第1章 概述 1
1.1引言 1
1.2为什么要开发可再生能源 1
1.3风能 2
1.4风力发电的优缺点 2
1.4.1可再生的无污染资源 2
1.4.2成本问题 2
1.4.3环境关注 3
1.4.4供电和运输问题 3
1.5风能的全球现状 3
1.5.1欧洲 3
1.5.2北美 5
1.5.3亚洲 5
1.5.4太平洋地区 6
1.5.5拉美 6
1.5.6非洲和中东 7
1.6本书的目的和范围 9
参考文献 10
第2章 风能转换系统 13
2.1引言 13
2.2基本概念 13
2.3风电技术 13
2.4风力机系统的基础元件 14
2.5风力机类型 16
2.5.1按机轴方向分类 16
2.5.2风力机功率范围 18
2.5.3风力机安装位置 18
2.6风力机建模 19
2.6.1理想风力机的功率输出 19
2.6.2实际风力机的功率输出 21
2.7小结 24
参考文献 24
第3章 电机和电力系统 28
3.1引言 28
3.2直流电机 28
3.3交流电机 29
3.3.1同步电机 29
3.3.2异步电机 36
3.3.3同步磁阻电机 39
3.3.4变压器 40
3.4电力系统 45
3.4.1常规发电 46
3.4.2输电 46
3.4.3配电 48
3.4.4电力系统分析 49
3.4.5潮流研究 49
3.4.6标么值系统和基值 50
3.4.7电力系统故障 52
3.4.8电力系统稳定性 55
3.4.9断路器 60
3.4.10电力系统控制 64
3.5电能质量 66
3.6小结 67
参考文献 67
第4章 电力电子学 72
4.1引言 72
4.2功率器件 72
4.3整流器 73
4.4逆变器 73
4.5斩波器 76
4.6双向离子变频器 79
4.7脉宽调制策略 80
4.8 PWM VSC 82
4.9电流源逆变器 82
4.10小结 84
参考文献 84
第5章 风力发电机 87
5.1引言 87
5.2定速风能转换系统 87
5.3变速风能转换系统 88
5.4风力发电机 90
5.4.1同步发电机 90
5.4.2感应发电机 90
5.5风力发电机特性 91
5.6最大功率点跟踪系统 93
5.7风电机组总效率计算 95
5.7.1计算方法概述 95
5.7.2解析公式 96
5.7.3计算方法 99
5.7.4仿真结果 100
5.7.5把暂态现象考虑在内的仿真结果 102
5.7.6使用概率密度函数计算效率 104
5.8小结 105
参考文献 106
第6章 风电机组并网问题 109
6.1引言 109
6.2暂态稳定性和电能质量问题 109
6.3风电的变化性 109
6.4风速随机波动引起的功率、频率和电压波动 110
6.5联网要求 110
6.5.1孤岛现象与自动重合闸 114
6.5.2其他问题 114
6.6电力系统设计与运行 115
6.7储能选项 116
6.8电网基础设施 116
6.9风电对系统充裕度的贡献 116
6.10小结 117
参考文献 117
第7章 风力发电系统电能质量问题的对策 120
7.1引言 120
7.2各种储能系统 120
7.2.1超导磁储能 121
7.2.2蓄电池储能系统 123
7.2.3高级电容器 124
7.2.4飞轮储能 126
7.2.5抽水蓄能 127
7.2.6液流电池 127
7.2.7压缩空气储能 128
7.2.8热电储能系统 129
7.2.9混合储能系统 129
7.3各类储能系统比较 129
7.4用超导磁储能平抑风力发电系统的功率、频率和电压波动 130
7.4.1计算电力系统频率的方法 134
7.4.2仿真结果及讨论 135
7.4.3超导磁储能系统的额定功率及额定能量 139
7.5用飞轮储能系统改善电能质量 153
7.5.1直流母线微电网系统 154
7.5.2电压/频率控制 155
7.5.3微电网系统运行 155
7.5.4飞轮储能系统控制 155
7.5.5稳定性问题 157
7.6含超级电容器储能的双馈感应风力机恒功率控制 157
7.6.1单台双馈感应风力机的控制 158
7.6.2转子侧变换器的控制 158
7.6.3电网侧变换器的控制 159
7.6.4储能系统的配置和控制 160
7.6.5风力机叶片变桨控制 161
7.6.6风电场监控 161
7.7通过桨距角控制实现风力发电系统功率的平稳输出 162
7.8小结 165
参考文献 166
第8章 定速风力发电系统的暂态稳定性对策 171
8.1引言 171
8.2模型系统 172
8.3桨距控制法 173
8.4超导磁储能法 174
8.4.1 PWM电压源变换器 174
8.4.2两象限DC-DC斩波器 175
8.5静止同步补偿器法 175
8.6制动电阻法 176
8.7故障电流超导限制法 177
8.8稳定方法比较 177
8.8.1性能分析 178
8.8.2控制结构分析 182
8.8.3成本分析 182
8.8.4总体比较 183
8.9小结 185
参考文献 185
第9章 变速风力发电系统的故障穿越能力 189
9.1引言 189
9.2双馈感应发电机系统 190
9.2.1转子侧变换器 191
9.2.2电网侧变换器 191
9.3绕线转子同步发电机系统 193
9.3.1转速控制器 194
9.3.2桨距控制器 195
9.3.3励磁控制器 196
9.3.4电网侧逆变控制器 196
9.4永磁同步发电机系统 197
9.4.1背靠背变换器控制 198
9.4.2 ESS控制 199
9.4.3 ESS额定值 200
9.4.4 ESS设计案例 201
9.5磁阻投切发电机系统 201
9.5.1 SRG运行 202
9.6小结 203
参考文献 204