风力发电机组技术与应用PDF电子书下载

第1章 简介 1

1.0引言 2

1.1历史背景 2

1.2可再生能源的重要性 3

1.3技术问题 4

1.4风电场开发 6

1.5风力发电机的选址 7

1.6新技术与未来技术 8

1.7本书的内容安排 9

1.8本章小结 11

复习题 12

应用题 12

项目 13

参考文献 13

第2章 风中的能量 14

2.0引言 15

2.1运动物体中的能量 15

2.2运动流体中的能量 16

2.2.1在管道中运动的流体 16

2.2.2无界限运动的流体 17

2.3风的功率 18

2.4风力机吸收的功率 19

2.5风速的变化 19

2.5.1风速随时间的变化 20

2.5.2风速随高度的变化 22

2.5.3风速随地形的变化 23

2.5.4风速随地域的变化 24

2.6本章小结 25

进阶学习 26

复习题 27

应用题 28

项目 28

第3章 基本知识 29

3.0引言 30

3.1来自于风的力 30

3.2空气动力 33

3.3升力系数和阻力系数 34

3.4翼型 35

3.5本章小结 39

进阶学习 40

复习题 41

应用题 42

项目 43

第4章 风力机的基本类型：分析和特点 44

4.0引言 45

4.1风力机分类 45

4.2螺旋桨型风力机 46

4.2.1螺旋桨型风力机叶片和风力 47

4.2.2叶片的扭转 50

4.2.3偏航进风或偏航出风 51

4.3H风轮 53

4.4达里厄风力机 54

4.5萨伏纽斯风轮 55

4.6本章小结 58

进阶学习 58

复习题 59

项目 60

第5章 三叶片螺旋桨型风力机及其零部件 61

5.0引言 62

5.1机械部件 63

5.1.1塔架 64

5.1.2基础 66

5.1.3风轮（叶片和轮毂） 68

5.1.4机舱 71

5.1.5齿轮箱 73

5.1.6风力机制动 76

5.2电气部件 77

5.2.1发电机 77

5.2.2变压器 79

5.3其他部件 80

5.4本章小结 81

复习题 82

第6章 电力和发电 83

6.0引言 85

6.1交流和直流 85

6.2电气参数 86

6.2.1电流、电流方向和频率 86

6.2.2电压和功率 88

6.3电机 89

6.3.1电动机 90

6.3.2发电机 92

6.4直流电机 93

6.4.1一般性知识 93

6.4.2直流电机的实际问题 94

6.5交流电机 95

6.5.1一般性知识 95

6.5.2交流电机的实际问题 95

6.6电路中的电源和负载 97

6.6.1将负载接至电源 97

6.6.2发电机并联 99

6.6.3风力机并联 100

6.7本章小结 104

进阶学习 105

思考题 106

应用题 108

项目 108

第7章 螺旋桨型风力机的特性 110

7.0引言 111

7.1机械功率 111

7.1.1直线运动的功率 112

7.1.2旋转运动的功率 113

7.2图 114

7.2.1第一个例子 114

7.2.2第二个例子 116

7.3风力机的机械功率 116

7.3.1改变风力机角速度和叶尖速比的作用 118

7.3.2改变叶片桨距角的作用 121

7.4风力机功率随角速度的变化 122

7.5风力机的日发电量 124

7.5.1问题的提出 124

7.5.2解答 125

7.5.3变桨距风力机 127

7.6年发电量 129

7.7本章小结 130

进阶学习 131

复习题 132

应用题 133

项目 134

第8章 并网 136

8.0引言 137

8.1电功率 137

8.1.1直流电功率 138

8.1.2交流电功率 139

8.2并网功率需求 156

8.3谐波和电能质量 158

8.4风力机作为分立发电机 159

8.5孤岛效应 160

8.6本章小结 161

进阶学习 163

复习题 164

应用题 165

项目 166

第9章 风力机的机械系统 167

9.0引言 168

9.1齿轮箱的基本知识 168

9.1.1根据齿轮轴线的齿轮分类 170

9.1.2根据齿形的齿轮分类 171

9.1.3其他齿轮类型 171

9.1.4行星齿轮 171

9.2传动比 173

9.2.1两个齿轮的传动比和速度比 173

9.2.2齿轮系的传动比和速度比 175

9.2.3行星齿轮的速度比 178

9.3速度和力矩的关系 179

9.4齿轮上的机械负载 180

9.5摩擦和耗损 181

9.6润滑和冷却 182

9.7效率 182

9.8齿轮的游移 184

9.9齿轮的一般性问题和齿轮失效 185

9.10本章小结 189

进阶学习 190

复习题 192

应用题 193

项目 194

第10章 风力机的控制第1部分：机械侧 195

10.0引言 196

10.1功率与风速相一致 196

10.2风速测量 198

10.3功率计算 198

10.4输出功率的质量与要求 200

10.5叶片的桨距控制 201

10.6风力机的运行功率曲线 204

10.7偏航控制 205

10.8停车制动 206

10.9故障控制 207

10.10本章小结 209

进阶学习 209

复习题 211

项目 211

第11章 风力机的控制第2部分：电气侧 213

11.0引言 214

11.1直流发电机 214

11.2同步发电机 216

11.3异步或感应发电机 217

11.3.1感应发电机特性 218

11.3.2双馈感应发电机 220

11.4风力机的运行模式 231

11.4.1直驱模式 232

11.4.2定速模式 232

11.4.3变速模式 233

11.4.4笼型发电机模式 234

11.4.5变转差模式 234

11.4.6变转差的双馈感应发电机 235

11.5风力机的控制方案 237

11.6本章小结 237

进阶学习 239

复习题 239

应用题 240

第12章 辅助电气设备 241

12.0引言 242

12.1变压器 242

12.1.1电压关系 246

12.1.2电流关系 247

12.1.3变压器效率 247

12.1.4变压器额定功率 248

12.1.5其他关于变压器的有用知识 248

12.1.6三相变压器 250

12.1.7例题 251

12.2整流器 253

12.3逆变器 256

12.4风速计和风向标 257

12.5本章小结 260

进阶学习 260

复习题 261

应用题 262

项目 263

第13章 风力机的机械设计问题 264

13.0引言 265

13.1风力机的各种运行状态 265

13.2风轮上的载荷 266

13.2.1叶片上的空气动力载荷 267

13.2.2其他的叶片载荷 269

13.2.3振动 274

13.2.4叶片疲劳 276

13.2.5叶片的建造 277

13.3齿轮箱 278

13.4机舱 278

13.5塔筒 281

13.6本章小结 285

进阶学习 285

复习题 287

项目 287

第14章 风能的经济性 289

14.0引言 290

14.1经济学的基本知识 290

14.2风能项目的初始成本 292

14.2.1风力机成本 293

14.2.2安装 293

14.2.3运输 295

14.2.4并网 295

14.2.5法律和其他成本 296

14.3运营成本 297

14.3.1运行成本 297

14.3.2维护成本 299

14.4与其他能源的比较 300

14.5单位成本 302

14.6案例分析 302

14.7本章小结 305

进阶学习 306

复习题 307

应用题 307

项目 308

第15章 环境问题 309

15.0引言 310

15.1岸上风电场 310

15.2噪声 311

15.3视野 312

15.3.1闪烁和闪变 313

15.4景观 314

15.5对鸟类的影响 317

15.6RF干扰与对通信的影响 318

15.7离岸风电场 319

15.8对鸟类和海洋动物的影响 321

15.9本章小结 322

进阶学习 323

复习题 325

第16章 安全及其他问题 327

16.0引言 328

16.1安全与从事风力机工作 328

16.2温度效应与环境变化 329

16.3闪电防护 330

16.4叶片覆冰 331

16.5城区的风能 333

16.5.1安全 333

16.5.2环境问题 335

16.5.3经济性 335

16.5.4技术可行性和实际可行性问题 336

进阶学习 337

16.6本章小结 339

复习题 340

应用题 341

项目 341

第17章 从事风力机工作与运行人员的安全 343

17.0引言 344

17.1工作环境 344

17.2可能的危害 346

17.3常识性的安全守则 347

17.4标准化的安全守则和官方条例 348

17.5攀爬装置 349

17.6风险最小化 354

进阶学习 355

17.7本章小结 356

复习题 357

附录 358

附录A 不同温度下的空气密度 358

附录B 不同形状的阻力系数 361

附录C 至2010年春美国和加拿大的装机容量 361

附录D 术语表 363