现代风力发电技术及工程应用PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 风力发电发展概况 1

1.1.1 风力发电的背景 2

1.1.2 风力发电发展现状与前景 5

1.1.3 风力发电技术发展态势 8

1.2 大型风电机组控制与并网技术 11

1.2.1 风力发电系统结构 11

1.2.2 风电机组状态监测 13

1.2.3 风电机组功率控制技术 15

1.2.4 低电压穿越技术 16

1.2.5 高压柔性直流输电风电场并网技术 18

思考题 19

第2章 大型风电机组建模 20

2.1 数学模型 20

2.1.1 风能模型 20

2.1.2 空气动力学模型 24

2.1.3 传动系统模型 28

2.1.4 风力发电机模型 29

2.1.5 双向PWM变换器功率控制模型 35

2.2 风力发电机叶片 37

2.2.1 叶片翼型与优化 37

2.2.2 叶片材料 39

2.3 大型风电机组轴系模型 42

2.3.1 风力机系统模型 42

2.3.2 双馈风电机组柔性轴系模型 44

思考题 45

第3章 大型风电机组控制 46

3.1 大型风电机组控制系统 46

3.1.1 大型风电机组控制系统的功能 46

3.1.2 大型风电机组智能控制 47

3.2 大型风电机组并网控制 48

3.2.1 大型风电机组并网控制过程 48

3.2.2 大型风电机组柔性并网控制策略 50

3.2.3 大型风电机组负载并网 51

3.3 大型风电机组变换器技术 52

3.3.1 大型双馈风电机组变换器 52

3.3.2 大型直驱型风电机组变换器 55

3.3.3 大功率变换器 60

3.4 大型风电机组智能控制 63

3.4.1 大型风电机组分层多模最优控制策略 63

3.4.2 大型风电机组智能控制策略 65

思考题 73

第4章 大型风电机组功率控制 74

4.1 大型风电机组最大能量捕获原理 74

4.1.1 风能转换原理 74

4.1.2 最大风能追踪方法 75

4.2 大型风电机组变桨距控制 80

4.2.1 大型风电机组变桨距控制方法 80

4.2.2 大型风电机组智能变桨距控制 83

4.2.3 大型风电机组变桨距控制形式 98

4.3 风力发电机偏航控制 100

4.3.1 迎风偏航系统及其控制 100

4.3.2 基于风向标和输出功率的偏航控制方法 101

4.3.3 粒子群算法PID神经网络偏航控制策略 104

4.4 变速恒频双馈风力发电机控制 113

4.4.1 定子磁链定向矢量控制 113

4.4.2 采用SFO的定子磁链定向矢量控制 114

思考题 116

第5章 风电场选址、风电机组选型与安装 117

5.1 风资源勘查与评估 117

5.1.1 风资源勘查 118

5.1.2 风资源勘测设备及测风塔位置选择 118

5.1.3 风资源评估 120

5.2 风电机组选型 122

5.2.1 双馈风电机组 122

5.2.2 直驱型风电机组 127

5.3 风电场选址 128

5.3.1 地质地形环境与风电机组选型 128

5.3.2 风电场微观选址 129

5.3.3 风速预测计算 131

5.4 风力机变桨载荷分析计算 136

5.4.1 风力机载荷 136

5.4.2 风力机坐标系选择 138

5.4.3 风力机变桨载荷计算 139

5.4.4 风力机变桨载荷计算实例 143

5.5 海上风电场选址与基础设计施工 151

5.5.1 海上风电场场址勘测 151

5.5.2 海上风电机组基础 151

5.6 海上风电机组安装 154

5.6.1 海上风电机组吊装设施 154

5.6.2 海上风电机组安装 154

5.6.3 海上风电场变电站安装 155

思考题 155

第6章 大型风电场接入电力系统与电力输送 156

6.1 大型风电场接入电力系统 156

6.1.1 并网型风电机组 156

6.1.2 风电场与常规能源发电厂的主要区别 157

6.1.3 风电并网存在问题 157

6.2 大型风电场电力输送技术 162

6.2.1 大规模风电输送概况 162

6.2.2 大型风电场电力输送技术 163

6.3 海上风电场输电技术及输电工程应用 165

6.3.1 海上风电场输电方案 165

6.3.2 海上风电场柔性直流输电变换器 171

6.3.3 海上风电场柔性直流输电经济性分析 180

思考题 185

第7章 风电场远程监控与运行 186

7.1 概述 186

7.1.1 风电场SCADA系统 186

7.1.2 风电场监控系统技术关键 187

7.2 风电机组监控系统 188

7.2.1 工作原理 188

7.2.2 系统结构 189

7.2.3 监控系统的功能 189

7.2.4 监控系统的通信方式 191

7.3 风电机组振动监测技术应用 195

7.3.1 风电机组运行故障 195

7.3.2 SKF在线、离线振动监测系统 198

7.3.3 SKF状态监测系统特点及风电机组振动监测应用 200

7.4 风电场远程监控系统设计及无线网络技术应用 203

7.4.1 风电机组监控系统设计 203

7.4.2 风电场多机监控系统设计 206

7.4.3 管理级设计及监控软件 209

7.4.4 基于以太网和地面无线测控网的风电场监控通信系统设计 211

7.4.5 大型海上风电场监控系统 215

思考题 217

参考文献 218