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风电原理与应用技术
  • 作者：关新
  • 出版社：中国水利水电出版社
  • 出版日期：2017年03月
  • ISBN：978-7-5170-5130-5
  • 页数：255
优惠价: ¥ 31.20
定价: ¥ 52.00

标签：新能源

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图书详情
内容简介

本书介绍了风力发电基本原理和风力发电机组的组成结构，具体包括风能、能量转换和传输理论、风力机、风力发电机、风电机组、风力发电技术、风电机组安全运行与维护以及风能储存等内容。

全书内容通俗简练，系统全面，图文并茂，既可作为高等学校风电专业及风电相关专业课程的基础教材，也可作为风电场运行和检修人员的培训教材，还可供风力发电、电气自动化技术等专业的工程技术人员参考使用。

目录
  • 版权页
  • 前言
  • 第1章 绪论
  • 1.1 风能利用及风力发电历史
  • 1.2 风能资源
  • 1.2.1 风能的特点
  • 1.2.2 我国风能资源分布特点
  • 1.3 风力发电技术现状与发展
  • 1.3.1 风电机组的典型分类
  • 1.水平轴风电机组
  • 2.垂直轴风电机组
  • 1.3.2 大型水平轴并网风电机组的基本结构
  • 1.3.3 风力发电技术的发展
  • 1.4 风电相关技术标准
  • 1.4.1 国际电工委员会标准
  • 1.4.2 国外主要风电标准
  • 1.4.3 我国主要风电标准
  • 习题
  • 第2章 风能
  • 2.1 风的种类及形成
  • 2.1.1 风的形成及其基本特性
  • 1.风的形成
  • 2.风的尺度
  • 3.风的大小
  • 2.1.2 风力等级
  • 2.1.3 全球性的风
  • 1.大气环流
  • 2.季风
  • 2.1.4 地方性的风
  • 1.海陆风
  • 2.山谷风
  • 3.焚风
  • 2.2 风的特征
  • 2.2.1 平均风
  • 1.平均风速的定义
  • 2.平均风速随高度的变化规律
  • 3.平均风速随时间的变化规律
  • 4.平均风速的分布
  • 5.平均风向
  • 2.2.2 脉动风
  • 1.脉动风速
  • 2.湍流强度
  • 3.阵风系数
  • 2.2.3 极端风
  • 1.极端风种类
  • 2.重现期
  • 3.最大风速概率分布
  • 2.3 风的测量与评估
  • 2.3.1 风能公式
  • 1.空气密度
  • 2.风速的统计特性
  • 3.风能公式
  • 4.平均风功率密度和有效风功率密度
  • 2.3.2 风的测量
  • 1.风速测量
  • 2.风向测量
  • 2.3.3 风的表示
  • 1.风速频率
  • 2.风玫瑰图
  • 2.3.4 风能估计
  • 2.3.5 风能可利用区的划分
  • 习题
  • 第3章 能量转换和传输理论
  • 3.1 风能捕获理论
  • 3.1.1 流体力学的基本方程
  • 1.风的动能
  • 2.不可压缩流体
  • 3.流体黏性
  • 4.阻力
  • 5.层流与湍流
  • 6.雷诺数
  • 7.边界层
  • 8.伯努利方程
  • 9.升力
  • 3.1.2 风力机的稳态数学模型
  • 3.1.2.1 贝兹理论
  • 3.1.2.2 经典理论
  • 1.涡流理论
  • 2.叶素理论
  • 3.动量理论
  • 4.动量—叶素理论
  • 5.叶片梢部损失和根部损失修正
  • 6.塔影效应
  • 7.偏斜气流修正
  • 8.风剪切
  • 3.1.3 风力机叶片的空气动力特性
  • 3.1.3.1 翼型的几何参数及其定义
  • 3.1.3.2 作用在叶片上的空气动力
  • 3.1.4 风力机风轮的空气动力特性
  • 3.1.4.1 风轮的几何参数及其定义
  • 3.1.4.2 作用在风轮上的空气动力
  • 3.2 能量传递理论
  • 3.2.1 弹性力学基本方程
  • 1.平衡微分方程
  • 2.几何方程
  • 3.物理方程（广义虎克定律）
  • 4.边界条件
  • 5.基本方程的求解
  • 3.2.2 传动链数学模型
  • 1.刚性模型
  • 2.柔性模型
  • 习题
  • 第4章 风力机
  • 4.1 风力机的分类
  • 4.2 水平轴风力机
  • 4.3 垂直轴风力机
  • 1.达里厄型风力机
  • 2.旋转涡轮式风力机
  • 3.弗来纳式风力机
  • 4.费特·肖奈达式风力机
  • 4.4 其他风力机
  • 4.4.1 带锥形罩型风力机
  • 4.4.2 旋风型风力机
  • 4.4.3 无阻尼型风力机
  • 4.4.4 离心甩出式风力机
  • 4.4.5 移动翼栅式风力机
  • 4.4.6 四螺旋风力机
  • 4.4.7 升降传送式风力机
  • 4.4.8 自动变形双组风叶多层组装式风力机
  • 习题
  • 第5章 风力发电机
  • 5.1 一次能源系统
  • 5.1.1 叶片
  • 5.1.1.1 叶片应满足的基本要求
  • 5.1.1.2 叶片类型
  • 5.1.1.3 叶柄结构
  • 5.1.1.4 叶片数
  • 5.1.2 轮毂
  • 5.1.2.1 固定式轮毂
  • 5.1.2.2 叶片之间相对固定的铰链式轮毂
  • 5.1.2.3 各叶片自由的铰链式轮毂
  • 5.2 主传动系统
  • 5.2.1 总体传动形式
  • 1.一字形
  • 2.回流式
  • 3.分流式
  • 5.2.2 主轴及主轴承
  • 5.2.3 主齿轮箱
  • 5.2.3.1 工作特性
  • 5.2.3.2 类型与特点
  • 5.2.3.3 齿轮箱图例
  • 5.2.3.4 主要零部件
  • 1.齿轮箱体
  • 2.齿轮
  • 3.轴承
  • 4.密封
  • 5.润滑系统
  • 6.齿轮箱润滑系统中的润滑油
  • 5.2.4 联轴器
  • 5.2.4.1 刚性胀套式联轴器
  • 1.优点
  • 2.使用和维护
  • 3.拧紧胀套螺钉的方法
  • 4.胀套的拆卸
  • 5.防护
  • 5.2.4.2 轮胎联轴器
  • 5.2.4.3 连杆联轴器
  • 5.2.4.4 万向联轴器
  • 5.2.4.5 膜片联轴器
  • 5.3 支撑系统
  • 5.3.1 机舱
  • 5.3.1.1 机舱罩
  • 5.3.1.2 整流罩
  • 5.3.1.3 机舱底盘
  • 5.3.2 塔架
  • 5.3.2.1 塔架的分类
  • 1.拉索式塔架
  • 2.桁架式塔架
  • 3.锥筒式塔架
  • 5.3.2.2 塔架结构
  • 1.塔筒
  • 2.平台
  • 3.电缆及其固定
  • 4.内梯与外梯
  • 5.3.2.3 塔架的固有频率
  • 5.3.2.4 塔架—风轮系统振动模态
  • 5.3.2.5 辅助及安全设备
  • 1.升降梯
  • 2.起重机
  • 3.安全设备
  • 5.3.3 基础
  • 5.3.3.1 陆上风电机组的基础
  • 1.厚板块基础
  • 2.多桩基础
  • 3.混凝土单桩基础
  • 5.3.3.2 海上风电机组的基础
  • 1.单桩式
  • 2.三角架式
  • 3.混凝土重力式
  • 4.钢质重力式
  • 5.浮置式
  • 5.4 制动系统
  • 5.4.1 机械制动
  • 1.固定钳式
  • 2.浮动钳式
  • 5.4.2 空气动力制动
  • 5.5 变桨系统
  • 5.5.1 液压变距型
  • 5.5.2 电动变距型
  • 5.6 偏航系统
  • 5.6.1 被动偏航
  • 5.6.1.1 尾翼偏航
  • 5.6.1.2 侧轮偏航
  • 5.6.1.3 下风向偏航
  • 5.6.2 主动偏航
  • 5.6.2.1 电机偏航原理
  • 5.6.2.2 偏航系统的技术要求
  • 1.电缆
  • 2.阻尼
  • 3.解缆和扭缆保护
  • 4.偏航计数器
  • 5.偏航制动器
  • 6.偏航液压系统
  • 7.其他
  • 5.6.2.3 偏航系统的结构
  • 1.偏航驱动
  • 2.偏航制动
  • 5.6.2.4 偏航系统的控制
  • 1.偏航控制硬件
  • 2.偏航控制软件
  • 3.偏航传感器
  • 习题
  • 第6章 风电机组
  • 6.1 液压系统
  • 6.1.1 基本元件
  • 6.1.1.1 动力元件
  • 1.压力
  • 2.流量和排量
  • 3.功率和效率
  • 6.1.1.2 控制元件
  • 1.方向控制阀
  • 2.压力控制阀
  • 3.流量控制阀
  • 6.1.1.3 执行元件
  • 6.1.1.4 辅助元件
  • 6.1.2 基本回路
  • 6.1.3 风力机典型液压系统
  • 6.1.3.1 润滑系统
  • 1.润滑
  • 2.温度控制
  • 6.1.3.2 液压制动
  • 6.1.3.3 液压变桨
  • 6.2 安全保护系统
  • 6.2.1 系统设计
  • 6.2.2 安全链系统
  • 1.设计原则与要求
  • 2.安全保护的内容
  • 6.2.3 接地保护
  • 6.2.4 避雷系统
  • 1.叶片防雷装置
  • 2.机舱防雷装置
  • 3.电控系统防雷装置
  • 4.接地保护装置
  • 6.2.4.1 系统构成要素
  • 1.接闪器
  • 2.引下导线
  • 3.接地装置
  • 6.2.4.2 部件防雷措施
  • 1.叶片防雷
  • 2.轴承防雷
  • 3.机舱及其内各部件防雷
  • 4.电气控制系统防雷
  • 5.测控线的保护
  • 6.地基防雷接地体
  • 6.3 发电设备
  • 6.3.1 发电机
  • 6.3.1.1 异步发电机
  • 6.3.1.2 同步发电机
  • 1.恒速恒频方式运行的并网同步风力发电机
  • 2.变速恒频方式运行的并网同步风力发电机
  • 6.3.1.3 双馈式异步发电机
  • 1.结构及特点
  • 2.变速恒频运行的基本原理
  • 6.3.1.4 直驱式发电机
  • 1.低速永磁直驱发电机的特点
  • 2.结构型式
  • 6.3.1.5 永磁式同步发电机
  • 6.3.2 变压器
  • 1.变压器的工作原理
  • 2.变压器的分类及结构
  • 6.3.3 开关电器
  • 1.开关电器的分类
  • 2.真空断路器
  • 3.交流接触器
  • 4.熔断器
  • 6.3.4 继电器
  • 1.热继电器
  • 2.中间继电器
  • 6.3.5 母线与电缆
  • 6.3.5.1 母线
  • 1.母线材料
  • 2.母线的截面形状
  • 6.3.5.2 电力电缆
  • 1.电力电缆的种类
  • 2.电力电缆的结构特点
  • 3.电力电缆的基本结构
  • 6.4 监测系统
  • 6.4.1 需要检测的信号
  • 1.电气参数监测
  • 2.机组状态检测
  • 3.环境参数监测
  • 6.4.2 参数测量
  • 6.4.2.1 测量仪表的分类及构成
  • 6.4.2.2 基本电量测量
  • 1.互感器
  • 2.电量变送器
  • 3.电压与电流的测量
  • 4.电功率测量
  • 6.4.2.3 转速的测量
  • 6.4.2.4 应力的测量
  • 1.电阻应变法原理
  • 2.应变片的种类和特点
  • 3.应变测试系统
  • 6.4.2.5 转矩的测量
  • 6.4.2.6 温度的测量
  • 6.4.2.7 振动开关
  • 6.4.3 诊断系统
  • 6.4.3.1 常见故障
  • 6.4.3.2 状态监测及故障诊断的方法
  • 1.特征信息获得与数据采集
  • 2.信号处理与特征提取的方法
  • 3.故障的模式识别和诊断决策过程
  • 6.5 操作系统
  • 6.5.1 运行操作
  • 1.机组启停及复位
  • 2.手动操作
  • 3.控制参数修改
  • 6.5.2 状态显示
  • 6.5.3 故障检测
  • 6.6 常用控制器
  • 6.6.1 常用电子元件
  • 1.器件分类
  • 2.基本电路
  • 3.常用元件
  • 6.6.2 整流器
  • 6.6.3 逆变器
  • 1.逆变器类型
  • 2.基本工作原理
  • 3.注意事项
  • 6.6.4 变频器
  • 6.6.4.1 变频器类型
  • 6.6.4.2 工作原理
  • 1.整流器
  • 2.中间直流电路
  • 3.逆变器
  • 4.控制电路
  • 6.6.4.3 维护与保养
  • 6.6.4.4 变流器在风力发电机组的应用
  • 6.6.5 充电控制器
  • 6.6.5.1 类型
  • 1.按照控制器功能特征分类
  • 2.按照控制器电流输入类型分类
  • 3.按照控制器对蓄电池充电调节原理分类
  • 6.6.5.2 基本功能
  • 习题
  • 第7章 风力发电技术
  • 7.1 风电机组的控制技术
  • 7.1.1 风电机组的控制要求
  • 7.1.2 风电机组功率调节方式
  • 7.1.3 风电机组的控制结构
  • 7.1.4 风电机组的运行控制过程
  • 1.待机状态
  • 2.机组自启动过程
  • 3.机组并网过程
  • 4.欠功率运行状态
  • 5.额定功率运行状态
  • 6.停机状态
  • 7.2 风力机控制
  • 7.2.1 风力机控制的空气动力学原理
  • 7.2.2 定桨距风力机控制
  • 1.定桨距风力机
  • 2.定桨距控制
  • 7.2.3 变桨距风力机控制
  • 1.变桨距风力机
  • 2.变桨距控制
  • 3.功率控制特点
  • 7.2.4 功率调节和补偿
  • 7.2.4.1 有功功率的调节
  • 7.2.4.2 无功功率的补偿
  • 7.3 风力发电机控制
  • 7.3.1 风力发电机控制要求
  • 7.3.2 异步发电机控制
  • 1.双速异步发电机控制
  • 2.转差可调的异步发电机原理
  • 3.转差可调异步发电机的功率调节
  • 7.3.3 双馈发电机控制
  • 1.转子变流器
  • 2.常用风力机PWM控制的基本原理及交—直—交变流器
  • 3.控制结构
  • 4.控制特点
  • 7.3.4 直驱式发电机控制
  • 7.4 发电系统
  • 7.4.1 恒频恒速发电系统
  • 1.同步发电机
  • 2.感应发电机
  • 7.4.1.1 定桨距失速控制
  • 1.风轮结构
  • 2.桨叶的失速调节原理
  • 3.叶尖扰流器
  • 4.功率输出
  • 7.4.1.2 变桨距调节方式
  • 1.变桨距发电机组的特点
  • 2.输出功率特性
  • 3.额定点具有较高的风能利用系数
  • 4.确保高风速段的额定功率
  • 5.启动性能与制动性能
  • 6.变桨距风电机组的运行状态
  • 7.4.2 变速恒频发电系统
  • 7.4.2.1 控制方案
  • 1.鼠笼式异步发电机变速恒频风力发电系统
  • 2.交流励磁双馈发电机变速恒频风力发电系统
  • 3.直驱型变速恒频风力发电系统
  • 4.混合式变速恒频风力发电系统
  • 7.4.2.2 变速系统
  • 1.不连续变速系统
  • 2.连续变速系统
  • 7.4.2.3 恒定功率的实现
  • 1.风力发电机的转矩-速度特性
  • 2.运行状态
  • 3.总体控制方式
  • 7.4.3 小型直流发电系统
  • 7.4.3.1 离网型风力发电系统
  • 7.4.3.2 小型直流发电系统
  • 1.交流永磁发电机
  • 2.无刷爪极自励发电机
  • 7.5 供电方式
  • 7.5.1 离网供电
  • 1.整流器
  • 2.变换器
  • 3.逆变器
  • 4.蓄电池
  • 7.5.2 并网供电
  • 7.5.2.1 异步发电机及并网
  • 1.并网条件
  • 2.并网运行时的功率输出
  • 3.并网运行时无功功率补偿
  • 4.异步发电机的并网方式
  • 7.5.2.2 同步发电机的并网
  • 1.并网条件
  • 2.并网方式
  • 7.5.2.3 功率调节和补偿
  • 1.无功功率的补偿
  • 2.有功功率的调节
  • 习题
  • 第8章 风电机组安全运行与维护
  • 8.1 风电机组安全运行要求
  • 8.1.1 安全运行思想
  • 8.1.2 安全运行的自动运行控制
  • 1.开机并网控制
  • 2.小风脱网
  • 3.普通故障脱网停机
  • 4.紧急故障脱网停机
  • 5.大风脱网控制
  • 6.对风控制
  • 8.1.3 安全运行的保护要求
  • 8.1.4 控制安全系统安全运行的技术要求
  • 1.控制系统安全运行的必备条件
  • 2.风电机组工作参数的安全运行范围
  • 3.系统的接地保护安全要求
  • 4.控制与安全系统运行的检查
  • 8.2 风电场的运行与维护
  • 8.3 风电机组常见故障及维护
  • 8.3.1 故障分类
  • 1.按主要结构来分类
  • 2.从故障产生后所处的状态来分类
  • 8.3.2 风电机组的日常故障检查处理
  • 8.3.2.1 风电机组各部件的故障检查处理
  • 1.液压系统
  • 2.偏航系统
  • 3.变桨系统
  • 4.传感器
  • 5.电气设备
  • 6.风电机组因异常需要立即进行停机操作的顺序
  • 8.3.2.2 风电机组事故处理
  • 8.3.3 风电机组的年度例行维护
  • 1.年度例行维护的主要内容和要求
  • 2.年度例行维护周期
  • 习题
  • 第9章 风能储存
  • 9.1 化学储能
  • 9.1.1 蓄电池
  • 9.1.2 电解水制氢储能
  • 9.2 抽水储能
  • 9.3 飞轮储能
  • 9.4 热能储能
  • 9.4.1 固体摩擦制热
  • 9.4.2 搅拌液体制热
  • 9.4.3 挤压液体制热
  • 9.4.4 涡电流制热
  • 9.5 超导储能
  • 9.6 其他储能
  • 附录 风电机组电工术语
  • 参考文献

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