在化石能源即將枯竭和環(huán)境污染日益嚴重的今天,風能憑借其資源豐富、容易開發(fā)的優(yōu)勢,越來越引起人們的關注。薛迎成、彭思敏編著的《風力發(fā)電機組原理與應用》主要介紹了作為風力發(fā)電系統(tǒng)主要組成部分的風力機、發(fā)電機的性能和特性,另外在運行控制、功率平滑控制、電控系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和低電壓穿越方面也做了介紹,最后描述了風力發(fā)電機原理實驗。
《風力發(fā)電機組原理與應用》可作為高等學校新能源、風電、電氣自動化專業(yè)的教材,也可作為風電相關領域工程技術人員的參考書。
隨著大規(guī)模風力發(fā)電不斷接入電網(wǎng),給電網(wǎng)帶來了系統(tǒng)調頻、調峰、風電功率預測、低電壓穿越等諸多運行控制問題,因此,應加強風電對電網(wǎng)影響的相關技術研究。本文試圖從變速風電機組(VSWT)、輸出功率平滑、電網(wǎng)故障穿越技術三方面來研究這個問題。本書立足于風力發(fā)電系統(tǒng)的基本原理,著重介紹了系統(tǒng)控制以及面向工程應用的關鍵技術。主要內容包括十二章。
第一章為概述,介紹風力發(fā)電的意義、研究現(xiàn)狀及研究內容。第二~八章針對風電系統(tǒng)原理和控制技術展開,分別從風力機組空氣動力學、風電機組特性、風力機的分類與結構、風力機組模型、風力機組電控系統(tǒng)、風電場監(jiān)控系統(tǒng)這六個方面進行了介紹,其中包括了風電的基本原理,也有當前最新的一些研究進展。另外在運行控制、功率平滑控制、電控系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和低電壓穿越方面也做了介紹,最后描述了風力發(fā)電機原理實驗。
本書的特點如下:
。1)全面系統(tǒng)。風力發(fā)電技術涉及氣象、氣動、結構、材料、力學、電學、電力電子、控制、接網(wǎng)以及規(guī)劃等多個學科領域。
。2)圖表并茂,運用恰當。本書圖表結合,配合正文,使讀者更易于理解、易于掌握。
。3)附錄介紹了新開發(fā)的風力發(fā)電機原理實驗,實驗項目包括雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)亞同步離網(wǎng)實驗、雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)超同步離網(wǎng)實驗、垂直軸風力發(fā)電離網(wǎng)實驗、室外風光互補實驗、風機蓄電池充電實驗。
本書章節(jié)相對獨立,不僅可用作高校能源與動力專業(yè)的教材,而且也可作為風電工程師們的指導手冊。本書第一~十章由薛迎成編寫,附錄部分由彭思敏編寫,由于作者水平有限,不妥之處在所難免,敬請讀者批評指正。
本書由鹽城工學院教材出版基金資助出版。
前言
第一章 概述
第一節(jié) 風力發(fā)電意義
第二節(jié) 風力發(fā)電技術的研究現(xiàn)狀
第三節(jié) 風電發(fā)展的展望
第四節(jié) 風電發(fā)展面臨的問題
第五節(jié) 風電與環(huán)境保護
第二章 風電機組的分類與結構
第一節(jié) 風電機組的分類
第二節(jié) 風電機組的基本原理和構成
第三章 風力機組空氣動力學
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 葉片的空氣動力特性
第三節(jié) 非理想穩(wěn)態(tài)空氣動力學問題
第四節(jié) 利用風輪的空氣動力特性進行功率調節(jié)
第四章 風電機組模型
第一節(jié) 風電技術
第二節(jié) 風電機組的運行機理
第三節(jié) 風力機與傳動模型
第四節(jié) 恒速恒頻風力發(fā)電機數(shù)學模型
第五節(jié) 變速恒頻雙饋風電機組數(shù)學模型
第六節(jié) 直驅永磁同步風電機組模型
第五章 風電機組的運行控制
第一節(jié) 風常規(guī)運行過程
第二節(jié) 風電機組工作狀態(tài)及其轉換
第三節(jié) 變槳距風電機組的啟動
第四節(jié) 定槳恒速風電機組的制動與保護系統(tǒng)
第六章 主傳動、齒輪箱與聯(lián)軸器
第一節(jié) 主傳動
第二節(jié) 齒輪箱
第三節(jié) 聯(lián)軸器
第七章 風電機組電控系統(tǒng)
第一節(jié) 風電機控制系統(tǒng)概述
第二節(jié) 2MW風電機電控系統(tǒng)
第三節(jié) HQ一810風電機組電控系統(tǒng)
第八章 風電場監(jiān)控系統(tǒng)
第一節(jié) 風電場監(jiān)控的主要功能要求
第二節(jié) 1.5Mw雙饋式風電機組監(jiān)控系統(tǒng)實例
第九章 常規(guī)機組和風電機組頻率特性比較
第一節(jié) 不同風電機組的頻率響應特性分析
第二節(jié) 不同風電機組的頻率響應特性仿真分析
第三節(jié) 常規(guī)機組和風電機組頻率特性比較
第四節(jié) 變速風電機組短期有功功率支持能力
第十章 基于功率濾波的風電場功率平滑控制
第一節(jié) 風電功率波動特性分析
第二節(jié) 風電機擴展槳距控制原理
第三節(jié) 基于功率濾波的風電場功率平滑控制
附錄A 雙饋風電系統(tǒng)亞同步離網(wǎng)實驗
A1 雙饋風電系統(tǒng)實驗裝置簡介
A2 亞同步離網(wǎng)實驗
附錄B 雙饋風電系統(tǒng)超同步離網(wǎng)實驗
附錄C 垂直軸風電離網(wǎng)實驗
C1 垂直軸風電實驗平臺使用要求及操作流程
C2 垂直軸風電離網(wǎng)實驗
附錄D 室外風光互補實驗
D1 風光互補控制實驗平臺系統(tǒng)
D2 風電機VI特性曲線實驗
附錄E 風機蓄電池充電實驗
參考文獻