风力发电技术与工程应用

第一章 风能简介1.1风力机的基本结构及其发电原理1.2风能的开发历史1.3风力机的分类1.4风力机的技术规格1.5风力机的标准和认证1.6不间断电能供应的需求1.7电力传输的制约因素1.8美国的电力负荷1.9美国总日负荷需求1.10最大负荷1.11商业负荷与工业负荷1.12民用负荷1.13电网系统1.14偏远地区的独立电源1.15风能的环境和生态评估1.16绿色能源技术的必要性1.17风能发展趋势1.18风能政策走向1.19财政扶持和投资回收1.20绿色能源投资回收期的计算1.21风能的税赋考虑1.22绿色技术岗位的技能需求1.23风能产业的工作岗位第二章 风能资源与风力机选址2.1风能的基本物理特性2.2风的特性2.3与风电系统相关的地理因素2.4风速的变化2.5风速的季节变化和年度变化特性2.6风速的昼夜变化2.7紊流2.8阵风风速2.9极端风速2.10风速预测2.11风电场的尾流效应2.12复杂地形引起的紊流2.13根据需求选定风场装机容量2.14如何确定一个地区的可利用风能2.15影响风电的地方性法规2.16风力机选址需求2.17选定合适的风力机安装地点第三章 垂直轴及水平轴风力机的运行3.1风力机叶片概述3.2风力机的类型3.3垂直轴风力机3.4水平轴风力机3.5叶片的几何设计3.6叶片的数目3.7叶片类型比较3.8单叶片、双叶片和三叶片风力机的优缺点第四章 风力机的性能4.1恒速运行4.2风力机叶片的转动原理4.3攻角和叶片节距角4.4叶片节距控制4.5变风速情况下风力机的运行4.6发电量的估测4.7风力机测试4.8风力机的紊流问题4.9如何确定风力机的最佳性能第五章 水平轴风力机的主要部件5.1 水平轴风力机概述5.2机舱与机舱底座5.3叶轮轮毂与叶片类型5.4叶片的数量5.5桨叶节距控制5.6转速及其控制5.7叶片的独立变桨控制5.8基于负荷效率的叶片控制5.9偏航机构5.10偏航驱动5.11偏航控制5.12偏航驱动刹车5.13数据采集与通信5.14风速计与风向标5.15风力机的数据采集与监控系统5.16风力机控制系统5.17可编程逻辑控制器(PLC)的基本原理5.18 PLC的输入量与输出量5.19 PLC模拟控制5.20基于PLC反馈控制的风力机控制5.21基于PLC的功率控制5.22叶尖速的优化5.23基于PLC的叶片转矩优化5.24 PLC程序存储与永久性存储器5.25发电机励磁控制5.26液压控制5.27液压系统在风力机中的作用5.28液压泵5.29方向控制装置5.30基于液压电磁阀的电气控制5.31液压缸与液压马达5.32液压比例控制阀5.33风力机的刹车第六章 发电机6.1 交流电与直流电概述6.2“交流”的含义6.3交流电的频率6.4磁场理论介绍6.5直流发电机6.6交流电动机6.7交流发电机6.8交流异步发电机6.9同步发电机6.10双馈感应发电机6.11永磁同步发电机6.12使用交流发电机发出直流电第七章 齿轮箱与直驱系统7.1齿轮箱的作用7.2齿轮传动比的优点7.3齿轮类型7.4斜齿行星齿轮7.5轴承7.6差速齿轮箱与直齿圆柱齿轮7.7主齿轮箱7.8驱动链7.9直驱系统第八章 电网与风电并网8.1 了解电网8.2智能电网8.3变压器及输配电基本设备8.4并网导则的原则与规范8.5国家电气标准和电网其他要求8.6建筑供电与居民供电8.7输配电中的开关与并网8.8电力部门的电能计量8.9电能质量概述8.10频率与电压控制8.11电压、有功及无功功率8.12低电压穿越8.13闪变与电能质量8.14系统接地8.15地下线路8.16电力线路敷设8.17架空线路8.18风电场变电站8.19民用及商业单电源系统第九章 塔架的类型、设计与安全9.1 风力机塔架的类型9.2塔架的混凝土基础与支撑9.3塔架的攀爬9.4塔架工作安全及攀爬安全9.5风力机防雷9.6超速保护和塔架过负荷控制9.7塔架周边的鸟类安全9.8塔架维护第十章 风力机设备与风电场10.1 项目开发10.2风电场选址评估10.3 选址问题10.4视觉及景观评估10.5小型民用风力机10.6自制风力机10.7商用风力机10.8风电场10.9美国海上风电10.10欧洲大型海上风电场第十一章 风电机组的安装、故障诊断与维修11.1 风力机的安装步骤11.2故障诊断概述11.3故障诊断流程11.4症状与问题之间的区别11.5故障诊断表与故障诊断矩阵的使用11.6风力机转换与传动故障诊断11.7机械及塔架故障诊断11.8电气故障诊断11.9液压故障诊断11.10风电系统的周期性维护11.11风力机大修第十二章 风力发电机的电气与电子基础知识12.1 基本概念及简单电路12.2电压、电流与电阻的测量12.3基于欧姆定律的电压、电流与电阻计算方法12.4电路基础12.5串联电路12.6并联电路12.7串－并联电路12.8电容及容性电抗12.9交流电路中的电阻与电感12.10阻抗及感性电路的阻抗计算12.11交流电路中的有功功率与视在功率12.12功率因数计算12.13基于电抗与电容的功率因数调节12.14无功功率12.15三相变压器12.16继电器与接触器的原理与特性12.17电机启动器的作用12.18熔断器12.19逆变器与电路中的电子元器件12.20二级管整流技术12.21发光二极管12.22PNP与NPN型晶体管12.23可控硅整流器12.24三端双向可控硅12.25实现直流－交流电能变换的逆变器术语表缩写与简写索引

本书几乎涵盖了大、中、小型风力发电机运行的各方面内容。本书采用大量生动的资料和通俗易懂的文字表述方式，以风力发电机为主线，对风力发电的过程、原理、技术、设备等方面进行了系统的介绍，内容涉及许多与风力发电有关的背景和知识。本文的主要内容包括：风能开发基本知识；风能资源及风力机选址；风力机的分类、原理与结构；发电机；齿轮箱与传动链；电网与风电并网；风力机塔架及攀爬安全；风力机与风电场；风力机的安装与维护；风力发电中的电气与电子基础。各章节均包括大量的照片、插图以及数据表格，各章节内容可根据具体需求和目的选用。本书的特点可总结为以下几点：1.内容系统、难度适中，系统地介绍了风力机的原理、类型、结构以及其他与风电相关的内容；2.表达浅白、语言通俗，尤其适合风电场工作人员培训及风电技术的教学和普及；3.资源详尽、图文并茂，方便读者学习风电基本知识的同事，扩展视野，增长见识。本书为在风力发电领域工作的工程人员、科研人员、在校学生提供一本有价值的参考书。本书尤其适用于需要对风力发电进行系统和全面了解的有关人员，同事适合用于教学、培训等领域。