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第1章 风能在可再生能源中的角色1

1.1 可再生能源及其应用1

1.1.1 可再生能源1

1.1.2 电能来源2

1.1.3 风能与太阳能2

1.2 风力发电在电能中的地位3

1.2.1 总装机容量3

1.2.2 技术标准和地域影响6

1.2.3 政府规定8

第2章 风力机10

2.1 概述10

2.2 风能转换原理10

2.2.1 功率转换与功率系数10

2.2.2 力和转矩12

2.3 风情与利用15

2.3.1 风速的统计分布15

2.3.2 风能的统计分布16

2.3.3 风能功率与气动转矩的特性17

2.4 功率特性与能量输出19

2.4.1 控制系统与功率限制19

2.4.2 风级21

2.4.3 功率特性21

2.4.4 年均输出能量22

第3章 发电机26

3.1 概述26

3.2 异步电机26

3.2.1 工作原理26

3.2.2 特征方程和等效电路27

3.2.3 无功补偿36

3.2.4 自激运行37

3.3 同步电机40

3.3.1 工作原理40

3.3.2 特征方程和等效电路40

3.3.3 非常规电机类型44

3.4 电机比较48

第4章 电气设备49

4.1 概述49

4.2 常规电气设备49

4.3 电力电子变流器49

4.3.1 简介49

4.3.2 外部换相逆变器51

4.3.3 自换相逆变器54

4.3.4 带中间电路的变流器59

4.3.5 直流—直流斩波器59

4.3.6 交流电力控制器61

4.4 储能设备62

4.4.1 简介62

4.4.2 电化学储能63

4.4.3 电气储能66

4.4.4 机械储能67

第5章 风力发电系统71

5.1 概述71

5.2 系统纵览71

5.2.1 简介71

5.2.2 并网风力发电系统72

5.2.3 电气岛供应系统73

5.2.4 带电力传输的风泵系统74

5.3 并网风力发电系统74

5.3.1 简介74

5.3.2 直接并网异步发电机75

5.3.3 静态级联异步发电机76

5.3.4 同步发电机83

5.3.5 商业运行系统实例87

5.4 电气孤岛用风力发电系统90

5.4.1 联合发电系统90

5.4.2 孤立发电系统91

第6章 性能和运行管理100

6.1 概述100

6.2 系统组件建模100

6.2.1 代表模型100

6.2.2 异步电机模型105

6.2.3 同步电机模型112

6.2.4 变换器建模117

6.2.5 传动系建模119

6.3 风力发电系统的控制122

6.3.1 简介122

6.3.2 并网风力发电系统控制123

6.4 运行管理基础127

6.4.1 简介127

6.4.2 运行状态127

6.4.3 电网故障应激128

第7章 并网和电能质量129

7.1 电网连接基础129

7.1.1 简介129

7.1.2 并网的许用额定功率129

7.1.3 功率波动和电网应激131

7.2 标准要求133

7.2.1 相关安全设定133

7.2.2 无功补偿133

7.2.3 防雷保护133

7.3 系统运行监管135

7.3.1 简介135

7.3.2 有功功率和频率135

7.3.3 无功功率和电压137

7.3.4 短路和不离网运行137

7.4 电能质量138

7.4.1 谐波138

7.4.2 电压偏差和闪变139

7.4.3 音频传输兼容性143

7.5 噪声发射144

7.5.1 简介144

7.5.2 WES噪声发射145

第8章 风能的未来148

8.1 近海风力发电148

8.1.1 简介148

8.1.2 底座148

8.1.3 并网149

8.1.4 具体问题152

8.2 电力一体化及前景152

8.2.1 混合发电中的风能152

8.2.2 跨国电网集成153

8.2.3 2020年展望153

附录155

附录A 符号列表155

附录B 中英文对照缩略语156

参考文献158