風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)圖書(shū)目錄

序

序二

譯者的話(huà)

作者簡(jiǎn)介

縮略詞

符號(hào)

單位

1 緒論

第1部分 理論背景和技術(shù)規(guī)范

2 風(fēng)力發(fā)電發(fā)展史與現(xiàn)狀

2.1 引言

2.2 歷史背景

2.2.1 機(jī)械動(dòng)力生產(chǎn)

2.2.2 電力生產(chǎn)

2.3 世界風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀

2.3.1 并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電概述

2.3.2 歐洲

2.3.3 北美洲

2.3.4 南美洲和中美洲

2.3.5 亞太地區(qū)

2.3.6 中東地區(qū)和非洲

2.3.7 獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)概述

2.3.8 風(fēng)力發(fā)電經(jīng)濟(jì)

2.3.9 環(huán)境問(wèn)題

2.4 風(fēng)力機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀

2.5 結(jié)論

致謝

參考文獻(xiàn)

3 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)：概述

3.1 引言

3.2 電力系統(tǒng)歷史

3.3 風(fēng)力發(fā)電與電力系統(tǒng)現(xiàn)狀

3.4 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題

3.5 電氣工程基礎(chǔ)

3.6 風(fēng)力發(fā)電特性

3.6.1 風(fēng)

3.6.2 物理特性

3.6.3 風(fēng)力發(fā)電

3.7 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的基本問(wèn)題

3.7.1 用戶(hù)的要求

3.7.2 風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商的要求

3.7.3 并網(wǎng)問(wèn)題

3.8 結(jié)論

附錄：用來(lái)說(shuō)明風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的等效機(jī)械系統(tǒng)

1.引言

2.有功平衡

3.無(wú)功平衡

參考文獻(xiàn)

4 風(fēng)力機(jī)中的發(fā)電機(jī)和電力電子設(shè)備

4.1 引言

4.2 技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)

4.2.1 風(fēng)力機(jī)技術(shù)概述

4.2.2 功率控制原理概述

4.2.3 發(fā)電機(jī)發(fā)展動(dòng)態(tài)

4.2.4 電力電子設(shè)備發(fā)展動(dòng)態(tài)

4.2.5 市場(chǎng)占有率發(fā)展動(dòng)態(tài)

4.3 發(fā)電機(jī)類(lèi)型發(fā)展動(dòng)態(tài)

4.3.1 感應(yīng)發(fā)電機(jī)

4.3.2 同步發(fā)電機(jī)

4.3.3 其他類(lèi)型發(fā)電機(jī)

4.4 電力電子設(shè)備類(lèi)型

4.4.1 軟啟動(dòng)器

4.4.2 電容器組

4.4.3 整流器和逆變器

4.4.4 變頻器

4.5 風(fēng)電場(chǎng)的電力電子設(shè)備解決方案

4.6 結(jié)論

參考文獻(xiàn)

5 風(fēng)力機(jī)的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

5.1 引言

5.2 風(fēng)力機(jī)的電能質(zhì)量特性

5.2.1 額定參數(shù)

5.2.2 最大允許功率

5.2.3 最大測(cè)量功率

5.2.4 無(wú)功功率

5.2.5 閃變系數(shù)

5.2.6 風(fēng)力機(jī)投切操作最大次數(shù)

5.2.7 閃變階躍因子

5.2.8 電壓變動(dòng)系數(shù)

5.2.9 諧波電流

5.2.10 不同風(fēng)力機(jī)類(lèi)型的電能質(zhì)量特性總結(jié)

5.3 電壓質(zhì)量影響

5.3.1 一般情況

5.3.2 研究案例

5.3.3 緩慢電壓波動(dòng)

5.3.4 閃變

5.3.5 電壓跌落

5.3.6 諧波電壓

5.4 討論

5.5 結(jié)論

參考文獻(xiàn)

6 電能質(zhì)量測(cè)量

6.1 引言

6.2 電能質(zhì)量測(cè)量要求

6.2.1 標(biāo)準(zhǔn)

6.2.2 技術(shù)要求

6.2.3 未來(lái)形勢(shì)

6.3 風(fēng)力機(jī)和風(fēng)電場(chǎng)的電能質(zhì)量特性

6.3.1 峰值功率

6.3.2 無(wú)功功率

6.3.3 諧波

6.3.4 閃變

6.3.5 投切操作

6.4 并網(wǎng)評(píng)估

6.5 結(jié)論

參考文獻(xiàn)

7 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范

7.1 引言

7.2 技術(shù)規(guī)范概述

7.2.1 110kV以下的電網(wǎng)規(guī)范

7.2.2 110kV以上的電網(wǎng)規(guī)范

7.2.3 組合規(guī)范

7.3 并網(wǎng)規(guī)范的技術(shù)比較

7.3.1 有功功率控制

7.3.2 頻率控制

7.3.3 電壓控制

7.3.4 分接開(kāi)關(guān)

7.3.5 風(fēng)電場(chǎng)保護(hù)

7.3.6 建模信息和驗(yàn)證

7.3.7 通信和外部控制

7.3.8 并網(wǎng)規(guī)范的討論

7.4 新并網(wǎng)規(guī)范的技術(shù)解決方案

7.4.1 絕對(duì)功率約束

7.4.2 平衡控制

7.4.3 功率比限制控制方法

7.4.4 △控制

7.5 并網(wǎng)實(shí)踐

7.6 結(jié)論

參考文獻(xiàn)

8 電力系統(tǒng)對(duì)風(fēng)力發(fā)電的要求

8.1 引言

8.2 電力系統(tǒng)運(yùn)行

8.2.1 系統(tǒng)可靠性

8.2.2 頻率控制

8.2.3 電壓管理

8.3 風(fēng)力發(fā)電量和電力系統(tǒng)

8.3.1 風(fēng)力發(fā)電模式

8.3.2 發(fā)電量變化和平滑效應(yīng)

8.3.3 風(fēng)力發(fā)電量的可預(yù)測(cè)性

8.4 風(fēng)力發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響

8.4.1 對(duì)備用的短期影響

8.4.2 其他短期影響

……

第2部分 并網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)

第3部分 未來(lái)概念

第4部分 風(fēng)力機(jī)的動(dòng)態(tài)建模2100433B

Thomas Ackermann（托馬斯·阿克曼），德國(guó)柏林科技大學(xué)機(jī)械工程碩士及工商管理碩士，新西蘭達(dá)尼?。―unedin）大學(xué)物理學(xué)碩士，瑞典斯德哥爾摩皇家工學(xué)院博士。除風(fēng)力發(fā)電外，他的主要研究方向還包括分布式發(fā)電和市場(chǎng)規(guī)則對(duì)解除管制的電力市場(chǎng)中分布式發(fā)電發(fā)展的影響等，他曾經(jīng)在德國(guó)、瑞典、中國(guó)、美國(guó)、新西蘭、澳大利亞和印度從事風(fēng)電領(lǐng)域工作。目前是瑞典斯德哥爾摩皇家工學(xué)院（KTH）的研究員，并通過(guò)歐盟的TEMPUS計(jì)劃在克羅地亞薩格勒布大學(xué)參與風(fēng)力發(fā)電教育工作。

本書(shū)共有4部分。第1部分介紹風(fēng)力發(fā)電的歷史和現(xiàn)狀、電機(jī)和電力電子技術(shù)的發(fā)展、世界各國(guó)的電能質(zhì)量規(guī)范及并網(wǎng)技術(shù)要求等；第2部分介紹丹麥、德國(guó)、瑞典、美國(guó)和印度等國(guó)在風(fēng)電接入電力系統(tǒng)方面的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)以及相關(guān)的風(fēng)能預(yù)測(cè)、經(jīng)濟(jì)分析和獨(dú)立系統(tǒng)等方面的成果；第3部分探討風(fēng)力發(fā)電大規(guī)模發(fā)展過(guò)程中的電網(wǎng)電壓控制、功率傳輸以及電能管理等方面的問(wèn)題和解決方案；第4部分研究并網(wǎng)系統(tǒng)中的風(fēng)力機(jī)建模及風(fēng)電對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。 本書(shū)可供進(jìn)行風(fēng)能開(kāi)發(fā)利用的科技人員參考使用。書(shū) 名: 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

本書(shū)闡明了電力系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)建模、相關(guān)的電力電子技術(shù)以及電能質(zhì)量控制等重要問(wèn)題；并詳細(xì)介紹了歐洲和印度并網(wǎng)風(fēng)電建設(shè)的狀況及其經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)；同時(shí)也探討了風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)中的電壓控制、主動(dòng)電網(wǎng)管理以及氫儲(chǔ)存等一系列重要課題。該譯著可供國(guó)內(nèi)需要了解國(guó)外風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及有關(guān)經(jīng)驗(yàn)的科技人員參閱，為正在進(jìn)行風(fēng)機(jī)建模以及對(duì)電力系統(tǒng)影響研究的人員提供寶貴的參考資料。同時(shí)，該書(shū)也為有志于風(fēng)力發(fā)電的研究人員指出了研究的方向。目前，國(guó)內(nèi)還很缺乏這種有關(guān)并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電分析的著作，該書(shū)的問(wèn)世將有助于推進(jìn)我國(guó)風(fēng)電工業(yè)的發(fā)展并為該領(lǐng)域的人才培養(yǎng)產(chǎn)生積極的作用。

《風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率變換》對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率變換與控制進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，提出了很多解決方案，包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的離網(wǎng)和并網(wǎng)運(yùn)行、陸上和海上應(yīng)用、水平軸和垂直軸風(fēng)力機(jī)、定速和變速運(yùn)行、失速和變槳距控制、并網(wǎng)導(dǎo)則等，并針對(duì)基于一部發(fā)電機(jī)的定速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、籠型異步發(fā)電機(jī)變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、基于雙饋異步發(fā)電系統(tǒng)、同步發(fā)電機(jī)的變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等，進(jìn)行深入剖析，給出了具體的建模方法與控制措施。

全程模擬風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。 2100433B

電力電子新技術(shù)系列圖書(shū)序言

前言

本書(shū)涉及的常用符號(hào)表

第1 章　緒論 1

1. 1　風(fēng)能開(kāi)發(fā)與利用 1

1. 1. 1　能源危機(jī)問(wèn)題 1

1. 1. 2　生態(tài)環(huán)境問(wèn)題 1

1. 1. 3　風(fēng)能開(kāi)發(fā)與利用 2

1. 2　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展 6

1. 2. 1　恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) 7

1. 2. 2　變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) 7

1. 3　雙饋感應(yīng)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)描述 12

1. 3. 1　雙饋感應(yīng)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)方式 12

1. 3. 2　雙饋感應(yīng)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率變換器技術(shù) 14

1. 3. 3　雙饋感應(yīng)電機(jī)技術(shù) 18

1. 3. 4　雙饋感應(yīng)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其優(yōu)點(diǎn) 19

1. 3. 5　雙饋感應(yīng)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù) 21

1. 4　本書(shū)內(nèi)容概述 24

參考文獻(xiàn) 26

第2 章　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基本概念及其基礎(chǔ)理論 30

2. 1　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本概念 30

2. 1. 1　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基本組成 30

2. 1. 2　風(fēng)輪結(jié)構(gòu) 32

2. 1. 3　風(fēng)輪功率控制 32

2. 2　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)理論基礎(chǔ) 34

2. 2. 1　風(fēng)能 34

2. 2. 2　貝茲極限 35

2. 2. 3　風(fēng)輪的特性系數(shù) 37

2. 2. 4　Cp λ 曲線(xiàn) 39

2. 2. 5　CT λ 曲線(xiàn) 40

2. 2. 6　風(fēng)輪輸出功率表達(dá)式 41

2. 2. 7　風(fēng)輪輸出轉(zhuǎn)矩表達(dá)式 43

2. 3　變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率控制分區(qū) 44

2. 4　變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制分區(qū) 46

2. 4. 1　變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最小和最大轉(zhuǎn)速控制 47

2. 4. 2　變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)額定功率控制 48

2. 4. 3　變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能跟蹤控制 49

2. 5　小結(jié) 51

參考文獻(xiàn) 52

第3 章　雙饋感應(yīng)電機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型及其運(yùn)行 53

3. 1　雙饋感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點(diǎn) 53

3. 2　雙饋感應(yīng)電機(jī)基本概念 54

3. 2. 1　雙饋感應(yīng)電機(jī)的電磁力 54

3. 2. 2　轉(zhuǎn)速差和轉(zhuǎn)差率概念 55

3. 2. 3　雙饋感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子頻率 56

3. 2. 4　雙饋感應(yīng)電機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路 57

3. 2. 5　雙饋感應(yīng)電機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型及其相量圖 62

3. 3　雙饋感應(yīng)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行 66

3. 3. 1　雙饋感應(yīng)電機(jī)基本有功功率流動(dòng)及其平衡關(guān)系 66

3. 3. 2　轉(zhuǎn)子銅耗和轉(zhuǎn)換功率的分解 67

3. 3. 3　雙饋感應(yīng)電機(jī)有功功率計(jì)算 70

3. 3. 4　雙饋感應(yīng)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算 72

3. 3. 5　雙饋感應(yīng)電機(jī)無(wú)功功率計(jì)算 73

3. 3. 6　雙饋感應(yīng)電機(jī)有功功率、電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間的近似關(guān)系 74

3. 3. 7　雙饋感應(yīng)電機(jī)四象限運(yùn)行 75

3. 3. 8　雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變速恒頻運(yùn)行 78

3. 3. 9　雙饋感應(yīng)電機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型標(biāo)幺值系統(tǒng) 79

3. 4　小結(jié) 82

參考文獻(xiàn) 83

第4 章　雙饋感應(yīng)電機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 84

4. 1　三相自然靜止ABC/ abc 坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 84

4. 2　兩相正交坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型 91

4. 2. 1　坐標(biāo)變換 91

4. 2. 2　兩相任意旋轉(zhuǎn)dq0 坐標(biāo)系下的雙饋感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型 93

4. 2. 3　靜止αβ 坐標(biāo)系下的雙饋感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型 100

4. 2. 4　同步旋轉(zhuǎn)xy 坐標(biāo)系下的雙饋感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型 102

4. 3　雙饋感應(yīng)電機(jī)在正交坐標(biāo)系下的狀態(tài)方程 104

4. 3. 1　任意旋轉(zhuǎn)dq0 坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)電機(jī)狀態(tài)方程 104

4. 3. 2　兩相靜止αβ 坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)電機(jī)狀態(tài)方程 106

4. 3. 3　兩相同步xy 坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)電機(jī)狀態(tài)方程 107

4. 4　雙饋感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型的空間矢量表征 108

4. 4. 1　空間矢量概念 108

4. 4. 2　三相自然靜止坐標(biāo)系下的雙饋感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型空間矢量表征 109

4. 4. 3　任意旋轉(zhuǎn)兩相dq 坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型空間矢量表征 110

4. 5　標(biāo)幺值系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)換 112

4. 6　雙饋感應(yīng)電機(jī)仿真模型實(shí)現(xiàn) 116

4. 7　小結(jié) 118

參考文獻(xiàn) 118

第5 章　背靠背功率變換器數(shù)學(xué)模型及其控制技術(shù) 119

5. 1　交直交電壓型功率變換器基本拓?fù)浼肮ぷ髟?119

5. 2　網(wǎng)側(cè)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行 120

5. 3　背靠背功率變換器數(shù)學(xué)模型 123

5. 3. 1　網(wǎng)側(cè)變換器數(shù)學(xué)模型 123

5. 3. 2　網(wǎng)側(cè)濾波器數(shù)學(xué)模型 128

5. 3. 3　轉(zhuǎn)子側(cè)變換器數(shù)學(xué)模型 129

5. 3. 4　直流側(cè)數(shù)學(xué)模型 130

5. 3. 5　背靠背功率變換器仿真模型實(shí)現(xiàn) 131

5. 4　功率變換器調(diào)制技術(shù) 133

5. 4. 1　正弦波脈寬調(diào)制技術(shù) 133

5. 4. 2　三次諧波注入的正弦波脈寬調(diào)制技術(shù) 136

5. 4. 3　空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù) 140

5. 5　網(wǎng)側(cè)變換器控制技術(shù) 152

5. 5. 1　網(wǎng)側(cè)濾波器兩相正交坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型 152

5. 5. 2　網(wǎng)側(cè)變換器電網(wǎng)電壓定向矢量控制技術(shù)(VOC) 154

5. 6　小結(jié) 165

參考文獻(xiàn) 165

第6 章　雙饋感應(yīng)電機(jī)矢量控制技術(shù) 167

6. 1　矢量控制技術(shù) 167 2100433B