風電場電氣係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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馬宏忠等編著 著

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齣版社： 中國水利水電齣版社

ISBN：9787517048374

商品編碼：14258108074

齣版時間：2017-03-01

作  者:馬宏忠 等 編著 定  價:79 齣 版 社:中國水利水電齣版社 齣版日期:2017年03月01日 頁  數:354 裝  幀:平裝 ISBN:9787517048374 ●前言
●第1章風電場電氣係統概述
●1.1風力發電概述
●1.2電氣係統和電力係統
●1.3風電場電氣係統
●1.4風電場電壓與頻率
●第2章風電場電氣主接綫
●2.1電氣主接綫概述
●2.2電氣主接綫的基本形式
●2.3風電場升壓變電站電氣主接綫
●2.4風電場電氣主接綫典型方案
●第3章風電場短路電流計算
●3.1短路的一般概念
●3.2短路計算的目的和方法
●3.3風電場短路電流計算
●第4章風電場的導體
●4.1風電場載流導體
●4.2載流導體的發熱與電動力
●4.3載流導體的選擇
●第5章風電場主要電氣設備與選擇
●部分目錄

內容簡介

《風電場電氣係統》是《風力發電工程技術叢書》之一，主要講述風電場電氣係統方麵內容。全書共11章，包括風電場電氣係統概述、風電場電氣主接綫、風電場短路電流計算、風電場的導體、風電場主要電氣設備與選擇、風電場集電綫路設計、風電場防雷與接地係統、風電場的控製與安全保護係統、海上風電場電氣係統、風電場內集電綫路及光纜綫路施工技術以及風電場無功補償等內容。 馬宏忠 等 編著 馬宏忠，男，九三學社社員，博士，教授，博士生導師，河海大學電力係統自動化研究所所長。主要從事電力設備狀態監測、故障診斷與健康預警研究。

《風電場電氣係統》：一部深度解析現代能源基石的行業巨著 本書並非一本泛泛而談的風電概覽，而是專注於風力發電場心髒——電氣係統的深度剖析。從最基礎的電學原理在風力發電中的應用，到復雜的高壓直流輸電技術，再到前沿的智能化運維模式，《風電場電氣係統》為讀者提供瞭一個全麵、係統且極具實踐指導意義的知識體係。它旨在幫助讀者深入理解風電場電氣係統的設計、建設、運行、維護及其麵臨的挑戰，從而為推動風電技術進步和行業發展貢獻力量。 第一部分：風力發電基礎與電氣係統概覽 本部分將帶領讀者迴顧風力發電的基本原理，並在此基礎上，重點闡述風電場電氣係統的構成要素及其在整個風電場中的關鍵作用。 風力發電原理與電氣轉換： 深入講解風能轉化為機械能，再通過發電機轉化為電能的物理過程。著重分析不同類型發電機（如異步發電機、同步發電機、永磁直驅發電機）的工作原理及其在風力發電中的優劣勢。理解風速、葉片轉速與發電功率之間的非綫性關係，以及變槳控製和偏航控製對電能輸齣的影響。 風電機組電氣部件詳解： 詳細介紹風電機組內部的關鍵電氣部件，包括發電機、變槳電機、偏航電機、主控係統、變流器（功率變換器）、製動係統等。闡述各部件的功能、工作方式、技術參數及其相互間的電氣連接。特彆深入探討變流器的作用，包括其如何實現電網頻率和電壓的匹配，以及對風電機組輸齣功率的平滑和控製。 風電場電氣係統架構： 介紹風電場整體電氣係統的組成，包括： 風力發電機組內部電氣係統： 涵蓋上述的各個部件。 集電係統： 講解匯集各風電機組電能的電纜網絡，包括中壓集電綫路的設計、敷設方式、絕緣要求以及接地保護。分析不同拓撲結構（如星形、環網形）的集電係統對可靠性和成本的影響。 升壓站（變電站）： 詳細介紹風電場升壓站的功能，包括電壓等級的提升，以減少輸電損耗。深入解析升壓站內的主要設備，如主變壓器、斷路器、隔離開關、避雷器、互感器、繼電器保護裝置等。講解升壓站的設計原則、選型依據以及運行維護要點。 送齣綫路： 介紹將升壓後的電能輸送至電網的輸電綫路（包括架空綫路和電纜綫路），分析其設計參數、絕緣配閤、杆塔類型以及對電磁兼容性的要求。 電能質量與控製： 討論風電場對電網電能質量的影響，包括電壓波動、頻率偏差、諧波注入等。介紹風電機組和風電場控製係統如何協同工作，以滿足電網的運行要求，並實現功率預測、無功功率補償、動態電壓支撐等功能。 第二部分：風電場電氣係統設計與工程實踐 本部分將深入探討風電場電氣係統的設計理念、關鍵技術和工程實施過程中的注意事項，為讀者提供從理論到實踐的橋梁。 風電場選址與電氣接入方案： 分析風電場選址時需要考慮的電氣因素，如電網容量、輸電通道、電磁環境等。講解不同的接入電網方式（如直接接入、通過升壓站接入）的優劣勢，以及如何根據電網接入條件優化電氣係統設計。 集電係統設計與優化： 深入講解集電係統的網絡拓撲選擇、電纜選型、敷設方式（架空、直埋、穿管）、綫路長度計算、電纜載流量校核、電壓降計算以及短路電流計算。介紹如何通過優化集電係統設計，降低綫損、減少投資成本、提高供電可靠性。 升壓站設計與設備選型： 詳細介紹升壓站的電氣主接綫方案（如單母綫、雙母綫、單斷路器接綫等），以及如何根據風電場規模和電網接入要求選擇閤適的母綫結構和設備配置。重點分析變壓器、斷路器、避雷器等關鍵設備的選型原則、技術參數和安裝要求。 繼電器保護與安全控製： 講解風電場電氣係統中的繼電器保護配置，包括發電機保護、變壓器保護、綫路保護、母綫保護等。分析不同類型保護裝置（如差動保護、過流保護、阻抗保護）的工作原理和設置原則。強調安全控製在風電場運行中的重要性，如接地係統設計、防雷防雷措施、防火措施等。 電纜敷設與接頭工藝： 詳細介紹風電場中壓和低壓電纜的敷設工藝，包括溝槽式、直埋式、塔筒內敷設等。重點講解電纜接頭（如冷縮接頭、熱縮接頭）的製作工藝、質量控製和絕緣要求，確保電纜係統的可靠運行。 接地係統設計與接地電阻要求： 深入分析風電場接地係統的設計原則，包括工作接地、保護接地、防雷接地等。講解接地網的構成、接地材料的選擇以及接地電阻的測試方法，確保設備和人員的安全。 風電場並網技術標準與規範： 介紹與風電場電氣係統相關的國傢和行業標準、技術規範，如GB/T、IEC等，以及並網協議的要求。強調設計和施工必須符閤相關標準，以確保風電場安全、穩定地接入電網。 第三部分：風電場電氣係統運行、維護與智能化發展 本部分將聚焦風電場電氣係統的日常運行、維護策略以及未來發展趨勢，為讀者提供前瞻性的指導。 風電場電氣係統運行管理： 講解風電場電氣係統的日常運行操作規程，包括並網操作、停電操作、設備巡視檢查等。分析不同運行模式下電氣係統的性能錶現，以及如何應對電網調度指令。 電氣設備故障診斷與維修： 詳細介紹風電機組電氣部件（發電機、變流器、控製係統等）、集電綫路、升壓站設備（變壓器、斷路器等）的常見故障現象、故障原因分析以及診斷方法。提供實用的維修技術和故障排除流程。 定期檢修與預防性維護： 講解風電場電氣設備的定期檢修計劃和預防性維護策略，包括絕緣電阻測試、局部放電檢測、油品分析、紅外測溫等。強調預防性維護在延長設備壽命、降低故障率、保障風電場經濟效益方麵的重要作用。 風電場電氣係統的可靠性分析： 介紹風電場電氣係統的可靠性評估方法，包括失效率、可用度、可靠性指標等。分析影響係統可靠性的因素，並提齣提高可靠性的建議。 風電場智能化運維： 展望風電場電氣係統在智能化、數字化浪潮下的發展趨勢。介紹物聯網（IoT）、大數據分析、人工智能（AI）等技術在風電場電氣係統中的應用，如遠程監控、故障預測、智能診斷、無人巡檢等。探討如何利用智能化技術提升運維效率、降低運維成本、提高風電場的整體運行水平。 未來發展方嚮與技術前沿： 探討風電場電氣係統在能源轉型中的作用，以及未來可能的技術發展方嚮，如高壓直流輸電（HVDC）在遠海風電場的應用、柔性直流輸電（VSC-HVDC）技術、儲能與風電場的融閤、虛擬同步發電機（VSG）技術等。 《風電場電氣係統》以其嚴謹的理論闡述、詳實的工程實踐案例和前瞻性的技術展望，為風電行業的設計師、工程師、運維人員、管理者以及相關領域的學者提供瞭寶貴的參考。它不僅是理解風電場電氣係統運作的權威指南，更是探索現代清潔能源未來發展之路的重要文獻。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，《風電場電氣係統》在對風電場電氣安全方麵所做的深入探討，著實讓我肅然起敬。我所看到的章節，將重點放在瞭風電場電氣設備的絕緣設計、接地係統以及防雷措施上，這些都是確保風電場安全運行的基石。作者詳細闡述瞭不同電氣設備（如發電機、變壓器、電纜）的絕緣要求，以及如何選擇閤適的絕緣材料和設計絕緣結構，以應對運行過程中可能齣現的電壓應力、溫度變化和環境因素的影響。我尤其被書中關於風電場接地係統的設計原則和接地電阻的計算方法所吸引，書中通過大量的圖示和計算案例，清晰地展示瞭如何構建一個安全有效的接地係統，以防止雷擊和故障電流對設備和人員造成損害。此外，書中對風電場防雷措施的論述也極為詳盡，包括瞭避雷針、避雷綫的選擇和布置，以及如何對設備進行等電位連接，從而最大程度地降低雷擊的風險。令我頗為贊賞的是，作者並沒有將安全設計停留在理論層麵，而是結閤瞭大量的實際工程案例，分享瞭在風電場建設和運行過程中，如何有效預防和處理電氣安全事故的經驗。書中還觸及瞭風電場電氣係統的風險評估和安全管理體係的建立，為風電場的長期安全運行提供瞭全麵的指導。這本書在電氣安全方麵的細緻入微，讓我充分認識到，任何時候都不能忽視安全的重要性。

評分☆☆☆☆☆

我所翻閱的《風電場電氣係統》中關於風電場並網的技術要求和協調控製部分，為我理解風電場如何融入更廣闊的電網體係提供瞭清晰的思路。作者並沒有僅僅停留在風電場內部的電氣設計，而是將目光投嚮瞭風電場與電網的接口。書中詳細闡述瞭各國（地區）針對風電場並網製定的技術導則和標準，例如電壓偏差、頻率偏差、諧波含量、動態響應等方麵的規定，這為風電場的業主和設計者提供瞭明確的設計依據。令我眼前一亮的是，書中對於風電場並網的動態特性分析給予瞭充分的關注。作者通過詳細的數學模型和仿真研究，揭示瞭風電場並網後對電網穩定性的影響，以及如何通過優化控製策略來減輕這些影響。我特彆對書中關於風電場有功功率和無功功率的協調控製部分印象深刻，作者闡述瞭如何通過變流器的先進控製算法，實現風電場對電網頻率和電壓的有效支撐，甚至在某些情況下，能夠起到電網支撐的作用。書中對不同風電場控製模式（如恒功率輸齣模式、恒電壓模式、恒無功模式）的比較分析，也極具參考價值。此外，書中還涉及瞭風電場與電網的調度和交易機製，以及如何通過智能電網技術，實現風電場與電網的更優融閤。這本書在風電場並網技術和協調控製方麵的專業性，讓我對風電場在現代電網中的角色有瞭全新的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書在風電場運行和維護方麵的論述，為我打開瞭全新的視角，讓我意識到風電場的電氣係統並非一勞永逸，而是需要持續的關注和精細的管理。我被其中關於風電場運行狀態監測和診斷的部分深深吸引。作者詳細介紹瞭各種在綫監測技術，例如對發電機繞組溫度、絕緣狀態、變流器運行參數以及匯集綫路電流和電壓的實時監測。更令我印象深刻的是，書中還探討瞭如何利用大數據分析和人工智能技術，對監測數據進行深度挖掘，從而實現對風電場電氣係統潛在故障的早期預警和預測性維護。我尤其對書中關於風力發電機組電氣係統故障診斷和排除流程的詳細描述贊賞有加，書中通過大量的案例分析，一步步地演示瞭如何定位故障點、分析故障原因以及製定有效的維修方案。此外，本書還對風電場電氣係統的定期檢查和維護內容進行瞭詳細的規劃，包括瞭設備絕緣測試、保護係統校驗、接地係統檢查等，為風電場的長周期穩定運行提供瞭堅實的基礎。令我頗為意外的是，書中還涉及瞭風電場電氣係統的安全性評估和風險管理，以及如何在運行過程中采取措施，最大程度地降低電氣風險。這本書在風電場運行和維護方麵的深度和廣度，讓我深刻體會到，僅僅擁有先進的電氣設計是不夠的，精細化的運行管理同樣是風電場成功的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

一本關於風電場電氣係統的書籍，我最近有幸翻閱瞭一部分，雖然篇幅有限，無法一窺全貌，但僅僅是觸及的章節，便足以讓我對風電領域，尤其是其電氣係統的復雜性有瞭更為深刻的認識。本書在對直流側的探討上，著墨頗多，詳細解析瞭風力發電機組內部的直流母綫設計、能量存儲環節的配置以及直流輸電的原理。我特彆對其中關於超級電容器在風電場中的應用部分印象深刻，作者不僅介紹瞭其基本工作原理和技術參數，還深入分析瞭超級電容器如何有效地平滑風力發電的波動性，從而提高電網的穩定性。此外，書中關於變流器技術的部分也極為詳盡，包括其拓撲結構、控製策略以及在不同風況下的響應機製。作者通過大量的圖錶和案例研究，清晰地闡釋瞭不同類型變流器（例如，電壓源型變流器和電流源型變流器）的優缺點，以及它們在實際工程中的應用考量。我尤其被其中關於最大功率點跟蹤（MPPT）算法的論述所吸引，這部分內容對於理解風力發電機如何最大限度地捕捉風能至關重要，書中對幾種主流MPPT算法進行瞭深入的比較和分析，並提供瞭實際算例，讓我能夠更直觀地理解其背後的數學模型和工程實現。總而言之，盡管我隻接觸瞭這本書的一小部分，但其在直流側電氣係統方麵的專業性和深度，已經足以讓我對其整體質量産生高度的期待，並且相信它能夠為風電領域的工程師和研究人員提供寶貴的參考。

評分☆☆☆☆☆

我最近接觸到的《風電場電氣係統》一書，在探討交流側的電氣設計和運行方麵，展現齣瞭令人驚嘆的廣度和深度。作者對於發電機組輸齣的交流電如何被連接、傳輸和並網，進行瞭細緻入微的闡述。我被其中關於風電場內部交流電網的規劃和設計部分深深吸引，書中詳細介紹瞭不同集電綫路拓撲結構（如星型、環型和混閤型）的優缺點，以及如何根據風電場的規模、地理布局和輸電要求來選擇最優的集電方式。此外，關於交流匯集變電站的設備選型、主接綫設計以及保護配置，書中都有詳盡的論述，這對於確保風電場整體運行的可靠性和安全性至關重要。我特彆關注瞭書中關於無功功率補償和電壓控製部分的分析，這些是風電場並網後穩定運行的關鍵因素。作者通過實例分析，詳細講解瞭不同類型的無功補償裝置（如靜止無功補償器、動態無功補償裝置）的工作原理和適用場景，以及如何通過協調控製來維持風電場輸齣電壓的穩定。令人印象深刻的是，書中還涉及瞭風電場並網點的電網特性分析，包括短路比、電網阻抗等參數對風電場穩定性的影響，並提齣瞭相應的應對策略。對於高壓輸電部分的論述，作者也毫不含糊，深入探討瞭輸電綫路的參數選擇、電纜敷設方式以及電力電纜的絕緣設計，這對於風電場遠距離輸電至關重要。這本書在交流側電氣係統方麵的專業性，無疑為我打開瞭新的視野，讓我對風電場電氣設計的每一個環節都有瞭更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

在這本《風電場電氣係統》中，關於風電場監控、通信和數據采集係統（SCADA）的章節，給我留下瞭極其深刻的印象，充分展現瞭現代風電場管理的智能化水平。作者詳細闡述瞭SCADA係統在風電場運行管理中的核心地位，它不僅是實現風力發電機組遠程監控、數據采集和故障診斷的重要平颱，更是提升風電場整體運行效率和經濟效益的關鍵。我被書中關於SCADA係統架構設計的論述所吸引，詳細介紹瞭其從現場傳感器、控製器到數據服務器、監控中心的層層遞進的網絡結構，以及各種通信協議（如Modbus、IEC 61850）在不同層級之間的應用。書中對風力發電機組狀態參數（如轉速、功率、風速、振動等）的實時采集和分析，以及如何通過SCADA係統進行遠程故障告警和診斷，給予瞭我極大的啓發。我特彆欣賞書中關於風電場數據管理和分析的討論，它不僅關注瞭原始數據的記錄和存儲，更深入地探討瞭如何利用這些數據進行性能評估、故障預測和運行優化。此外，書中還提及瞭SCADA係統與電網調度中心的信息交互，以及如何實現風電場與電網的協同運行。這本書在風電場監控、通信和數據采集方麵的專業性和前瞻性，讓我深刻認識到，數據驅動的智能化管理是未來風電場發展的必然趨勢。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀《風電場電氣係統》時，我對書中關於風電場電能質量控製和故障分析的部分印象尤為深刻。作者深刻理解到，風力發電作為一種間歇性可再生能源，其輸齣的電能質量對電網的穩定運行至關重要。因此，書中詳細闡述瞭風電場在運行過程中可能齣現的各種電能質量問題，例如諧波、電壓閃變、頻率偏差等，並深入分析瞭這些問題産生的原因。令我眼前一亮的是，書中為解決這些問題提供瞭多種有效的技術手段，包括瞭先進的濾波器設計、有源電力濾波器（APF）的應用以及無功功率補償裝置的智能協調控製。我對書中關於諧波分析和抑製的部分特彆感興趣，作者不僅介紹瞭各種諧波源，還通過大量的仿真結果，直觀地展示瞭不同諧波抑製措施的效果。在故障分析方麵，本書同樣做得非常齣色。書中係統性地梳理瞭風電場常見的電氣故障類型，如短路故障、接地故障、過電壓故障等，並詳細闡述瞭它們的發生機理和可能帶來的後果。更重要的是，作者提供瞭詳細的故障診斷方法和保護策略，包括瞭各種保護繼電器的設置原則、保護範圍的劃分以及故障定位技術。書中關於風電場接地係統的設計和接地故障的分析，也為我提供瞭寶貴的知識，理解瞭如何確保風電場設備和人員的安全。這本書在電能質量控製和故障分析方麵的專業性和實用性，讓我對如何提高風電場的運行可靠性和穩定性有瞭更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

我所閱讀的《風電場電氣係統》中，關於風電場直流輸電技術以及其在海上風電場中的應用，給我帶來瞭全新的認識。作者對直流輸電技術（包括高壓直流輸電HVDC和中壓直流輸電MVDC）在風電場，特彆是遠海風電場中的重要性進行瞭詳盡的闡述。我被書中關於HVDC技術在遠距離、大容量輸電方麵的優勢所吸引，它能夠有效剋服交流輸電的損耗和限製，將海上風電場的電力高效地輸送到陸地負荷中心。書中詳細介紹瞭HVDC係統的基本原理，包括換流站的設計、直流控製和保護策略，以及其在應對海上惡劣環境方麵的特殊要求。令我眼前一亮的是，書中還對MVDC技術在風電場內部直流匯集方麵的應用進行瞭深入探討，它能夠簡化風力發電機組的電氣連接，提高能量傳輸效率，並降低係統的損耗。我特彆關注瞭書中關於MVDC係統在直流母綫設計、直流斷路器選型以及直流電能管理方麵的討論。此外，本書還對海上風電場的特殊電氣挑戰，例如電纜敷設、絕緣設計以及海洋腐蝕防護等方麵，進行瞭有針對性的論述。這本書在風電場直流輸電技術，特彆是其在海上風電場中的應用方麵的深入剖析，為我打開瞭理解這一新興技術領域的大門，並讓我對其發展前景充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

我近期接觸的《風電場電氣係統》一書，在探討風電場電氣設備中變壓器和開關設備的應用與選型方麵，展現齣瞭極高的專業度和實用性。作者深入剖析瞭風電場中各類變壓器（如升壓變壓器、配電變壓器）在電氣係統中的關鍵作用，詳細闡述瞭它們在提高電壓等級、隔離故障以及穩定電壓方麵的功能。我尤其被書中關於風電場升壓變壓器選型的詳細指導所吸引，書中不僅分析瞭不同類型變壓器（如乾式變壓器、油浸式變壓器）的優劣勢，還從效率、可靠性、維護成本以及環境適應性等多個維度，提供瞭具體的選型依據。此外，書中關於變壓器繞組的電氣參數設計，以及如何應對風電場特有的運行工況（如頻繁的啓停和負荷變化），也給我留下瞭深刻的印象。在開關設備方麵，作者同樣進行瞭詳盡的論述，涵蓋瞭斷路器、隔離開關、負荷開關等不同類型的開關設備在風電場中的應用場景和技術要求。我特彆關注瞭書中關於高壓斷路器選型和保護配置的討論，這對於確保風電場在發生短路故障時的快速隔離至關重要。書中還對風電場中饋綫開關的控製邏輯和保護特性進行瞭詳細的介紹，以及如何通過閤理的開關設備配置，來提高風電場的運行靈活性和供電可靠性。這本書在變壓器和開關設備應用與選型方麵的專業性和實用性，無疑為風電場電氣工程師提供瞭寶貴的參考。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書在風力發電機組本體的電氣設計方麵，提供瞭一些非常具有啓發性的視角。我所看到的章節，重點關注瞭發電機本身的電氣特性，以及其與變流器的匹配問題。作者詳細闡述瞭不同類型發電機的原理，例如永磁直驅發電機（DFIG）和雙饋異步發電機，並深入分析瞭它們在風力發電應用中的電氣優勢和挑戰。我特彆被其中關於永磁直驅發電機電氣參數的優化設計所吸引，書中通過詳細的數學模型和仿真分析，揭示瞭如何通過調整定子和轉子繞組的參數，來提高發電機的效率和功率密度，同時降低損耗。對於雙饋異步發電機，書中則重點探討瞭其轉子側變流器的控製策略，包括如何通過調整轉子側電流來控製發電機的輸齣功率和無功功率，從而實現最大功率點跟蹤和電網電壓支持。書中還對不同容量和型號的風力發電機組的電氣係統配置進行瞭比較分析，並提供瞭相應的選型指導，這對於實際工程項目的設計具有很強的參考價值。令我頗為贊賞的是，作者在討論發電機電氣設計時，並沒有孤立地看待這個問題，而是將其與變流器、控製係統以及機械結構緊密聯係起來，強調瞭係統整體最優化的重要性。這本書在發電機本體電氣設計上的細緻入微，讓我對風力發電機組的內部工作原理有瞭更深層次的理解。