海上風力發(fā)電：控制、保護與并網(wǎng)
定 價：99 元
叢書名：國際電氣工程先進技術(shù)譯叢
- 作者：[英]奧林波?安納亞-勞拉（Olimpo Anaya-Lara）等
- 出版時間：2017/3/1
- ISBN：9787111555063
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TM614
- 頁碼：226
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
本書第1章介紹了風電機組的技術(shù)﹑海上輸電網(wǎng)絡﹑風力發(fā)電對電力系統(tǒng)運行的影響以及風電并網(wǎng)規(guī)范等基本知識。第2章從機組組成﹑數(shù)學建模及其控制策略﹑不同類型故障下的動態(tài)響應以及故障穿越策略等多方面詳細地解釋了雙饋感應風力發(fā)電機。第3章側(cè)重于全功率變流器風力發(fā)電機，對永磁同步型和籠型感應全功率風力發(fā)電機的控制﹑電力系統(tǒng)阻尼器等進行了分析，本章還詳述了典型的電勵磁同步發(fā)電機的建模和控制。第4章從海上風電場電氣系統(tǒng)的組成﹑電力匯集器﹑海上輸電系統(tǒng)﹑海上變電站﹑無功功率補償裝置和海底電纜等方面出發(fā)，對海上風電場電氣系統(tǒng)的主要組件所涉及的關(guān)鍵技術(shù)和原理﹑運行和控制等進行了闡述。 第5章通過豐富的范例展示了海上風電場的不同并網(wǎng)方式，并給出了各方式下的仿真運行結(jié)果。第6章涉及海上風電場中各個保護區(qū)的劃分﹑交流 輸電線故障研究﹑以及通過直流并網(wǎng)的海上風電場的保護等內(nèi)容。第7章介紹了在海上風電并網(wǎng)方面涌現(xiàn)的諸多新興技術(shù)，如風力發(fā)電機載荷柔化技術(shù)﹑直流傳輸保護﹑儲能技術(shù)﹑故障限流器、超導電纜等。附錄A對運用于海上風力發(fā)電中的電壓源換流器，如二電平換流器﹑三電平換流器、模塊化多電平換流器等的拓撲和調(diào)制等進行了原理性介紹，便于讀者理解前述章節(jié)的內(nèi)容。附錄B提供了不少算例，便于讀者深入理解本書介紹的部分關(guān)鍵內(nèi)容。
本書內(nèi)容較全面地涵蓋了海上風力發(fā)電所涉及的關(guān)鍵技術(shù)，對海上風電場以及輸電系統(tǒng)等各組成部分從基本原理到控制和運行等方面都有較全面和由淺入深的描述，不僅適合高等院校電氣工程方向高年級本科生和研究生學習，也適合從事風力發(fā)電﹑特別是從事海上風力發(fā)電的生產(chǎn)制造、運行與控制等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考。
●作者都是在海上風電領(lǐng)域有多年積累的專家或研究人員
●部分內(nèi)容源自作者主持的多項歐洲海上風電項目的研究成果
●內(nèi)容涵蓋了海上風力發(fā)電所涉及的關(guān)鍵技術(shù)，并提供了易于使用的海上風電并網(wǎng)的范例
原書前言
撰寫本書的目的，一方面是為了應對當前海上風力發(fā)電系統(tǒng)的飛速發(fā)展，另一方面，則是為了揭示海上風電發(fā)展對電力系統(tǒng)的運行、控制與保護所帶來的啟示。隨著風力發(fā)電機技術(shù)和電力電子換流器技術(shù)的提高以及新穎控制策略的提出，海上風力發(fā)電系統(tǒng)的性能獲得了提升。本書作者認為當下亟需一部涵蓋海上風電領(lǐng)域內(nèi)從基礎(chǔ)到各最新熱點研究問題的書籍，應不僅適合初學者，也應對有較高理論水平的讀者有參考意義。有鑒于此，本書詳述了當今海上風力發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢，闡明了變速風力發(fā)電機的詳細建模方法，并提供了易于使用的海上風電并網(wǎng)的范例。因此，本書對高年級本科生、研究生，以 及工作于風能領(lǐng)域并對風力發(fā)電機及其并網(wǎng)有興趣的工程師和研究人員有借鑒意義。
本書共分為7章和2個附錄，第1章首先對風力發(fā)電機基礎(chǔ)進行回顧，然后討論海上風電場連接方式及并網(wǎng)規(guī)范等方面存在的挑戰(zhàn)；第2章詳細描述了雙饋風力發(fā)電機在正常工況和異常工況下的運行；第3章著筆主要集中于全功率換流器技術(shù)；第4章涵蓋了電力集電器和海上輸電方案，包括多端直流輸電；第5章則描述了海上風電場并網(wǎng)所面臨的一系列技術(shù)挑戰(zhàn)，并提供了不同的案例以供學習；第6章討論了海上風力發(fā)電系統(tǒng)的保護問題；第7章歸納了海上風電并網(wǎng)領(lǐng)域涌現(xiàn)的新技術(shù)，包括儲能和狀態(tài)監(jiān)測；附錄A包含了電壓源換流器（VSC）的拓撲、控制與運行；附錄B提供了許多樣例，很適合在讀的大學生們學習使用。
本書的內(nèi)容匯集了海上風電場電力系統(tǒng)的各方面資料，如有來自作者在英國大學多年研究生教學的課程，有來自大量發(fā)表于IEEE和IET的論文，以及來自一些與海上風力發(fā)電密切相關(guān)的研究項目，如英國工程和自然科學研究委員會（EPSRC）資助的SUPER- GEN Wind Technologies項目，亦如英國能源技術(shù)研究院（ETI）資助的Helmwind項目。作者就William Leithead教授在上述研究項目所給予的強有力和持續(xù)的指導與支持深表感謝。作者特別感謝John O.Tande先生和Kjetil Uhlen教授，感謝他們通過挪威海上風力發(fā)電技術(shù)研究中心（NOWITECH）提供的支持和協(xié)助。作者還要感謝Giddani O.A.Kalcon博士在第4章中在電壓源換流器高壓直流（VSC-HVDC）輸電方面對本書的貢獻，并要感謝Nolan Caliao博士很慷慨地允許將他博士論文的材料納入第3章。作者還想借此機會致謝 Gustavo Quinonez-Varela博士和Ryan Tumilty博士，以感謝他們在準備此書稿中參與的有益討論，并就William Ross先生、Alexander Giles先生、Edward Corr先生和Philip Morris先生在文稿校對和就Kamila Nieradzinska女士在制圖等方面所做的工作表示感謝。
Olimpo Anaya-Lara， David Campos-Gaona， Edgar Moreno-Goytia， Grain Adam
Olimpo Anaya-Lara目前就職于英國斯特拉思克萊德大學（University of Strathclyde）的能源與環(huán)境學院，任準教授（reader）。在其職業(yè)生涯中，他成功地在電力電子設備、控制系統(tǒng)設計以及具有高風電穿透率的電力系統(tǒng)控制方面進行了研究。作為歐洲能源研究聯(lián)盟（EERA）聯(lián)合風能項目（JP Wind）所屬的風電并網(wǎng)子項目的一名主要參與人，Anaya-Lara博士目前在領(lǐng)導斯特拉思克萊德大學參與推進此子項目。受挪威船級社資助，他曾于2010-2011年前往挪威科技大學，任風電領(lǐng)域的訪問教授之職。他曾是國際能源署附件二十一 電力系統(tǒng)用風電場動態(tài)模型和附件二十三 海上風能技術(shù)開發(fā)的成員。他是IEEE與IET會員，已出版了3部專著，并合計在國際期刊和會議上發(fā)表了超過140篇論文。
目 錄
譯者序
原書前言
作者簡介
縮略語與物理量符號
第1章 海上風力發(fā)電系統(tǒng)
1.1 背景
1.2 典型子系統(tǒng)
1.3 風力發(fā)電機技術(shù)
1.3.1 基礎(chǔ)知識
1.3.2 構(gòu)架
1.3.3 海上風力發(fā)電機技術(shù)現(xiàn)狀
1.4 海上輸電網(wǎng)
1.5 對電力系統(tǒng)運行的影響
1.5.1 電力系統(tǒng)動態(tài)與穩(wěn)定
1.5.2 無功功率與電壓支撐
1.5.3 頻率支撐
1.5.4 風力發(fā)電機慣量響應
1.6 風電并網(wǎng)規(guī)則
致謝
參考文獻
第2章 雙饋感應風力發(fā)電機
2.1 介紹
2.1.1 感應發(fā)電機（IG）
2.1.2 背靠背換流器
2.1.3 齒輪箱
2.1.4 撬棒保護
2.1.5 風力發(fā)電機變壓器
2.2 雙饋感應風力發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和數(shù)學建模
2.2.1 感應發(fā)電機在abc坐標系下的模型
2.2.2 感應發(fā)電機在dq0坐標系下的模型
2.2.3 機械系統(tǒng)
2.2.4 撬棒保護
2.2.5 雙饋感應發(fā)電機背靠背換流器的建模
2.2.6 電力電子換流器的平均值模型
2.2.7 直流回路
2.3 雙饋感應風力發(fā)電機的控制
2.3.1 轉(zhuǎn)速PI控制
2.3.2 雙饋感應風力發(fā)電機無功功率的PI控制
2.3.3 轉(zhuǎn)子電流的PI控制
2.3.4 直流電壓的PI控制
2.3.5 網(wǎng)側(cè)換流器電流的PI控制
2.4 雙饋感應風力發(fā)電機動態(tài)性能評估
2.4.1 三相故障
2.4.2 對稱電壓跌落故障
2.4.3 非對稱電壓跌落故障
2.4.4 單相對地故障
2.4.5 相間短路故障
2.4.6 對稱短路故障下的轉(zhuǎn)矩特性
2.4.7 不對稱短路故障下的轉(zhuǎn)矩特性
2.4.8 電網(wǎng)故障對感應發(fā)電機無功功率消耗的影響
2.5 故障穿越能力與電網(wǎng)導則
2.5.1 撬棒保護的利弊
2.5.2 雙饋感應風力發(fā)電機變量對其故障穿越能力的影響
2.6 提高雙饋感應風力發(fā)電機故障穿越能力的先進控制策略
2.6.1 二自由度內(nèi)�？刂疲↖MC）
2.6.2 轉(zhuǎn)速IMC控制器
2.6.3 轉(zhuǎn)子電流IMC控制器
2.6.4 直流電壓IMC控制器
2.6.5 網(wǎng)側(cè)換流器電流IMC控制器
2.6.6 雙饋感應風力發(fā)電機IMC控制器的魯棒性調(diào)節(jié)
2.6.7 魯棒穩(wěn)定性原理
參考文獻
第3章 全功率換流風力發(fā)電機
3.1 同步電機基礎(chǔ)
3.1.1 同步發(fā)電機結(jié)構(gòu)
3.1.2 同步發(fā)電機的氣隙磁場
3.2 同步發(fā)電機dq坐標系模型
3.2.1 穩(wěn)態(tài)運行
3.2.2 帶阻尼繞組的同步發(fā)電機
3.3 大型同步發(fā)電機的控制
3.3.1 勵磁控制
3.3.2 原動機控制
3.4 全功率換流風力發(fā)電機
3.5 基于同步發(fā)電機的全功率換流風力發(fā)電機
3.5.1 永磁同步發(fā)電機
3.5.2 基于永磁同步發(fā)電機的全功率換流風力發(fā)電機
3.5.3 發(fā)電機側(cè)換流器控制
3.5.4 直流鏈建模
3.5.5 網(wǎng)側(cè)換流器控制
3.6 基于籠型感應發(fā)電機的全功率換流風力發(fā)電機
3.6.1 全功率換流感應風力發(fā)電機的控制
3.7 基于全功率換流風力發(fā)電機的電力系統(tǒng)阻尼器
3.7.1 電力系統(tǒng)振蕩阻尼控制器
3.7.2 風力發(fā)電對電網(wǎng)阻尼的影響
3.7.3 全功率換流風力發(fā)電機阻尼控制器對電網(wǎng)阻尼的影響
致謝
參考文獻
第4章 海上風電場中的電氣系統(tǒng)
4.1 典型組件
4.2 海上風力發(fā)電機概述
4.3 電力匯集器
4.3.1 風電場集群
4.4 海上輸電系統(tǒng)
4.4.1 HVAC輸電
4.4.2 HVDC輸電
4.4.3 CSC-HVDC輸電
4.4.4 VSC-HVDC輸電
4.4.5 多端VSC-HVDC網(wǎng)絡
4.5 海上變電站
4.6 無功功率補償設備
4.6.1 靜止無功功率補償器（SVC）
4.6.2 靜止同步補償器（STATCOM）
4.7 海底電纜
4.7.1 交流海底電纜
4.7.2 直流海底電纜
4.7.3 地下和海底電纜建模
致謝
參考文獻
第5章 海上風電場并網(wǎng)案例研究
5.1 背景
5.2 利用點對點VSC-HVDC輸電技術(shù)實現(xiàn)海上風電場并網(wǎng)
5.3 利用HVAC輸電技術(shù)實現(xiàn)海上風電場并網(wǎng)
5.4 利用HVAC/VSC-HVDC并聯(lián)輸電技術(shù)實現(xiàn)海上風電場并網(wǎng)
5.5 利用多端VSC-HVDC網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn)海上風電場并網(wǎng)
5.6 利用多端VSC-HVDC連接區(qū)域間電力系統(tǒng)
致謝
參考文獻
第6章 海上風電場的保護
6.1 風電場交流網(wǎng)絡內(nèi)的保護
6.1.1 風力發(fā)電機保護區(qū)
6.1.2 饋線保護區(qū)
6.1.3 母線保護區(qū)
6.1.4 高壓變壓器保護區(qū)
6.2 發(fā)生在海上雙饋感應發(fā)電機風電場交流傳輸線上故障的研究
6.2.1 范例1
6.2.2 范例2
6.3 通過直流并網(wǎng)的海上風電場保護
6.3.1 VSC-HVDC換流器保護方案
6.3.2 直流傳輸線故障分析
6.3.3 極間故障
6.3.4 極-地故障
6.3.5 HVDC直流保護:挑戰(zhàn)與趨勢
6.3.6 基于雙饋感應發(fā)電機的海上風電場直流輸電線故障的仿真研究
致謝
參考文獻
第7章 海上風電接入新技術(shù)
7.1 風力發(fā)電機載荷柔化先進控制技術(shù)
7.1.1 葉片槳距角控制
7.1.2 槳葉扭轉(zhuǎn)控制
7.1.3 可變直徑轉(zhuǎn)子
7.1.4 流場主動控制
7.2 換流
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