第1章 水平轴风力发电机空气动力学 1
1.1空气动力学的基本问题 5
1.1.1风功率密度 6
1.1.2风速随机性和平均功率 7
1.1.3风速沿地面高度分布 8
1.1.4尾流阵影响 9
1.1.5湍流风对功率影响 10
1.1.6容量系数和具体产量 11
1.2无偏航情况的动量理论分析 11
1.2.1入流模型和分析 12
1.2.2推力和功率系数 13
1.2.3尾流扩张 14
1.2.4湍流尾流和涡环状态 15
1.3存在偏航误差的动量理论分析 15
1.4最大风能转换效率 18
1.5水平轴风力发电机典型功率曲线 19
1.6水平轴风力发电机的叶素模型 21
1.6.1入流模型与分析 21
1.6.2求解CT和Cp 23
1.7水平轴风力发电机的叶素动量理论 24
1.7.1叶素动量理论入流模型及分析 24
1.7.2最佳的水平轴风力发电机：理想的叶片扭角和锥度设计 26
1.8理解运行参数相互依存的关系 28
1.9非理想因素和叶尖损失 31
1.10偏航情况下的诱导因素 33
1.11水平轴风力发电机翼型 35
1.12水平轴风力发电机涡旋尾流模型 38
1.12.1控制方程 40
1.12.2关联叶片求解 40
1.12.3自由涡流模型计算结果 41
1.13非稳态气动特性对水平轴风力发电机的影响 44
1.13.1衰减频率 45
1.13.2非稳态翼形理论 45
1.13.3动态失速 45
1.14瞬态偏航效应 48
1.15 塔架干扰效应 49
1.16先进的空气动力学模型 51
1.16.1 Navier- Stokes方程 51
1.16.2 Euler与混合CFD方法 52
1.17本章回顾 53
参考文献 54
作者简介 58
第2章 风环境分析及风力发电机运行 59
2.1风况特性 59
2.1.1边界层效应 59
2.1.2风速分布 60
2.1.3能量密度 62
2.2风力发电机的速度-功率响应 62
2.3能量模型 64
2.4结论 67
参考文献 68
作者简介 68
第3章 海上风资源评估进展 69
3.1高级海上风资源观测 69
3.1.1 Hφvsφre测试结果 70
3.1.2 Horns Rev测试结果 72
3.1.3 Nysted海上测试结果 73
3.2海上风资源空间观测 75
3.2.1合成孔径雷达 75
3.2.2散射仪 78
3.2.3中尺度模拟 80
3.3讨论和结论 82
参考文献 84
作者简介 86
第4章 短期风能预测 87
4.1预测的类型 87
4.2点预测模型 89
4.2.1仅基于发电测量的模型 89
4.2.2基于物理关系的模型 91
4.2.3同时运用检测量和物理信息的模型 93
4.3概率预测模型 95
4.3.1百分位数回归 96
4.3.2气象集成预报 97
4.3.3方案的产生 99
4.4升尺度方法 100
4.5评估 100
4.5.1点预测 101
4.5.2概率预报 102
4.6文献参考 104
参考文献 105
作者简介 107
第5章 风力发电机载荷分析 108
5.1风力发电机载荷起源 108
5.2平均风速的影响 109
5.3风切变载荷 110
5.4叶片经过塔架引起的载荷 112
5.5尾流引起的载荷 114
5.6湍流引起的载荷 116
5.7波浪载荷 118
5.8载荷设计认证 119
5.9认证标准 119
5.10疲劳载荷分析 124
5.11极限载荷分析 127
5.12典型的设计条件 128
参考文献 130
作者简介 131
第6章 风力发电机功率控制策略 132
6.1控制策略 133
6.1.1恒速风力发电机 133
6.1.2变速风力发电机 133
6.1.3被动失速控制 134
6.1.4变桨控制 135
6.1.5主动失速控制 135
6.2控制系统 136
6.2.1传感器 137
6.2.2控制器 138
6.2.3执行器 138
6.2.4安全系统 138
6.3主控制回路 139
6.3.1转矩控制 139
6.3.2变桨控制 140
6.3.3偏航控制 140
6.3.4外部电网 140
6.3.5 SCADA 140
6.4风力发电机建模 140
6.5结论和未来研究 144
参考文献 145
作者简介 146
第7章 海上风电场并网技术 147
7.1并网要求 147
7.1.1低电压穿越 147
7.1.2频率范围和频率控制 147
7.1.3无功能力和电压控制 147
7.2并网方法 148
7.2.1 HVAC连接 149
7.2.2 LCC HVDC连接 149
7.2.3 VSC HVDC连接 153
7.2.4供选择的方案 155
7.3案例研究 156
7.4连接选择方式的对比 157
7.4.1输电网标准适应性 158
7.4.2功率损失 158
7.4.3总体成本 158
7.5结论 159
参考文献 159
作者简介 160
第8章 小型风力发电机 161
8.1基本性能参数 163
8.2起动性能 165
8.3偏航行为和陀螺载荷 167
8.4过速保护 170
8.5控制系统 171
8.6塔架及其安装 172
参考文献 174
作者简介 175