风力发电系统的设计、运行与维护（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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叶杭冶 等 著

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• 风力发电
• 可再生能源
• 电力系统
• 电气工程
• 能源工程
• 风能
• 运维
• 设计
• 发电
• 新能源

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121237720

版次：2

商品编码：11514825

包装：平装

丛书名： 风力发电工程与应用丛书

开本：16开

出版时间：2014-08-01

用纸：胶版纸

页数：272

正文语种：中文

编辑推荐

　　 风力发电行业技术的经典力作，系统介绍了风力发电系统的设计、运行与维护。

内容简介

　　本书系统介绍了我国风能资源基本情况，风电场开发程序及相关技术要求，以及风力发电机组的基本类型、总体结构、控制系统、操作系统、运行方式与监控技术等；并以典型的双馈式风力发电机组与直驱式永磁风力发电机组为例，介绍了风力发电机组的主要部件及维护要求；对海上风电场开发的相关技术也做了介绍。

作者简介

叶杭冶博士，研究员，中国可再生能源学会理事，风力发电系统国家重点实验室主任，浙江运达风电股份有限公司总工程师。从事并网运行的风力发电机组研发工作30余年，2000年获国务院颁发的政府特殊津贴，2003年主持完成了国家863计划“兆瓦级变速恒频风电机组”课题，2008年主持完成了国家科技支撑计划课题“双馈式1.5-2.5MW变速恒频风电机组”并实现了产业化。

内页插图

目录

第1章 绪论
1．1 我国的风能资源和开发程度
第1章 绪论
1．1 我国的风能资源和开发程度
1．2 我国风能资源开发利用的重点区域
1．3 我国风电场实际运行效果
1．4 我国的风电装备制造业
第2章 风电场的选址技术
2．1 风电场选址概述
2．1．1 风电场选址考虑的基本要素
2．1．2 风电场选址步骤
2．2 风电场的风资源评价
2．2．1 风力资源评估所需的基本资料
2．2．2 风电场场址风能资源评估
2．2．3 观测数据的分析统计
2．2．4 风电场年发电量的计算
2．2．5 风资源评价应遵循的有关规范及要求提供的图表
2．2．6 风资源评价成果在技术经济分析中的应用
2．3 风电场场址的选择
2．3．1 风电场选址的基本条件
2．3．2 风电场选址的基本方法
2．3．3 风电场选址的技术标准
2．4 风力发电机组现场位置排布方法
2．4．1 风力发电机组位置排列
2．4．2 风力发电机组尾流效应
2．4．3 风电场现场位置选择对策
第3章 风力发电与电力系统
3．1 概述
3．2 风力发电对电能质量的影响
3．3 风力发电对电网稳定性的影响
3．3．1 电压稳定性
3．3．2 频率稳定性
第4章 并网运行的风力发电机组
4．1 风力发电机组的主要形式
4．2 风力发电机组的结构
4．3 风力发电机组的特性
4．4 风力发电机组的控制技术
第5章 双馈式变速恒频风力发电机组
5．1 综述
5．2 风轮
5．3 机舱
5．4 塔架
5．5 基础
5．6 变流器
5．7 控制系统
第6章 双馈式风力发电机组的运行控制
6．1 交流励磁变速恒频技术
6．2 双馈式风力发电机组的控制
6．3 双馈式风力发电机组的运行过程
6．4 风力发电机组的起动与关机程序
6．5 安全链
6．6 控制系统硬件
6．7 系统操作
6．8 SCADA监控系统
第7章 直驱式永磁同步风力发电机组
7．1 低速永磁同步风力发电机
7．2 直驱式永磁风力发电机组系统参数
7．3 直驱式永磁风力发电机组并网运行特性
7．4 全功率变流系统
第8章 风力发电机组的维护
8．1 维护项目分类和所需工具
8．2 风力发电机组各部件的维护工作
第9章 安全预防
9．1 安全防护装备
9．2 机组安装现场安全总则
9．3 常规安全事项
9．4 安全用电
9．5 事故急救
第10章 海上风力发电技术
10．1 海上风力发电发展现状
10．2 海上风力发电资源
10．3 海上风力发电的发展历程
10．4 海上风力发电技术的应用
10．5 海上风力发电的前景展望
附录A 风力发电机组运行维护检修项目表
附录B 润滑说明表
附录C 主要螺栓紧固扭矩表
附录D ABB变频器维护表
参考文献

前言/序言

风能之翼：开启绿色电力新纪元 在可持续发展的浪潮席卷全球的今天，能源的转型已成为时代赋予的使命。风能，作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，正以前所未有的速度崛起，成为构建未来低碳社会的中坚力量。本书《风能之翼：开启绿色电力新纪元》旨在为所有对风力发电系统感兴趣的读者，从宏观到微观，全方位地展现这一充满活力的领域。 一、风能的魅力与潜力 本书将首先带领读者深入了解风能的本质。从古老风车的使用，到现代大型风力涡轮机的诞生，我们将一同回顾风力利用技术的演进历程。文章将阐述风能为何能够成为应对气候变化、实现能源独立的关键选项，并通过翔实的数据和前沿的研究成果，展现风能在全球能源结构中的重要地位和广阔的发展前景。我们将探讨不同地区风能资源的特点，以及如何根据当地条件优化风力发电的布局。 二、风力发电系统的构成与原理 作为风力发电的核心，本书将详细解析风力发电系统的组成部分。我们将逐一剖析： 风力涡轮机： 从叶片的设计、材料选择，到轮毂、增速器、发电机等关键部件的构造与工作原理。我们将深入探讨不同类型的风力涡轮机，如水平轴和垂直轴风力涡轮机，以及它们的优缺点和适用场景。空气动力学在叶片设计中的作用，以及如何通过优化设计提高能量捕获效率，也将是重点介绍的内容。 塔筒与基础： 阐述塔筒的高度、结构强度对风力发电效率和安全性的影响，以及不同类型基础（如重力基础、桩基础）的设计考量。 控制系统： 深入剖析偏航系统、变桨系统以及主控制器的功能，它们如何协同工作，确保风力涡轮机在不同风况下都能高效、安全地运行。我们将了解传感器如何实时监测风速、风向等参数，并将这些信息传递给控制器，以实现最优的发电策略。 电网接入系统： 介绍风力发电场如何将产生的电力输送到电网，包括变压器、输电线路以及电网稳定技术等。我们将探讨风电并网面临的挑战，以及如何通过先进的技术手段来解决这些问题。 三、风力发电系统的选址与规划 一个成功的风力发电项目，离不开科学的选址与周密的规划。本书将聚焦于： 风能资源评估： 介绍常用的风速测量方法、风数据分析技术，以及如何利用气象模型预测长期风能产量。我们将学习如何区分不同类型的风（如平均风速、阵风），以及它们对风力发电机组寿命和性能的影响。 场地条件分析： 探讨地形、地貌、地质条件对风力发电机组安装和运行的影响，以及如何进行场地勘察和环境评估。 环境影响评估： 关注风力发电项目可能对生态环境、鸟类、蝙蝠以及声学环境产生的影响，并介绍相应的减缓措施。 经济可行性分析： 讲解项目成本构成、收益估算、投资回报率计算等，帮助读者理解风力发电项目的经济性。 四、风力发电系统的经济性与政策支持 风力发电的推广与发展，离不开经济上的可行性和政策上的支持。本书将深入探讨： 成本效益分析： 详细解析风力发电项目的全生命周期成本，包括初始投资、运营维护费用、退役费用等，以及如何通过技术进步和规模化生产降低成本。 市场机制与激励政策： 介绍电力市场的运行模式，以及政府为鼓励风力发电而推出的各种补贴、税收优惠、配额制度等。我们将探讨不同国家和地区在推动风电发展方面的政策经验，为读者提供参考。 五、风力发电系统的未来发展趋势 风力发电技术日新月异，本书将展望未来的发展方向： 海上风电的崛起： 介绍海上风力发电的独特优势、技术挑战以及发展现状，展望其在未来能源格局中的重要作用。 智能风电场： 探讨物联网、大数据、人工智能等先进技术在风力发电场中的应用，如何实现更智能的监控、诊断与优化。 新型风力发电机设计： 介绍柔性叶片、升力式风力机等前沿设计理念，以及储能技术与风电结合的应用前景。 风电与其他能源的融合： 探讨风能与太阳能、氢能等其他清洁能源的互补与协同发展，构建多能互补的能源系统。 《风能之翼：开启绿色电力新纪元》不仅是一本技术著作，更是一扇通往绿色能源未来的窗口。无论您是能源行业的从业者，还是对新能源充满好奇的学生，抑或是关注可持续发展的社会大众，本书都将为您提供丰富、深刻的见解，帮助您理解风力发电系统的奥秘，并共同展望一个更加清洁、可持续的能源未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书在风力发电系统的控制系统方面，给我带来了全新的认识。我一直觉得，风机之所以能够根据风速变化调整出力，背后的控制系统功不可没，但具体是如何实现的，一直有些模糊。这本书在这方面做得非常出色，它详细介绍了风力发电机组的各种控制策略，从最基础的恒定桨叶角度控制，到更先进的变桨距控制，再到对电网信号进行响应的电网友好型控制。书中对于模糊逻辑控制、神经网络控制等智能控制技术在风力发电机组中的应用，也进行了深入的探讨，这让我看到了未来风机控制系统的智能化发展方向。我最感兴趣的是，书中对于风场整体控制的介绍，如何通过协调各个风机的运行，来优化整个风场的输出功率，减少尾流效应的影响，并满足电网的调度需求。它不仅仅是关于单个风机的控制，更是关于如何构建一个智能化、自适应的“风能工厂”，实现全局最优。这本书让我深刻体会到，先进的控制系统，是风力发电系统高效、稳定、经济运行的关键。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是出乎我的意料！作为一名在风电领域摸爬滚打多年的工程师，我本来以为“第2版”可能只是对一些过时信息的小修小补，或者增加一些近几年的技术进展。但当我翻开它，才发现这简直是一次全面的革新。首先，从“设计”部分开始，作者就没有停留在理论的堆砌上，而是非常深入地剖析了风力发电机组在不同地理环境、不同风况条件下的选型策略。他们不仅仅列举了各种机型的优缺点，更用大量的案例研究，详细阐述了在实际项目中，如何根据场地特点（比如地形复杂度、土壤承载力、电网接入条件）来权衡不同叶轮直径、塔筒高度、额定功率的机组，甚至对一些非主流但潜力巨大的技术路线也进行了探讨。我特别欣赏的是，书中对于风力资源评估的最新方法论，不仅仅是传统的蒙特卡洛模拟，还引入了机器学习在数据分析中的应用，这对于提升发电量的预测精度至关重要，直接关系到项目的经济可行性。而且，对于风机塔筒的结构设计，也不再是简单地套用规范，而是详细讲解了在极端载荷（如阵风、冰载）作用下的有限元分析过程，以及不同材料（钢、混凝土、混合结构）的优劣势对比，这对于保障风电场的长期安全稳定运行提供了坚实的理论基础。这本书的“设计”部分，绝对是指导实践的宝典，能够帮助工程师们避开许多容易犯的错误，做出更明智的决策。

评分☆☆☆☆☆

我一直对风力发电机组的电气系统非常感兴趣，因为它是风电场的“心脏”。这本书的“电气系统”部分，真是让我大开眼界。它不仅仅是简单地介绍了一下发电机和变流器，而是对整个电气系统的设计、运行和故障排除进行了非常深入的讲解。从基础的交流发电机原理，到永磁同步发电机和双馈感应发电机的技术细节，再到不同类型变流器的拓扑结构和控制算法，都讲解得非常透彻。我特别欣赏书中关于电网连接和功率控制的部分，它详细阐述了风力发电机组如何与电网进行交互，包括有功功率和无功功率的控制，以及如何应对电网的电压和频率扰动。书中对各种电网故障（如短路、接地故障）下的风机响应机制，以及相应的保护措施，进行了详细的分析，这对于保障风电场的电网安全至关重要。而且，书中还介绍了直流母线电压控制、削峰填谷技术以及储能系统与风机的集成，这些都是未来风电场发展的重要方向。这本书让我对风电场的电气系统有了更全面、更深入的理解，也为我解决实际工程中的一些电气问题提供了宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于风力发电系统的安全性设计和风险管理，提出了许多极具价值的见解。在风电行业日益发展壮大的今天，安全性问题始终是重中之重。书中详细阐述了风力发电机组在各种极端工况下的安全运行要求，包括防雷击、防冰冻、以及抗台风等设计。它不仅仅停留在理论层面，而是深入探讨了具体的防护措施，例如塔筒的防雷接地系统设计、叶片的防冰涂层技术、以及机组在极端天气下的自动停机和保护机制。我特别关注的是书中关于风力发电机组的故障安全设计（fail-safe design）的理念，如何通过冗余设计、故障诊断和报警系统，来最大程度地降低事故发生的概率和后果。书中还对风电场在运行过程中可能面临的各种风险进行了全面的评估，包括技术风险、环境风险、以及社会风险，并提出了相应的风险应对策略。它不仅仅是关于如何“设计”风机，更是关于如何“安全地设计、安全地运行、安全地维护”，并最大程度地保障人员和财产的安全。

评分☆☆☆☆☆

这本书在风力发电系统的经济性分析和全生命周期成本评估方面，展现了其深刻的行业洞察力。很多技术书籍往往侧重于技术细节，而这本书却将技术与经济紧密结合，这对于实际的项目决策者来说，非常有价值。书中详细阐述了风力发电机组的初始投资成本、运行维护成本、以及最终的发电收入等组成部分，并介绍了各种经济性评估方法，例如净现值（NPV）、内部收益率（IRR）等。我尤其欣赏的是，书中对风电场全生命周期成本的分析，不仅仅考虑了设备本身的成本，还包括了土地租赁、环境影响评估、以及退役拆除等环节的成本。它还对不同类型风电机组的度电成本（LCOE）进行了比较分析，并探讨了如何通过技术进步和运营优化来降低LCOE，从而提升风电的竞争力。这本书让我意识到，一个成功的风电项目，不仅要有优秀的技术方案，更要有精密的经济性分析和周全的成本管理。它不仅仅是关于“制造”风机，更是关于如何“投资”并“运营”一个赚钱的风电项目。

评分☆☆☆☆☆

本书对于风力发电机组的电网接入和集成技术，进行了非常全面而细致的论述，这对于解决风电并网的瓶颈问题至关重要。过去，风电的随机性和间歇性常常被认为是并网的主要障碍，但这本书提供了许多创新的解决方案。它详细介绍了不同电压等级下的风电场接入方式，包括直接并网、通过升压站接入等。书中对SVG（静态无功补偿器）、SVC（静止无功补偿器）等无功补偿装置在风电场中的应用进行了深入的分析，说明了它们如何帮助风电机组稳定电压，提高电能质量。我特别关注的是书中关于风电场与电网调度系统集成的部分，它介绍了如何通过实时数据交换和通信协议，让风电场能够响应电网的调度指令，参与电网的负荷平衡。书中还探讨了微网技术、虚拟电厂等概念，以及它们如何促进风电的就地消纳和区域优化。这本书让我看到了风电与电网和谐共存的未来，它不仅仅是关于“连接”风电，更是关于如何“智慧地集成”风电，使其成为电网中可靠、灵活、高效的组成部分。

评分☆☆☆☆☆

这本书在风力资源评估和场址选择方面的内容，给我留下了深刻的印象。在以往的认知中，风力资源评估似乎是一个比较固定的流程，但这本书却引入了许多前沿的理念和技术。它详细介绍了如何利用多源数据，包括气象卫星数据、地面观测数据、以及数值天气预报模型，来构建更精确的风资源模型。我特别感兴趣的是，书中关于微观选址和宏观选址的论述，不仅仅是简单地考虑风速，还深入分析了地形对风速分布的影响、地形诱导的湍流效应、以及风机之间的尾流干扰效应。它提供的CFD（计算流体动力学）模拟方法，能够帮助我们更准确地预测不同场址下的发电潜力，并优化风机的布局，最大化整个风场的输出功率。此外，书中还对风能预测的最新进展进行了介绍，包括如何利用机器学习和深度学习技术来提高短期和长期的风能预测精度，这对于风电场的电网调度和经济性分析都至关重要。这本书让我意识到，风电场的选址和资源评估，是一个复杂且充满挑战但又至关重要的环节，需要综合运用多种先进的技术和方法。

评分☆☆☆☆☆

“维护”这部分内容的深度，绝对是我始料未及的。很多书籍在谈论维护时，往往停留在简单的定期检查和故障维修。但这本书，将风力发电机组的维护提升到了一个全新的战略高度。它详细介绍了预防性维护、预测性维护和状态监测性维护这三种主要模式的理论基础、实施方法和技术手段。特别是在预测性维护方面，书中深入探讨了如何利用各种传感器数据（如振动、温度、油液分析）来预测关键部件（如齿轮箱、轴承、发电机）的寿命，并提前安排维修计划，从而避免突发性故障造成的停机损失。我一直觉得，风电场的维护成本是运营成本中的一个重要组成部分，如何有效控制和降低这个成本，是所有风电从业者关心的问题。这本书提供的解决方案，比如叶片损伤的无损检测技术、齿轮箱内部状态的在线监测、以及电气系统绝缘性能的定期评估，都具有极高的实际应用价值。而且，书中还讨论了如何优化备品备件的管理，以及如何构建高效的维护团队，这些都是决定风电场长期稳定运行的关键因素。它不仅仅是关于“修”，更是关于“如何不被修”，以及“如何以最小的代价，让它一直良好地运行”。

评分☆☆☆☆☆

本书对于风力发电机组的机械部件，特别是传动系统的阐述，简直达到了教科书级别的深度。作为一名机械工程师，我一直认为齿轮箱和轴承是风机中最容易出现故障的部件，也是维护成本最高的部件之一。这本书没有回避这个问题，而是花了很多篇幅来深入分析这些关键部件的设计原理、失效模式和诊断方法。它详细介绍了不同类型齿轮箱（如行星齿轮、圆柱齿轮）的设计要点、润滑系统的重要性，以及如何通过振动分析、油液分析等手段来监测其健康状况。对于轴承，书中不仅介绍了各种轴承的类型和应用场景，还深入探讨了疲劳失效、润滑不良、安装不当等常见失效原因。我尤其赞赏的是，书中对于叶片和塔筒的结构动力学分析，如何考虑风载、自身重力、以及旋转产生的惯性力等多种因素，并进行应力、变形的仿真计算，以确保结构的可靠性。这本书提供的分析方法和工具，对于我日后进行风机设计优化和故障诊断，无疑会提供极大的帮助。它让我意识到，理解风机的“骨骼”和“关节”，是保障其高效运行的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“运行”部分，真的是我读过最详实、最贴近实际操作的章节之一。我曾经遇到过一些棘手的风机运行问题，比如叶片结冰导致功率下降、风机在特定风速下频繁跳停、以及电网波动引起的机组不稳定等。这本书就像一个无所不知的导师，为我提供了清晰的诊断思路和解决方案。它深入浅出地讲解了风力发电机组的控制策略，从传统的恒定转速控制到先进的变桨距控制，再到电网友好型控制技术的最新发展，都做了非常细致的阐述。特别是关于风机在低风速、高风速以及风场湍流度变化下的运行优化，书中提供的图表和公式让我茅茅塞顿开。我最喜欢的是它对风机监控系统（SCADA）数据分析的应用，如何通过解读大量的运行数据，识别潜在的故障隐患，并提前进行预警。书中列举了各种告警信号的含义，以及如何根据这些信号来判断是电气故障、机械故障还是控制系统的问题。而且，对于风力发电机组的性能衰减，书中也有专门的章节进行分析，并提出了延长风机寿命的维护建议，这对于我们这些希望最大化风电场经济效益的人来说，价值千金。它不仅仅是教你如何“运行”，更是教你如何“高效、安全、经济地运行”。

评分☆☆☆☆☆

还行。。。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

不错

评分☆☆☆☆☆

书不错，就是有点贵呢，呵呵、、

评分☆☆☆☆☆

送货快，知识点描述到位

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

好。

评分☆☆☆☆☆

还行。。。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

工作学习～

评分☆☆☆☆☆

还行。。。。。。。。。