海上風(fēng)力發(fā)電：控制、保護(hù)與并網(wǎng)
定 價(jià)：99 元
叢書名：國際電氣工程先進(jìn)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(jī)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(fēng)電機(jī)組的技術(shù)﹑海上輸電網(wǎng)絡(luò)﹑風(fēng)力發(fā)電對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響以及風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)范等基本知識。第2章從機(jī)組組成﹑數(shù)學(xué)建模及其控制策略﹑不同類型故障下的動態(tài)響應(yīng)以及故障穿越策略等多方面詳細(xì)地解釋了雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)。第3章側(cè)重于全功率變流器風(fēng)力發(fā)電機(jī)，對永磁同步型和籠型感應(yīng)全功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制﹑電力系統(tǒng)阻尼器等進(jìn)行了分析，本章還詳述了典型的電勵磁同步發(fā)電機(jī)的建模和控制。第4章從海上風(fēng)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(bǔ)償裝置和海底電纜等方面出發(fā)，對海上風(fēng)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(yùn)行和控制等進(jìn)行了闡述。 第5章通過豐富的范例展示了海上風(fēng)電場的不同并網(wǎng)方式，并給出了各方式下的仿真運(yùn)行結(jié)果。第6章涉及海上風(fēng)電場中各個保護(hù)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(fēng)電場的保護(hù)等內(nèi)容。第7章介紹了在海上風(fēng)電并網(wǎng)方面涌現(xiàn)的諸多新興技術(shù)，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)載荷柔化技術(shù)﹑直流傳輸保護(hù)﹑儲能技術(shù)﹑故障限流器、超導(dǎo)電纜等。附錄A對運(yùn)用于海上風(fēng)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?fù)浜驼{(diào)制等進(jìn)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(fēng)力發(fā)電所涉及的關(guān)鍵技術(shù)，對海上風(fēng)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(yùn)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(xué)習(xí)，也適合從事風(fēng)力發(fā)電﹑特別是從事海上風(fēng)力發(fā)電的生產(chǎn)制造、運(yùn)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(fēng)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(xiàng)歐洲海上風(fēng)電項(xiàng)目的研究成果
●內(nèi)容涵蓋了海上風(fēng)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(fēng)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(yīng)對當(dāng)前海上風(fēng)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(fēng)電發(fā)展對電力系統(tǒng)的運(yùn)行、控制與保護(hù)所帶來的啟示。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的性能獲得了提升。本書作者認(rèn)為當(dāng)下亟需一部涵蓋海上風(fēng)電領(lǐng)域內(nèi)從基礎(chǔ)到各最新熱點(diǎn)研究問題的書籍，應(yīng)不僅適合初學(xué)者，也應(yīng)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(dāng)今海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢，闡明了變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)的詳細(xì)建模方法，并提供了易于使用的海上風(fēng)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(fēng)能領(lǐng)域并對風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行回顧，然后討論海上風(fēng)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(xì)描述了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在正常工況和異常工況下的運(yùn)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(fēng)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(xué)習(xí)；第6章討論了海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的保護(hù)問題；第7章歸納了海上風(fēng)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?fù)�、控制與運(yùn)行；附錄B提供了許多樣例，很適合在讀的大學(xué)生們學(xué)習(xí)使用。
本書的內(nèi)容匯集了海上風(fēng)電場電力系統(tǒng)的各方面資料，如有來自作者在英國大學(xué)多年研究生教學(xué)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(fēng)力發(fā)電密切相關(guān)的研究項(xiàng)目，如英國工程和自然科學(xué)研究委員會（EPSRC）資助的SUPER- GEN Wind Technologies項(xiàng)目，亦如英國能源技術(shù)研究院（ETI）資助的Helmwind項(xiàng)目。作者就William Leithead教授在上述研究項(xiàng)目所給予的強(qiáng)有力和持續(xù)的指導(dǎo)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(fēng)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(xiàn)，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(jī)會致謝 Gustavo Quinonez-Varela博士和Ryan Tumilty博士，以感謝他們在準(zhǔn)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(xué)（University of Strathclyde）的能源與環(huán)境學(xué)院，任準(zhǔn)教授（reader）。在其職業(yè)生涯中，他成功地在電力電子設(shè)備、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及具有高風(fēng)電穿透率的電力系統(tǒng)控制方面進(jìn)行了研究。作為歐洲能源研究聯(lián)盟（EERA）聯(lián)合風(fēng)能項(xiàng)目（JP Wind）所屬的風(fēng)電并網(wǎng)子項(xiàng)目的一名主要參與人，Anaya-Lara博士目前在領(lǐng)導(dǎo)斯特拉思克萊德大學(xué)參與推進(jìn)此子項(xiàng)目。受挪威船級社資助，他曾于2010-2011年前往挪威科技大學(xué)，任風(fēng)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(fēng)電場動態(tài)模型和附件二十三 海上風(fēng)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(jì)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(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)
1.1 背景
1.2 典型子系統(tǒng)
1.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)
1.3.1 基礎(chǔ)知識
1.3.2 構(gòu)架
1.3.3 海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀
1.4 海上輸電網(wǎng)
1.5 對電力系統(tǒng)運(yùn)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(fēng)力發(fā)電機(jī)慣量響應(yīng)
1.6 風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)則
致謝
參考文獻(xiàn)
第2章 雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)
2.1 介紹
2.1.1 感應(yīng)發(fā)電機(jī)（IG）
2.1.2 背靠背換流器
2.1.3 齒輪箱
2.1.4 撬棒保護(hù)
2.1.5 風(fēng)力發(fā)電機(jī)變壓器
2.2 雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)建模
2.2.1 感應(yīng)發(fā)電機(jī)在abc坐標(biāo)系下的模型
2.2.2 感應(yīng)發(fā)電機(jī)在dq0坐標(biāo)系下的模型
2.2.3 機(jī)械系統(tǒng)
2.2.4 撬棒保護(hù)
2.2.5 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)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(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制
2.3.1 轉(zhuǎn)速PI控制
2.3.2 雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(yīng)發(fā)電機(jī)無功功率消耗的影響
2.5 故障穿越能力與電網(wǎng)導(dǎo)則
2.5.1 撬棒保護(hù)的利弊
2.5.2 雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)變量對其故障穿越能力的影響
2.6 提高雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障穿越能力的先進(jìn)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(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(xiàn)
第3章 全功率換流風(fēng)力發(fā)電機(jī)
3.1 同步電機(jī)基礎(chǔ)
3.1.1 同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)
3.1.2 同步發(fā)電機(jī)的氣隙磁場
3.2 同步發(fā)電機(jī)dq坐標(biāo)系模型
3.2.1 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行
3.2.2 帶阻尼繞組的同步發(fā)電機(jī)
3.3 大型同步發(fā)電機(jī)的控制
3.3.1 勵磁控制
3.3.2 原動機(jī)控制
3.4 全功率換流風(fēng)力發(fā)電機(jī)
3.5 基于同步發(fā)電機(jī)的全功率換流風(fēng)力發(fā)電機(jī)
3.5.1 永磁同步發(fā)電機(jī)
3.5.2 基于永磁同步發(fā)電機(jī)的全功率換流風(fēng)力發(fā)電機(jī)
3.5.3 發(fā)電機(jī)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(yīng)發(fā)電機(jī)的全功率換流風(fēng)力發(fā)電機(jī)
3.6.1 全功率換流感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制
3.7 基于全功率換流風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)阻尼的影響
3.7.3 全功率換流風(fēng)力發(fā)電機(jī)阻尼控制器對電網(wǎng)阻尼的影響
致謝
參考文獻(xiàn)
第4章 海上風(fēng)電場中的電氣系統(tǒng)
4.1 典型組件
4.2 海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)概述
4.3 電力匯集器
4.3.1 風(fēng)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(luò)
4.5 海上變電站
4.6 無功功率補(bǔ)償設(shè)備
4.6.1 靜止無功功率補(bǔ)償器（SVC）
4.6.2 靜止同步補(bǔ)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(xiàn)
第5章 海上風(fēng)電場并網(wǎng)案例研究
5.1 背景
5.2 利用點(diǎn)對點(diǎn)VSC-HVDC輸電技術(shù)實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電場并網(wǎng)
5.3 利用HVAC輸電技術(shù)實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電場并網(wǎng)
5.4 利用HVAC/VSC-HVDC并聯(lián)輸電技術(shù)實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電場并網(wǎng)
5.5 利用多端VSC-HVDC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)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(xiàn)
第6章 海上風(fēng)電場的保護(hù)
6.1 風(fēng)電場交流網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的保護(hù)
6.1.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)保護(hù)區(qū)
6.1.2 饋線保護(hù)區(qū)
6.1.3 母線保護(hù)區(qū)
6.1.4 高壓變壓器保護(hù)區(qū)
6.2 發(fā)生在海上雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)風(fēng)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(fēng)電場保護(hù)
6.3.1 VSC-HVDC換流器保護(hù)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(hù):挑戰(zhàn)與趨勢
6.3.6 基于雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的海上風(fēng)電場直流輸電線故障的仿真研究
致謝
參考文獻(xiàn)
第7章 海上風(fēng)電接入新技術(shù)
7.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)載荷柔化先進(jìn)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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