進入新世紀以來，能源與環(huán)境成為人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問題。對可再生能源的開發(fā)利用，特別是對風能的開發(fā)利用，受到各國的高度關注。我國的風電產業(yè)發(fā)展迅猛，目前風電總裝機已達221GW，穩(wěn)居世界第一。近年來，為完成能源產業(yè)鏈升級和節(jié)能減排的目標，我國提供了大量政策和財政支持，鼓勵企業(yè)在可再生能源領域開展研發(fā)工作。風電行業(yè)不僅是可再生能源行業(yè)的排頭兵，也是國家能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。“十四五”規(guī)劃及國家能源發(fā)展戰(zhàn)略對風電尤其是海上風電發(fā)展提出了更高的要求，為實現我國節(jié)能減排的承諾和經濟建設的戰(zhàn)略目標，必須認真總結近二十年風電發(fā)展的經驗和教訓，走出一條適合我國國情的風力發(fā)電技術發(fā)展道路。
　　本書在總結國內外風電機組和風電場控制相關理論與實踐的基礎上，由單機控制到機群控制、由陸上風電到海上風電，從風力機、發(fā)電機、控制器設計、網絡拓撲、機組協(xié)調等方面，闡述安全可靠、綠色環(huán)保、高效經濟的風電機組控制和風電場協(xié)調的內容。作者在多年科研工作和教學實踐的基礎上，對原有同類書籍的內容進行了較大的調整和補充，不僅引入了控制方面的新理論和方法，而且增加了海上風電方面多章節(jié)內容，對近十年來最新的研究成果加以總結和整理，填補了海上風電方面的內容空白。因此，本書系統(tǒng)深入闡述了風電機組控制技術與海上風電機群控制技術的原理、方法和技術，充分反映了該領域的前沿性和時代性。
　　本書特點包括：首先，模塊清晰，體系完整。伴隨著風電產業(yè)的快速發(fā)展，風電機組控制理論和技術發(fā)展迅速，新成果不斷涌現。本書整合了風電機組控制的基本理論、傳統(tǒng)控制和最新方法，先介紹風電機組的結構、分類、模型和相關理論，再給出風電機組控制的主要問題和方法；針對兩大主流風電機組（直驅永磁和雙饋感應風電機組）的控制問題進行具體論述；在陸上風電機組研究的基礎上，進一步研究海上風電機組，具體包括故障診斷、網絡自愈與多機組協(xié)調，因此，體系更為完整，適用性更強。其次，內容新穎，緊扣前沿。風電作為新興的熱點領域，近十年成果豐富。本書內容合理吸收了風電領域國內外最新理論和實踐成果，融人了新理論、新機型、新方法和新策略；尤其是近年來海上風電發(fā)展的重要控制成果，從單機控制延伸到機群控制，從網絡拓撲的角度研究多機的故障檢測與自愈控制問題，填補了同類課程教學資料方面的空白，也體現了本書的新穎性和前沿性。再次，注重理實結合，由淺人深。風電機組控制是針對跨學科復雜對象的復雜控制問題。本書綜合多學科的相關理論和應用實例，理論聯系實際，闡述風電機組控制的核心思想和關鍵技術；從基礎理論到實際應用，從單機控制到機群協(xié)調，從陸上風場到海上風場，由淺入深，循序漸進，展開相關內容，便于讀者分層次、模塊化學習。本書可作為高校本科高年級學生的課程教材，也可作為高�？蒲腥藛T和研究生進行風電控制研究的參考資料，以及新能源領域工程技術人員的參考用書。
　　本書結構如下：第1章是緒論部分，主要介紹風力發(fā)電的研究背景、發(fā)展現狀、風電機組類型以及相關控制技術；第2章是風力發(fā)電機組結構和主要理論，其中包括風電機組基本結構、分類、基礎理論和主要機型的數學模型，特別介紹了后續(xù)章節(jié)中多次用到的拉格朗日系統(tǒng)和Hamilton系統(tǒng)；第3章是定槳距與變槳距風力發(fā)電機組，從風電機組發(fā)展歷史出發(fā)，重點介紹傳統(tǒng)的定槳距風電機組、變槳距風電機組和變速風電機組；第4章是風力發(fā)電機組控制，主要闡述傳統(tǒng)風電機組中的控制問題及主要控制方法，特別介紹了PID控制的應用，并按照額定風速以上和以下兩種情況說明轉速控制和功率控制；第5章是雙饋風力發(fā)電機組預測與控制，包括風速預測、非線性控制、協(xié)調控制、低電壓穿越控制等新型控制方法；第6章是永磁風力發(fā)電機組非線性控制，從Lyapunov穩(wěn)定性理論出發(fā)，進行非線性控制、Hamilton控制、切換控制等新型控制器設計；第7章是海上風電及拓撲結構變化，研究海上風電場集電系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的拓撲結構，探究無線通信和自愈方法；第8章是海上風電機組故障診斷與自愈控制，按照故障診斷技術、故障定位、網絡拓撲自愈的思路，展開相關研究；第9章是海上雙饋機群分布式協(xié)調控制研究，基于圖論和分布式Hamilton設計，展開分布式協(xié)同控制、主從控制和互補控制的研究；第10章是海上雙饋風電機群不確定協(xié)調控制研究，包括非諧波擾動抑制和時滯控制策略設計。本書遵循由淺入深，逐步遞進的原則，除第1章緒論外，本書可劃分為以下三個模塊：第一模塊包括第2章、第3章和第4章，針對常規(guī)風電機組結構和模型，闡述相關理論和傳統(tǒng)控制方法；第二模塊包括第5章和第6章，分別針對雙饋風電機組和永磁風電機組兩類主流機型，闡述非線性控制、協(xié)調控制、切換控制、低電壓穿越控制等新型控制方法；第三模塊包括第7章、第8章、第9章和第10章，針對海上風電系統(tǒng)，闡述拓撲結構、故障診斷、自愈控制、分布式控制、協(xié)調控制等內容。
　　本書的出版得到了國家自然科學基金（NO.51777058）的資助。在本書撰寫過程中，得到了河海大學各位領導和老師的關心和支撐，在此對他們表示由衷的感謝！同時我們還得到一些研究生的直接幫助，特別要提到的是吳曉月、程明曦、張秋橋、汪海姍、鄧燕國、徐林、方尚尚、韋玲艷等同學，在此對他們表示誠摯的謝意！
　　由于編著者水平有限，書中難免存在一些缺點和錯誤，敬請讀者給予批評和指正。