风能与风力发电技术(第3版)

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王建录,赵萍,林志民,刘万琨 著
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出版社: 化学工业出版社
ISBN:9787122249043
版次:3
商品编码:11783526
包装:平装
开本:16开
出版时间:2015-10-01
用纸:胶版纸
页数:347
字数:555000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :本书适合于从事风电领域内工作的工程师和技术人员阅读参考,也适合作为高等院校热动力专业的教学参考书,对想了解风能发电的读者也是一本好的科普教材。
  《风能与风力发电技术(第3版)》自2007年1月第一版印刷以来,承蒙广大读者的厚爱,很快销售一空,五次再印还不能满足读者的要求。台湾出版商和读者也深感兴趣,买去了版权,已在台湾和世界各地出版发行。2010年,利用第五次再印的机会,决定出第二版发行。第二版的章节和内容都做了大的改动,删除了原书的第8、第9两章;增加了第6章和第8章内容;增加的“4。2风力机设计要求”一节,放在第4章(均是二版序号)。第二版书承蒙读者厚爱,很快又销售一空。根据风电市场需求,2015年初,出版社决定再次增加新的内容,出第三版。第三版增加了第四章:风力机设计规范;第七章增加了第7。8节、7。9节;和第10章:垂直轴风力机。全书内容增加约四分之一。特别是第四章:风力机设计规范,是风力机设计人员好的设计参考资料。第10章:垂直轴风力机是一章有一定技术性的科普资料,为广大读者了解垂直轴风力机,提供了必须的知识。也为想研究设计垂直轴风力机的读者,提供了一些必要的准备。这本第三版书将以新的面目与读者见面,帮助读者对风力发电和风力机设计的新技术有更加全面的知识。

内容简介

  《风能与风力发电技术(第3版)》介绍了有关风力发电的基本知识和技术,通俗地分析了风的形成、风的分类和风能定量评估。详细阐述了风轮机的基本工作原理、工程设计方法和风轮机优化设计;对风轮机的结构、空气动力学特性、安全运行、风力机发电系统及风轮机材料等,进行了说明和分析;同时论述了风力机设计要求、大型风力机设计和特殊用途用风力机(海上风力机、低温风力机、高原风力机和直接驱动式风力机)等。还对风轮机的一些特殊问题,例如变速/恒频技术、迎风调节、风轮叶片材料和制造、风电场优化分析、风资源对性能的影响等搜集了大量的数据资料供参考查询。本书第三版除全部订正了和时间相关的数据外,又增加了风力机设计规范、5MW以上的超大型风力机典型设计数据和垂直轴风力机等内容。使本书更全面、更具工程参考价值,对风电业各类从业人员更加适用。本书适合于从事风电领域工作的工程师和设计技术人员阅读参考,也适合作为高等院校热动力专业的教学参考书。对想了解风能发电的读者也是一本极好的科普读物。

作者简介

  刘万琨,四川德阳东方汽轮机厂产品开发处,教授级高级工程师 国务院津贴专家,工作38年,一直从事汽轮机和燃气轮机设计和研究。
  参与设计或主要负责设计、研究的汽轮机有:75MW ;200MW;300MW;600MW汽轮机叶片和660mm;680mm;710mm;800;851mm;909mm1000mm;1200mm末级长叶片设计。
  燃气轮机有:3000hp;12000kw;8000hp;6000kw;17800kw等机组。
  主要负责科研项目数十项,其中获省部级科技进步一等奖3项;二等奖4项;三等奖若干。获局级、厂级科技进步奖若干。
  2002年编辑“风能与风力发电技术”内部刊物,参与工厂风力机产品启动。化工出版社出版的风电书三册、燃气轮机书一册、核电书一册。

内页插图

目录

第1章风与风能1
1.1风1
1.1.1风的形成1
1.1.2风向与风速2
1.2风能5
1.2.121世纪的最主要能源5
1.2.2风能密度7
1.2.3风能密度计算方法7
1.2.4地球上风能资源分布7
1.2.5我国风能资源分区9
1.2.6风能的三级区划指标体系11
1.2.7风资源描述的基本理论12
1.3风电场选址22
1.3.1风电场选址的技术原则22
1.3.2风电场现场位置选择对策23
1.4风电场风能资源评估25
1.4.1风电场风能资源测量方法25
1.4.2风电场风能资源评估方法27
第2章风能发电31
2.1风力机的型式31
2.1.1水平轴式风力发电装置32
2.1.2垂直轴式风力机33
2.2风能发电34
2.3并网风力发电的价值分析36
2.3.1并网风力发电的价值分析36
2.3.2风电项目可行性研究38
2.4风力发电装置38
2.4.1风轮38
2.4.2调速器和限速装置39
2.4.3调向装置41
2.4.4传动机构41
2.4.5塔架42
2.5大中型风电场设计42
2.5.1风力资源评估所需的基本资料42
2.5.2风力发电场址的选择42
2.5.3风力发电机组选型和布置44
2.5.4风力发电机布置和风能计算45
2.5.5风力发电机基础46
2.5.6风力发电场的经济效益和社会效益评价47
2.6风力发电设备的优化分析48
2.6.1优化选型因素分析48
2.6.2财务预测结果49
2.7风力机安全运行50
2.7.1风力机运行流程50
2.7.2正常运行过程51
2.7.3运行安全性53
2.7.4安全性方针53
2.7.5风力机载荷设计54
2.7.6风轮机与航空安全问题55
第3章风力发电技术56
3.1功率调节56
3.1.1定桨距失速调节56
3.1.2变桨距角调节56
3.1.3混合调节58
3.2变转速运行58
3.2.1影响风力机功率的因素58
3.2.2变转速运行的特点59
3.3发电机变转速/恒频技术59
3.3.1并网运行风力机频率恒定问题59
3.3.2变转速/恒频风力机用发电机61
3.4风轮机迎风技术61
3.4.1风轮机风向跟踪原理61
3.4.2风轮机风向跟踪方法62
3.5风电品质62
3.5.1风力机改善风电品质的方法62
3.5.2发电机和电网接口功能62
3.6风力机结构和空气动力学63
3.6.1风力机结构设计63
3.6.2风力机气动力学设计63
3.7风力机控制技术63
3.7.1风力发电系统模型描述63
3.7.2风力发电系统自适应控制器64
3.7.3风力发电系统模糊控制64
第4章风力机设计规范65
4.1风力机整机设计规范65
4.1.1风力发电机组整机技术要求65
4.1.2其他环境条件66
4.1.3电网条件67
4.2风轮机叶片、轮毂设计规范67
4.2.1叶片设计要求67
4.2.2叶片设计规范67
4.2.3轮毂设计68
4.3风轮机叶片设计69
4.3.1设计要求69
4.3.2环境适应性70
4.3.3安全和环保71
4.3.4叶片材料要求71
4.4风轮机叶片试验、验收规范73
4.4.1试验方法73
4.4.2检验规则及验收77
4.4.3叶片的标志和使用维护说明书78
4.4.4.叶片包装、贮存、运输78
第5章风轮机设计79
5.1风轮机的基本理论79
5.1.1风性能描述79
5.1.2风能和风的能量密度80
5.1.3风能利用系数81
5.1.4风轮机的桨叶设计82
5.1.5风轮机的空气动力特性84
5.2风力机设计要求85
5.2.1风力机设计安全等级85
5.2.2一般等级风力机的安全系数和强度分析86
5.2.3风力机设计要求88
5.2.4风力机整机技术要求106
5.2.5齿轮箱技术要求107
5.2.6塔架技术要求107
5.2.7风轮叶片技术要求108
5.3风轮机工程设计112
5.3.1风轮机工程设计方法112
5.3.2风力机的各种设计方案116
5.4风轮机优化设计117
5.4.1风轮机优化设计原理117
5.4.2风轮机优化设计举例118
5.5风轮机模化设计121
5.5.1风轮机模型及特性121
5.5.2风轮机模化设计方法121
5.6风轮机工程设计图例122
5.7风轮机的设计与制造123
5.7.1功率设计124
5.7.2风轮设计129
5.7.3齿轮箱和刹车机构135
5.7.4电器系统和发电系统设计137
5.7.5机舱和对风控制140
5.7.6塔架设计143
5.7.7弹性体系统动态振动设计145
5.7.8功率和转速调节147
5.7.9风力机成本分析154
5.8风轮机材料155
5.8.1风轮机用材料155
5.8.2各种风轮机材料157
5.9风力机设计风速问题159
5.9.1设计风速问题159
5.9.2风电场优化161
第6章风轮机和风电场数值计算164
6.1风电场数值模型164
6.1.1流体力学的控制方程164
6.1.2守恒形式的控制方程组164
6.1.3补充方程166
6.1.4边界条件166
6.1.5控制方程离散-有限差分法166
6.2风轮机设计软件168
6.2.1软件计算举例168
6.2.2计算结果及分析169
6.3风电场数值计算软件包171
6.3.1典型风电场数值计算软件包171
6.3.2Bladed软件包计算功能171
6.4风力机设计软件包的开发174
6.4.1风力发电机设计软件包174
6.4.2软件包模块和数据库174
6.4.3风力机空气动力学研究175
6.4.4风力机动态测试方法的研究176
6.4.5储能方法的研究176
6.4.6小型风电场规划方法的研究177
6.5风力机可靠性数值研究177
6.5.1风力机在恶劣环境下的可靠性研究177
6.5.2风力机抗台风设计181
第7章大型风力机设计184
7.1250~1200kW风力机系列184
7.1.1S系列风力机技术参数184
7.1.2NA系列风力机技术参数185
7.21000kW级风力机设计186
7.2.1FD60A型风力机设计186
7.2.2V52-850kW风力机设计200
7.2.31200kW级风力机设计201
7.31500kW级风力机设计202
7.3.1FD70A/ FD77A风力机设计202
7.3.2S70/S77风力机设计209
7.3.3V82-1650kW风力机设计212
7.42000kW级风力机设计214
7.4.1R82/2000kW风力机设计214
7.4.2V90-1800/2000kW风力机设计215
7.4.3V80-2000kW风力机设计217
7.52500kW级风力机设计219
7.5.1FD90/2500kW型风力机设计219
7.5.2N80、N90风力机设计223
7.63000kW级风力机设计226
7.6.1W90/3000kW风力机设计226
7.6.2V90-1-3000kW风力机设计226
7.6.3V112-1- 3000kW风力机设计228
7.75000kW级风力机设计229
7.7.1FC/5000/126-136风力机设计229
7.7.2R-5M风力机设计232
7.7.3R系列大型风力机233
7.8超大型风力发电机设计235
7.8.1西门子6.0MW海上风力发电机235
7.8.2三菱重工7MW海上风力发电机236
7.8.3美国超导10MW海上风力发电机236
7.8.4超大型风力发电机概念设计237
7.9我国大型风力发电机组发展趋势239
第8章风力机发电系统242
8.1风力机对发电系统的一般要求242
8.1.1风力机发电系统的特殊性242
8.1.2一般要求242
8.2恒速/恒频发电机系统242
8.2.1同步发电机243
8.2.2感应发电机243
8.3变速/恒频发电机系统245
8.3.1不连续变速系统245
8.3.2连续变速系统246
8.4小型直流发电系统248
8.4.1交流永磁发电机248
8.4.2无刷爪极自励发电机249
第9章特殊用途风力机设计250
9.1海上用风力机设计250
9.1.1近海风电场技术251
9.1.2浅海风电场投资概算256
9.1.3海上风力发电技术257
9.1.4漂浮式海上风电场259
9.1.5海上风力机260
9.2低温地区风力机设计266
9.2.1低温环境对风力发电机组的影响266
9.2.2低温对风轮机叶片的影响268
9.3高原高寒地区风力机设计269
9.3.1高原环境空气密度对风力发电的影响269
9.3.2高原环境大气温度对风力发电的影响269
9.3.3高原雷暴的影响270
9.3.4其他因素的影响270
9.3.5高原风力机设计改进措施271
9.4免齿轮箱式直接驱动型风力机设计272
9.4.1直接驱动式风力机原理272
9.4.2变速直驱永磁发电机控制系统274
9.4.3离网型低速永磁发电机278
9.4.4直接驱动型风力机组 280
9.5太阳能烟囱热能风力发电系统282
9.5.1太阳能发电技术282
9.5.2太阳能烟囱热能风力发电系统284
9.5.3热能风力涡轮机与风力机285
9.5.4太阳能烟囱发电系统工程计算方法289
9.5.5热能风力涡轮机设计292
9.5.6太阳能烟囱电厂热能风力涡轮机方案293
第10章垂直轴风力机295
10.1概述295
10.1.1垂直轴风力机295
10.1.2垂直轴风力机结构特点297
10.1.3升力型垂直轴风力机气动原理298
10.1.4垂直轴风力机叶片设计300
10.1.5垂直轴风力机与水平轴风力机比较301
10.2达里厄风轮叶片型线设计303
10.2.1风轮Troposkien曲线方程303
10.2.2风轮Troposkien曲线设计305
10.3达里厄风轮气动性能计算模型306
10.3.1单流管模型307
10.3.2多流管模型308
10.3.3双向多流管模型310
10.4达里厄风力机设计315
10.4.1风轮设计315
10.4.2结构设计316
10.4.3500kW垂直轴风力发电机设计317
10.4.4兆瓦级垂直轴风力机设计参数319
10.4.5垂直轴风力机典型设计数据319
10.5垂直轴风力机的应用和发展325
10.5.1垂直轴风力机的应用325
10.5.2垂直轴风力机的缺点328
10.5.3达里厄风力机设计发展趋势329
10.5.4垂直轴风力机发展对策333
附录334
附录1风力等级和风压计算334
附录2小型风力机技术数据335
附录3风力机技术术语规范和定义336
附录4风力发电装置国家和国际标准344
附图1中国风能分布图345
附图2风速大于3m/s的有效风功率密度分布图346
附图3中国全年风速大于3m/s的小时数分布图346
参考文献347

精彩书摘

  第10章垂直轴风力机
  目前在运的大型风电机组,仍以水平轴风力机为主。这种风电机组的技术构成复杂、造价高。运行限制条件严格,适合运行的风速范围较窄。因此,在短期内难以大幅度降低成本。针对低风速风能利用和噪音要求低的需要,研发新型的风力发电设备,对促进新能源产业技术进步,有重要意义。
  垂直轴风力机具有外流空气动力学,和内流空气动力学的特点。进行叶片气动设计时,须综合考虑内流与外流的物理条件、流动条件,及其对流型所产生的影响。采用合理的叶片布置方式,即使在低风速下,垂直轴风力机仍可以自启动。
  本章简介了垂直轴风力机的基本知识,和设计原理。供进一步研究垂直轴风力机参考。
  ……

前言/序言

  第三版前言
  太阳向宇宙空间辐射的总能量约3.75×1023kW(3750万万万亿千瓦),其中20亿分之一的能量到达地球的大气层。经大气层反射、吸收,最后有1.7×1014kW(170万亿千瓦)太阳能到达地球表面。到达地球表面的太阳辐射能量,只有约2%转化为风能。估计的全球风能总量约2.74×109MW(2.74万亿千瓦),其中可利用的风能为2×1010kW(200亿千瓦),比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。按目前太阳质量消耗率计,太阳能还可供地球使用约50亿年。可见,太阳能和风能是一种取之不尽、用之不竭的能源,又是可再生能源。
  我国风能资源丰富。平均风功率密度为100W/m2,风能资源总储量约32亿千瓦。可开发利用的陆上风能储量2.53亿千瓦,加上近海可开发利用的风能储量7.5亿千瓦,共计约10亿千瓦。截至2014年,我国风电新增装机2340万千瓦,累计装机达到1.15亿千瓦。约占全国电力总装机的10%。
  风力机是将风动能转换为机械功的一种动力机械,广义地说,风力机是以太阳为热源、以大气为工质的热能转换的叶片式热力发动机。风车是最早的一种风力机械,公元前2世纪在波斯,人们利用垂直轴风车碾米。
  风力机用于发电的设想,最早始于19世纪末。1887年,美国人Brush建造了第一台发电用风力机。到1918年,丹麦已拥有风力发电机120台,额定功率为5~25kW不等。
  第一次世界大战后,飞机螺旋桨技术和近代气体动力学理论,为风轮叶片的设计创造了条件,出现了现代高速风力机。第二次世界大战前后,欧洲国家和美国相继建造了一批大型的风力发电机。1941年,美国建造了一台双叶片、风轮直径达53.3m的风力发电机,风速13.4m/s时,输出功率达1250kW。
  1957年,Juul建造的风机,已初具现代风机雏形,风机由一个发电机和三个旋转叶片组成。
  20世纪80年代美国成功开发了100kW、200kW、2000kW、2500kW、6200kW、7200kW6种系列风力发电机组。
  截至2014年,全球风电整机制造商按市场份额排名前十名中,第一是丹麦维斯塔斯,其次是德国西门子、美国通用电气(GE)、中国金风科技、德国Enercon、印度Suzlon、中国国电联合动力、西班牙歌美飒、中国明阳和中国远景能源。德国西门子在海上风电市场中处于绝对领先地位。
  风力机的最主要部件——风轮机与汽轮机有很多相似点:例如都是叶片式机械、都基于机翼升力理论;影响性能的主要参数都是速度比,风力机叶尖速度比λ,是叶尖圆周速度与风速之比,是风能机风能利用系数最重要的参数。汽轮机是速度比Xuc0,是叶片中径圆周速度u与级理想速度c0之比,是决定级轮周效率最重要的参数;两种机械的特性都与叶型来流角度强相关,有正攻角工况、负攻角工况和失速工况、颤振工况等;还有动态共振特性等。正是这些共通点,由汽轮机制造厂来自主开发风力机是非常合适的。
  然而,风力机由于是低能头转换机械,它又有很多与汽轮机不同的特点。例如风力机都是单级、叶片数目特别少,比如只有两片、三片、四片等,而汽轮机是多级(30~40级)多叶片(每级100~200片);风力机是低转速机械,转速只有10~30 r/min,而汽轮机是高转速回转机械,有半转速机1500r/min、1800r/min,和全转速机3000r/min、3600r/min 。因此,风力机一般有高增速比的齿轮箱(最近又开发了一种免齿轮箱直接驱动式风力机),而大型汽轮机一般都不用齿轮箱。
  还有,风力机的叶片特别长,最长的已达到50~80m,而汽轮机的叶片最短的25mm,最长的也不过1~2m;其他与汽轮机不同的有: 风力机叶片用的是非金属材料,在露天运行,运行工况恶劣,宜远程遥控,不消耗燃料,不用锅炉等化学能转换设备等。因此,汽轮机厂要自主开发风力机,就首先要弄清这些不同点,专门立项研究。正是在这样的思考下,我们编著了此书,希望对自主开发风力机有所帮助。
  本书共分10章,第1章是有关风与风能的基本知识;第2~3章是风力发电技术,重点是阐述与汽轮机发电技术不同的特点;第4章风力机设计规范,对风力机设计人员有特别的设计参考价值;第5~6章专门讲风轮机的工程设计方法和数值计算,是全书的重点;第7章分析典型大型风力机的设计技术,可供风力机设计人员参考,也是本书的重点,本章还增加了5MW以上超大型风力机设计部分;第8章介绍了风力机的发电系统,重点在于系统,介绍了它们与化石燃料汽轮机发电系统的不同。第9章简要介绍几种特殊用途的风力机,例如海上风力机、低温地区风力机、高原地区风力机和免齿轮箱直接驱动式风力机等。它们与一般风力机大同小异,只是根据使用地点环境不同,加入了一些特殊措施。本章就是在分析这些不同点的基础上,着重介绍这些措施。第10章介绍了垂直轴风力机的基本知识和设计原理,给出了垂直轴风力机的典型设计数据。
  风轮机的优化设计和设计风速的确定问题放在第5章。本章抛砖引玉,希望得到专家们的指正。一些有关风力机的基础资料,例如风力等级、风力机技术国家标准等放在附录,供大家参考。
  本书自2007年1月第一版第一次印刷以来,承蒙广大读者的厚爱,很快销售一空,5次重印仍不能满足读者的要求。中国台湾出版商和读者也深感兴趣,购买了版权,已在中国台湾出版发行。2010年,第二版出版发行。第二版的章节和内容都做了大的改动,删除了原书的第8、第9两章;增加了第6章和第8章内容;增加的“4.2风力机设计要求”一节,放在第4章(均是第二版序号)。第二版书承蒙读者厚爱,很快又销售一空。
  根据风电市场需求,2015年初,化学工业出版社决定再次修订本书,出版第三版。第三版增加了第4章:风力机设计规范;第7章增加了第7.8节、7.9节和第10章:垂直轴风力机。全书内容增加约1/4。特别是第4章:风力机设计规范,是风力机设计人员最好的设计参考资料。第10章:垂直轴风力机是有一定技术性的科普资料,为广大读者了解垂直轴风力机,提供了最基本的知识,也为想研究设计垂直轴风力机的读者,提供了一些必要的技术支持。第三版书将以最新的面目与读者见面,希望使读者对风力发电和风力机设计的最新技术有更加全面的了解。
  东方电气风电有限公司研发生产风电机10余年,有自主研发叶片、发电机、控制系统及设备配套能力。有从1MW到5.5MW等多个序列的风电产品,运行的近6000余台风力发电机组分布国内陆地与近海。目前正在进行10MW海上风机的概念设计。2014年东方风电与瑞典SKAB公司合作,成套出口欧洲市场40台2.5MW直驱式风力机发电机。东方风电还拥有世界上实验功率最大的全功率试验台,能实现6MW整机全功率拖动试验、电网模拟试验、零部件试验等。本书的很多设计理念、科研成果和资料等,都是编著者在东方风电供职时总结成文的。
  编著者刘万琨是第三版的总策划,并编写了第4章、第7.8、第 7.9两节,以及第10章的部分内容。
  本书的第三版又查阅了大量参考文献和网上资料,订正和更新了与时间相关的数据资料,并增加了许多最新资料。在此再次对文献作者致谢!
  再次感谢参加第一版、第二版的编著者张志英、李银凤和帮助过本书编著的同事、朋友们。特别要感谢东方汽轮机有限公司档案馆原馆长、高级工程师侯春芳,是他提供了大量资料,并给予了诸多帮助,对编辑出版提供了很多具体指导。没有他们的帮助也就没有本书。
  编著者
  2015年6月30日

《风能与风力发电技术(第3版)》 风能——清洁能源的未来蓝图 风,作为一种取之不尽、用之不竭的自然资源,正以前所未有的速度崛起,成为全球能源结构转型中的关键力量。从古老的风车到现代化的巨型风力涡轮机,人类对风能的利用从未停止过探索与进步的步伐。本书旨在全面深入地剖析风能的奥秘,并系统阐述风力发电技术的发展脉络、核心原理、关键设备以及未来趋势,为读者勾勒出一幅清晰而详实的清洁能源蓝图。 第一部分:风能的奥秘与开发基础 本书的开篇,我们将一同走进风的物理世界。这里将详细探讨风的形成机制,从大气环流、地转偏向力到地形地貌的影响,深入解析影响风速和风向的各种因素。我们将学习如何科学地测量和评估风资源,掌握风速分布、风能密度等关键参数的计算方法,并了解不同地区风能资源的特点和潜力。 紧接着,我们将聚焦于风力发电的基本原理。您将了解到动能转化为机械能,再由机械能转化为电能的完整链条。本书将深入解析叶片的空气动力学设计,包括翼型选择、攻角控制、推力与扭矩的生成等,解释为何巧妙的叶片设计能够高效捕捉风能。同时,我们将探讨影响风力涡轮机效率的关键因素,如风速、叶片尺寸、传动系统以及发电机的性能。 第二部分:风力发电系统的核心技术 进入本书的核心部分,我们将逐一剖析构成风力发电系统的关键技术。 风力涡轮机设计与关键部件: 从机舱内的核心部件——变速箱、发电机、变桨系统、偏航系统,到支撑起整个巨型结构的塔筒,再到风力捕获的关键——叶片,本书都将提供详尽的介绍。您将了解不同类型的变速箱(如行星齿轮箱、斜齿轮箱)的优缺点,不同发电机的原理(如鼠笼式异步发电机、永磁同步发电机)及其适用场景。变桨系统和偏航系统如何协同工作,实现对风力的最优捕获和对涡轮机的安全保护,也将得到细致的阐述。叶片材料的革新,如玻璃纤维、碳纤维的应用,以及其对性能和成本的影响,也将是重点内容。 控制系统与运行优化: 现代风力涡轮机不再是简单的“风车”,而是高度智能化的发电单元。本书将深入讲解风力涡轮机的控制策略,包括恒定功率控制、恒定转速控制、最大功率点跟踪(MPPT)技术等。您将了解先进的预测控制、自适应控制等算法如何确保涡轮机在不同风况下都能高效稳定地运行,并减少机械损耗。同时,还将探讨故障诊断与预测性维护技术,以降低运行成本,提高发电可用率。 电网接入与并网技术: 将风力发电从孤立的个体连接到庞大的电网,需要一系列复杂的技术支持。本书将详细介绍风力发电系统与电网的接口技术,包括功率变换器(如PWM变流器)的作用,如何实现电压和频率的稳定匹配,以及如何应对电网波动。我们将讨论风电场并网可能带来的电网稳定问题,如频率波动、电压闪变等,并介绍相应的解决方案,如储能系统、柔性直流输电(LCC)等。 风电场规划与选址: 建立一座经济高效的风电场,选址是至关重要的一步。本书将指导读者如何进行风电场的整体规划,包括风资源评估的精细化、地形地貌的分析、土地利用的考量、以及环境保护和生态影响的评估。同时,还将讨论风电场内部各台风力涡轮机的布局优化,如何避免尾流效应造成的能量损失,以及交通运输、施工维护等实际问题。 第三部分:风力发电的挑战与未来展望 正如任何一项新兴技术一样,风力发电也面临着诸多挑战,本书将客观地分析这些挑战,并展望其广阔的未来。 挑战与制约: intermittency(间歇性)和variability(波动性)是风力发电固有的挑战。本书将探讨如何通过技术手段,如先进的预测模型、灵活的电网调度以及与其他能源形式的互补(如储能、水电、火电)来缓解这些问题。同时,我们将分析风力发电在土地占用、视觉影响、噪音问题、以及对鸟类和蝙蝠的潜在影响等环境社会方面的考量,并介绍相应的减缓措施。 技术创新与发展趋势: 本书将深入探讨风力发电领域前沿的技术创新。您将了解到大型化、高效率化的趋势,包括兆瓦级甚至十兆瓦级的超大型风力涡轮机的设计与制造。海上风电技术,作为未来风电发展的重要方向,其基础建设、运维技术、以及浮动式海上风电平台的创新,都将得到详尽的介绍。智能风电场、大数据分析在风电场运行中的应用,以及人工智能在风资源预测、故障诊断中的潜力,也将是讨论的重点。 政策支持与市场前景: 清洁能源的发展离不开政策的支持和市场的驱动。本书将简要分析全球范围内推动风力发电发展的政策导向,如可再生能源配额制、税收优惠、绿色证书交易等。并对风力发电的经济性进行评估,分析其与其他能源的成本竞争力,以及未来的市场前景。 结语 《风能与风力发电技术(第3版)》不仅是一本技术手册,更是一扇通往清洁能源未来的窗户。通过系统性的梳理和深入的解读,我们希望能够帮助读者全面理解风能的价值,掌握风力发电的关键技术,并对这项推动绿色可持续发展的革命性技术有一个深刻的认识。无论您是能源领域的专业人士、科研学者、学生,还是对清洁能源充满好奇的普通读者,本书都将是您探索风能世界的宝贵向导。

用户评价

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这本书的叙述方式非常独特,它不是简单地罗列知识点,而是将风力发电技术的发展脉络娓娓道来。我特别喜欢书中关于风力发电机组的结构设计和材料科学方面的讲解。作者详细介绍了不同类型风力发电机组塔筒的结构形式,以及叶片所采用的复合材料的性能特点。我特别欣赏书中关于风力发电机组疲劳寿命和可靠性评估的内容,这让我认识到风机作为一种长期运行的设备,其设计需要考虑的因素非常复杂。而且,书中还提到了关于风力发电机组的声学设计和环境影响评估,这让我看到了风电产业在追求经济效益的同时,也越来越重视环境保护。这本书的语言风格非常引人入胜,它将枯燥的技术知识融入到了生动的叙述中,让我阅读起来丝毫不觉得枯燥。我曾经因为对风力发电机组的结构感到好奇,而查阅了很多资料,但总觉得不够系统。而这本书,则为我提供了一个完整的视角,让我能够从宏观到微观地理解风力发电机组的每一个构成部分。

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这本书就像一位资深的行业专家,将风力发电的方方面面都剖析得淋漓尽致。我尤其对书中关于风力发电场的经济性分析和投资回报模型部分的讲解印象深刻。作者详细阐述了影响风电场投资回报的关键因素,例如设备成本、运维成本、发电量、上网电价等等。他提供了一套系统的评估方法,让我能够从经济角度全面理解风力发电项目的可行性。我特别欣赏书中关于风力发电补贴政策和碳交易机制的介绍,这让我看到了国家政策对于风电产业发展的重要推动作用。而且,书中还提到了关于风力发电与储能技术结合的应用前景,这让我看到了风电技术未来的发展方向。这本书的语言风格非常务实,它不仅仅关注技术本身,更注重实际应用中的经济效益和社会效益。作者善于将复杂的商业模式和金融工具解释得通俗易懂,并且通过大量的市场数据和案例分析,让读者能够更深刻地理解风电产业的商业逻辑。我曾经因为工作需要,需要快速了解风电项目的商业模式,这本书为我提供了极大的帮助。

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这本书的内容丰富程度让我感到惊喜,就像打开了一扇通往风电技术神秘世界的大门。我尤其对书中关于风力发电机组的可靠性和维护管理部分印象深刻。作者详细阐述了风力发电机组在运行过程中可能遇到的各种故障,以及相应的诊断和维修方法。他提供的故障树分析和预兆性维护策略,对于提高风力发电场的运行效率和降低维护成本具有非常重要的指导意义。我特别欣赏书中关于风力发电机组疲劳寿命分析的内容,这让我认识到风机作为一种大型机械设备,其长期稳定运行的背后蕴含着精密的工程计算和设计。而且,书中还提到了关于风电场退役和回收的问题,这让我看到了风电产业的可持续发展理念。这本书的语言风格非常专业,但又不会让人望而却步。作者善于将复杂的工程术语解释得通俗易懂,并且通过大量的实例和数据支撑,让理论知识更加生动和实用。我曾经因为工作需要,需要快速了解风电场运行维护的相关知识,这本书为我提供了极大的帮助。它就像一个经验丰富的工程师,将自己多年的实践经验毫无保留地分享出来,让我受益匪浅。

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这本书就像一座知识的宝库,每次翻阅都能有新的发现。我尤其对书中关于风力发电机组的控制系统部分的讲解印象深刻。作者详细阐述了如何通过精确的控制系统来优化风力发电机的运行效率,减少对电网的冲击,并延长设备的使用寿命。他深入浅出地讲解了各种控制策略,例如最大功率点跟踪(MPPT)算法,以及如何应对风速波动和电网扰动。书中关于风能预测技术的部分也给了我很大的启发。准确的风能预测对于风力发电场的规划和调度至关重要,而这本书提供了多种预测方法及其优缺点分析,这对于提高风电的可靠性和经济性具有重要的参考价值。我特别欣赏作者在讲解过程中所展现出的严谨态度和丰富的实践经验。书中引用的数据和案例都非常有说服力,让读者能够更深刻地理解理论知识在实际应用中的重要性。同时,这本书的排版和图示也做得非常出色,清晰的图表和精美的插图使得复杂的概念更容易被理解和记忆。我曾尝试阅读过其他关于风电的书籍,但很多都过于理论化,缺乏实际操作的指导。而这本书恰恰弥补了这一不足,它既有扎实的理论基础,又不乏丰富的工程实践经验,这使得它成为一本真正能够指导读者学习和实践的优秀教材。

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我之前对风力发电领域一直感到有些陌生,但自从读了这本《风能与风力发电技术(第3版)》之后,我的看法彻底改变了。这本书就像一位循循善诱的老师,用清晰易懂的语言,将复杂的风电技术娓娓道来。我特别喜欢书中关于风力发电场的设计和选址部分,作者详细分析了影响风电场效益的关键因素,例如地形地貌、风资源分布、电网接入条件等等。他提供了一套系统的评估方法,让我能够从宏观到微观地理解一个风电项目的可行性。在讲解风力发电机组的机械设计时,作者也做得非常出色。从叶片的材料选择,到传动系统的设计,再到塔筒的结构强度,他都进行了详尽的阐述。我尤其对书中关于风力发电机组寿命周期评估的内容印象深刻,这让我认识到风电技术的长期性和可持续性。而且,这本书不仅仅局限于技术层面,还触及了风电产业的经济性、政策法规以及未来发展趋势,这让我的视野更加开阔。我曾经为了理解某个技术点,查阅了很多资料,但总感觉不够系统。而这本书就像一个百科全书,将所有我需要了解的信息都囊括其中,而且组织得非常有条理,让我能够快速找到自己需要的内容。

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这本书,我是一口气读下来的,真的,完全停不下来。从最初接触风能这个概念,到后来深入了解风力发电的各个环节,这本书都像一位经验丰富的向导,一步步地引领我。我特别喜欢它对风能资源评估的部分,不仅仅是理论性的讲解,还包含了大量的实例分析,让我对如何选择合适的风力发电场址有了更直观的认识。作者在讲解风力发电机组的设计时,也花了很大的篇幅,从叶片的气动设计,到塔架的结构力学,再到驱动系统的机械原理,都讲得非常透彻。让我这个初学者也能逐渐理解那些复杂的工程细节。更让我惊喜的是,书中还涉及了风电场的规划、建设和运行维护,这些都是实际应用中至关重要的环节。作者用非常生动的语言,结合图表和数据,将这些专业知识呈现出来,使得抽象的概念变得鲜活起来。我尤其对书中关于风力发电并网的章节印象深刻,它详细介绍了风力发电对电网的影响以及如何解决这些问题,这对于理解风电的普及和可持续发展至关重要。总而言之,这本书内容非常丰富,条理清晰,逻辑性强,既有深度又不失广度,对于想要系统学习风能与风力发电技术的读者来说,绝对是一本不可多得的宝典。读完之后,我感觉自己对这个领域有了全新的认识,充满了继续深入研究的动力。

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我是一个对新能源领域充满好奇的读者,而这本《风能与风力发电技术(第3版)》无疑满足了我对风电知识的强烈渴望。这本书的深度和广度都让我惊叹不已。我尤其对书中关于风力发电机组叶片气动设计的章节情有独钟。作者深入剖析了叶片形状、攻角、翼型等参数如何影响风能的捕获效率,并且详细介绍了各种气动优化技术。这些内容不仅理论性强,而且还结合了大量的 CFD 模拟结果和实验数据,让我对风力发电机的核心部件有了更深入的理解。此外,书中关于风力发电机组的电气系统设计也让我受益匪浅。从发电机原理到变流器控制,再到并网技术,作者都进行了详尽的介绍,让我对风电的能量转换过程有了清晰的认识。我特别欣赏作者在讲解过程中所使用的图表和示意图,这些直观的视觉元素极大地帮助了我理解抽象的技术概念。这本书不仅关注技术本身,还对风电产业的经济性、政策支持以及社会环境影响进行了深入的探讨,这让我对风电的全面价值有了更深刻的认识。总的来说,这是一本集理论、实践、前沿为一体的优秀著作,对于任何想要深入了解风力发电领域的读者来说,都绝对是不可错过的选择。

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这本书的深度和广度都让我为之震撼,它就像一本为风电工程师量身打造的实用指南。我特别喜欢书中关于风力发电机组的变流器控制和电网适应性部分的讲解。作者详细阐述了如何通过先进的变流器技术来提高风力发电的质量,并且确保风电场能够平稳地接入电网。我特别欣赏书中关于虚拟同步发电机(VSG)和柔性直流输电(LCC)等前沿技术的介绍,这让我看到了风电技术未来的发展方向。而且,书中还提到了关于风电场的状态监测和故障诊断系统,这对于提高风力发电的可靠性和安全性具有重要的意义。这本书的语言风格非常专业,但又充满着智慧的光芒。作者善于将复杂的电力电子技术解释得生动形象,并且通过大量的仿真数据和实验结果,让理论知识更具说服力。我曾经因为工作需要,需要快速掌握风力发电并网的相关技术,这本书为我提供了极大的帮助。它就像一位经验丰富的专家,将自己多年的技术积累和实践经验毫无保留地分享出来,让我学到了很多宝贵的知识。

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我一直对可再生能源领域情有独钟,而这本书,更是将我带入了风力发电的精妙世界。它就像一部详实的百科全书,让我能够从宏观到微观地理解风能的利用。我尤其喜欢书中关于风力发电场微观选址和布局优化的章节。作者详细分析了地形、地貌、障碍物等因素对风资源的影响,并且介绍了如何通过合理的布局来最大化风力发电场的能量捕获效率。我特别欣赏书中关于风机间尾流效应的模拟和分析,这让我明白了风力发电机组之间并非独立运行,而是相互影响的。而且,书中还提到了关于海上风电场的设计和建设,这让我看到了风电技术向更广阔海域延伸的巨大潜力。这本书的语言风格非常严谨,但又不失可读性。作者善于将复杂的工程问题分解成易于理解的单元,并且通过精美的图示和表格,将抽象的概念具象化。我曾经为了解决实际工作中的风电场布局问题,查阅了大量的文献,但总是碎片化,缺乏系统性。而这本书,则为我提供了一个完整的框架,让我能够从根本上理解和解决问题。

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我是在一次偶然的机会接触到这本书的,当时我对风力发电这个领域知之甚少,抱着试试看的心态买了下来。没想到,这本书彻底颠覆了我之前对这个行业的刻板印象。它没有一开始就抛出晦涩难懂的公式和理论,而是从风能的起源、基本原理讲起,循序渐进,就像在讲述一个引人入胜的故事。当我读到关于风力发电机组的分类和发展历史时,我被深深吸引了。从早期的简陋设计到如今高大精密的现代风机,这个过程本身就充满了智慧和创新。书中对不同类型风力发电机组的优缺点分析也非常到位,让我能够清晰地辨别它们的应用场景和技术特点。特别是关于永磁直驱风力发电机和齿轮箱式风力发电机的对比,作者的分析非常深入,让我明白了它们各自的优势和劣势所在。而且,书中还提到了很多最新的技术发展趋势,比如智能风机、柔性叶片等等,让我看到了风电技术未来的无限可能。这本书的语言风格也非常平易近人,即使是对于非专业人士,也能轻松理解其中的奥秘。我尤其喜欢作者在讲解过程中穿插的案例分析,这些真实的案例让理论知识变得更加生动和实用。读完这本书,我对风力发电有了更加全面的认识,也更加坚定了从事这个行业的决心。

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