节 风

一、风的形成

二、风力等级

三、风的测量

四、风的数学描述

五、风能可利用区的划分

第二节 风力发电机组

一、风力发电机组的工作原理

二、风力发电机组的构成和分类

第三节 大型风力发电机组的典型结构

一、双馈式风力发电机组

二、直驱式永磁风力发电机组

三、中传动比齿轮箱型（“半直驱”）机组

第二章 风力机

第一节 风力机动力学模型

一、贝兹极限

二、旋转尾流模型

第二节 风力机的结构

一、叶片的构造

二、定桨距叶片叶柄结构

三、叶片数

四、轮毂

第三节 叶片的空气动力特性

一、叶片的基本几何定义

二、作用在叶片上的空气动力

第四节 风轮的空气动力特性

一、风轮的几何定义与参数

二、作用在风轮上的空气动力

第三章 发电系统

第一节 发电系统的构成

一、发电系统的总体结构

二、变压器

三、开关电器

四、继电器

五、母线与电缆

第二节 变流器

一、电力电子器件

二、AC-DC变换电路

三、DC-DC变换电路

四、DC-AC变换电路

五、AC-AC变换电路

六、风力发电机组变流器的应用技术

第三节 异步发电机及其并网

一、结构

二、工作原理

三、并网方式

四、并网运行时的功率输出及无功功率补偿

五、变速恒频技术

第四节 同步发电机及其并网

一、结构

二、工作原理

三、并网条件和方式

四、转矩-转速特性

五、功率调节 和补偿

六、变速恒频技术

第五节 双馈异步发电机发电系统

一、结构

二、工作原理

三、变速恒频风力发电系统

四、背靠背恒压源PWM调制电路

五、双馈发电机矢量控制技术

第六节 永磁同步发电机发电系统

一、结构

二、发电系统

三、变流方案

四、变速恒频控制技术

第四章 主传动与制动

第一节 主传动

一、主轴及主轴承

二、齿轮箱

三、联轴器

第二节 制动

一、机械制动

二、空气动力制动

第五章 变桨距、偏航与辅助系统

第一节 变桨距系统

一、液压变桨距系统

二、电动变桨距系统

三、电-液变桨距系统

四、变桨距系统的控制

五、叶片载荷的采集

第二节 偏航系统

一、偏航系统的功能

二、偏航系统的组成和工作原理

三、执行机构

四、偏航系统的控制

第三节 液压系统

一、液压元件

二、定桨距机组液压系统

三、变桨距机组液压系统

第四节 润滑与温控

一、润滑

二、温度控制

第六章 控制系统

第一节 控制系统的结构与功能

一、控制系统的总体结构

二、主控制器

三、控制系统的功能

第二节 安全保护

一、机组运行安全保护系统

二、微控制器抗干扰保护系统

三、微控制器的自动检测功能

四、安全链

第三节 信号测量

一、需要检测的信号

二、主要信号测量技术

第四节 人机界面

一、运行操作

二、状态显示

三、故障监测

第七章 风力发电机组的运行控制

第一节 常规运行过程

一、风力发电机组的稳态工作点

二、风力发电机组工作状态及其转换

三、机组的起动

第二节 定桨距-双速发电机机组

一、机组的控制特性

二、运行过程

三、双速发电机机组控制系统

四、参数监测和处理

第三节 变桨距-优化转差机组

一、机组的控制特性

二、运行状态

三、带调整发电机转差率的变桨距系统

四、发电机转子电流控制技术

第四节 变速恒频机组

一、最佳风能利用系数

二、风力机的转矩-速度特性

三、运行状态

四、总体控制方式

第八章 支撑体系

第一节 机舱壳体

一、机舱底盘

二、机舱罩

三、整流罩

第二节 塔架

一、塔架的分类

二、塔架结构

三、塔架的固有频率

四、塔架-风轮系统振动模态

五、搬运及安全设备

第三节 基础

一、陆上风力发电机组的基础

二、海上风力发电机组的基础

第四节 接地与避雷

一、电气接地保护

二、避雷系统

第九章 风力发电机组的维护

第一节 风力发电机组的维护概述

一、维护周期

二、维修所需的常用工具

第二节 风力机的维护

一、叶片的维护

二、叶片轴承的维护

三、轮毂的维护

第三节 发电系统的维护

一、发电机的维护及故障分析

二、变流系统的维护及故障处理

三、变压器的维护

四、其他常用电气部件的维修

第四节 主传动与制动系统的维护

一、齿轮箱的使用及维护

二、齿轮箱常见故障及排除

三、联轴器的维护

四、制动机构的维护及故障排除

第五节 变桨距、偏航及辅助系统的维护

一、变桨距系统的维护

二、偏航系统的维护及常见故障

三、液压系统的维护及常见故障

第六节 控制系统的故障与防护

一、控制系统的常见故障

二、减少故障的方法

第七节 支撑体系的维护

一、联接件的维护

二、结构件的维护

三、电缆和电缆夹块的维护

四、塔基水平度检测

五、塔筒标识的维护

六、接地装置的维护

附录 中华人民共和国国家标准电工术语风力发电机组

参考文献

《风力发电机组原理与应用》主要介绍了大型风力发电机组原理及其应用的基本知识。全书共分为9章，包括绪论、风力机、发电系统、主传动与制动、变桨距、偏航与辅助系统、控制系统、风力发电机组的运行控制、支撑体系和风力发电机组的维护。

　　《风力发电机组原理与应用》适于作为大、专院校教材，以及对从事风力发电机组设计、制造和使用的人员进行培训的教学用书，也可以作为风电爱好者的自学读物。