风力发电技术第2版216

风力发电技术（第二版）

第一章风与风资源1.1风1.2风能资源1.3中国风能资源与开发前景1.1.1风的形成风速测量仪器主要有风杯风速计、螺旋桨式风速计、热线风速计等。风杯风速计是最常见的一种风速计。1.2风能资源流动的空气所具有的动能称为风能。(1)东南沿海及其岛屿地区风能丰富带(2)三北（东北、华北、西北）地区风能较丰富带(3)内陆局部风能丰富区(4)海上风能丰富区1.1.2风向与风速风向和风速是两个描述风的重要参数。风向和风速这两个参数都是在变化的。风向是指风吹来的方向，例如风来自南方叫做南风，从北方吹来的就称为北风。1.3中国风能资源与开发前景2、我国风电发展概况中国的风电产业发展突飞猛进，2009年当年的装机容量已超过欧洲各国，名列世界第二。2010年新增1892.7万kW，超越美国，成为世界第一。2011年装机总量到达惊人的62364MW。中国风电正经历一个跨越式发展，这对世界风电的发展起到了至关重要的作用。本章

习题：1、简述风形成的原因。

2、什么是气压梯度力？

3、如何评价一个地区风能资源丰富与否？有哪些指标？

4、影响风速的主要因素有哪些？

5、简述全球及我国的风资源的分布状况。

6、风能利用的优缺点有哪些？

7、什么是风玫瑰图？

8、试论述我国风电发展的概况及存在的问题。

风力发电技术（第二版）第二章风力发电2.1风力发电概述2.2

风力发电的特点2.3风力发电的现状与发展趋势2.1风力发电概述2.1.1风力发电发展简史2.1.2风力发电产业介绍2.2.2风力发电的特点1)可再生的洁净能源。2)建设周期短。3)装机规模灵活。4)可靠性高。5)造价低。6)运行维护简单。7)实际占地面积小。8)发电方式多样化。2.2.3风力发电存在的问题1．厂址选择缺少科学性、前瞻性2．发电厂的电送不出去3．陆地和海洋的发展不平衡4．上网电价的制定不合理5．自主创新能力弱，完整的风能产业体系(产业链)尚未形成6．风电公共技术服务体系尚未建立7．风电技术标准认证等技术服务体系初步建立，但尚需完善2.3.2中国风力发电的现状1、风力发电投资成本降低。2、风力发电国产化必要性3、海上风力发电将成为风力发电的新视点4、大型发电机组是风力发电必然的趋势5、定桨矩、恒速恒频向变桨距、变速恒频发展。6、双馈风电占主导，直驱式发展迅速。7、采用新的叶片技术。8、新型风力发电机开发和研制。9、优化结构设计、提高可靠性。10、新型电力电子技术的广泛使用。11、联网集中控制与管理。12、智能化。13、恶劣气候环境下安全性的提高。14、低电压穿越技术得到应用。15、风电输出预报技术提高。本章习题：1、简述风电产业的现状。

2、简述利用风力发电的意义。

3、风力发电有哪些特点？

4、风力发电存在哪些问题？

5、未来风力发电的发展趋势如何？

6、风力发电与其他新能源利用相比有哪些优点？风力发电技术（第二版）第三章风力发电机3.1风力发电的基本原理3.2风力发电系统的种类3.3风力发电的特点3.4风力机的型式3.1风力发电的基本原理风力发电机原理是将风能转换为机械能的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风能具有一定的动能，通过风轮机将风能转化为机械能，拖动发电机发电。风力发电的原理是利用风带动叶片旋转，再通过增速器将旋转的速度提高来促使发电机发电的。依据目前的风车技术，大约3m/s的微风速度便可以开始发电。风力发电的原理说起来非常简单，最简单的风力发电机可由叶片和发电机两部分构成。3.2风力发电系统的种类6．风力-生物质能-柴油联合发电系统

3.4风力机的型式3.4.1水平轴式风力发电装置3、风电机组主要参数（1）风轮扫掠面积（2）轮毂高度（3）叶尖速比（4）叶片数（5）实度3.4.2垂直轴式风力机垂直轴风力发电机的特点1）安全性。2）噪音。3）抗风能力。4）回转半径。5）发电曲线特性。6）利用风速范围。7）刹车装置。8）运行维护。3．垂直轴风力发电机的分类1.升力型垂直轴风力机2.阻力型垂直轴风力机3.升力－阻力结合式垂直轴风力机在挡风屏障一侧的风将绕屏障外面通过，不对叶片产生推力；而另一侧接受风力，叶片转子就会旋转。在挡风屏障一侧的风将绕屏障外面通过，不对叶片产生推力；而另一侧接受风力，叶片转子就会旋转。本章习题：1、简述风轮的作用。2、水平轴式风力发电装置组成？3、风力发电基于什么原理？4、风力发电和其他常规能源发电方式相比有何优势？5、风力发电系统的运行方式有哪些？6、什么是达里厄风机？有何特点？7、水平轴风力机和垂直轴风力机各有什么特点？区别是什么？8、简述垂直轴风力机的分类？9、风电机组主要参数有什么？10、H型风力机有什么特点？风力发电技术（第二版）

第4章风力发电的空气动力学基础4.1叶片的空气动力技术4.2风轮的空气动力学特性4.3风轮轴功率4.4风轮功率调节4.1叶片的空气动力技术1．风力机翼型的几何参数及空气动力特性不同的桨型截面形状对升力和阻力的影响很大，体现在以下几个方面：1）弯度的影响。2）厚度的影响。3）前缘的影响。4）表面粗糙度和雷诺数的影响。2．叶片的空气动力技术3．风力机性能指标4．风力机输出功率（1）风力机输出功率与转速、风速的关系（2）风力机输出功率和能量的估算4.2风轮的空气动力学特性4.3风轮轴功率4.4风轮功率调节失速控制型风轮的优缺点如下风力发电技术（第二版）

第5章风力发电机组的结构5.1水平轴风电机组概述5.1.1风电机组的基本结构、性能和类型5.1.3风电机组设计级别5.2.2轮毂

5.3风电机组传动系统风力发电机组增速箱的设计参数，除另有规定外，常常采用优化设计的方法，即利用计算机的分析计算，在满足各种限制条件下求得最优设计方案。1．效率2．噪声级3．可靠性5.5.3轴的连接与制动5.4.2主机架5.5.3控制系统控制器放大器偏航结构风力帆偏航计数测量元件风轮轴方向+-5.6.2风轮机风向跟踪方法(1)风力发电机对准风向（2）风力发电机与风向成顺时针90°

（3）风力发电机与风向成180°（4）风力发电机与风向成逆时针90°风力发电技术（第二版）

第6章风电场电气系统6.1风电场概述6.2风电场集电系统6.3接地系统6.4防雷保护6.5电气保护6.1.1风电场选址6.2风电场集电系统6.2.1风电机6.2.3多台风机的连接风力发电技术（第二版）

第7章风力发电机组的控制及安全7.1风机控制系统概述7.2风电机组控制系统常见类型7.3风电机组信号检测部分7.4风电机组基本控制7.5大型风力发电机组控制系统的安全保护功能7.6风电场的计算机监控系统

7.1风机控制系统概述7.1.1风力发电机组的控制目标1.定桨距失速调节技术2．变桨距调节型风力发电机组3．主动失速调节型风力发电机组7.2.2根据发电机分类1．异步感应发电机。2．绕线转子异步发电机

3．双馈发电机

7.3.1转速传感器7.3.2偏航计数传感器（偏航角度）1．恒速变桨距调节2．变桨距控制2015.34.风电并网对电网的影响（1）风力发电并网存在的问题1）风力发电机并网过程对电网的冲击。2）风电场并网运行对电能质量的影响。

3）风力发电并网对保护装置的影响。4）风力发电并网对电力系统运行成本的影响。5）大量的风电并网使电网的调度运行变得复杂，（2）对风电并网的建议1）坚持科学发展，统筹协调规划，合理控制接入规模。2）建立会审机制，严格审查把关，努力降低风电对系统电能质量的影响。7.5大型风力发电机组控制系统的安全保护功能2．风力发电机组组工作参数的安全运行范围3．系统的接地保护安全要求7.5.2风电机组控制系统的安全保护的实现1．制动功能2．独立安全链3．防雷保护4．硬件保护5．接地保护6．电网掉电保护UPS电源2015.37.6风电场的计算机监控系统

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第8章风电场远程监控与运行8.1远程监控系统概述8.2风电场远程监控系统的组成8.3风电场的运行8.4风电场的维护8.1远程监控系统概述8.1.1系统功能1、数据采集及处理2、安全监视功能3、画面显示4、报警及记录5、控制功能6、电能计量管理7、操作权限管理8.1.2系统通信及诊断1、系统通信2、系统诊断8.1.3风电场远程监控系统的主要任务1、建立发电预测及运营系统2、建立风电场发电调度及监控系统3、建立远程数据通信系统4、整合风电场子系统8.1.4建立风电场远程监控系统的意义1、提高风电场自动化水平2、提高风电场群的经济效益3、提高风电场群在电网中的竞争优势4、提高风电场管理水平5、提高风电抵御风险的能力8.2风电场远程监控系统的组成8.2.1系统构成1、风机主控系统2、升压站监控系统3、箱变控制系统4、系统接入（SVG）5、气象预报系统6、安防视频监控系统8.2.2国内外著名风电企业监控系统组网

1.

GH

SCADAGH

2.美国SECOND

WIND

3.

南瑞NS2000W

风电场监控系统8.3风电场的运行8.3.1风电场运行基本要求1.风电场的运行人员基本要求2、对风机组及其附属设备的要求3、对风机组及其附属设备的要求

4、风电机组运行维护要求8.3.2风电场运行工作的主要内容1、风力发电机组的运行2、输变电设施的运行8.3.3风电场运行工作的主要方式1、风电场业主自行维护2、专业运行公司运行维护8.4风电场的维护8.4.1风电机组异常运行及故障处理1、机组常规巡检2、风力发电机组的日常故障检查处理8.4.2风电场监控系统的发展前景1、风电场监控系统的发展前景2、风电场远程监控系统的制约因素风力发电技术（第二版）

第9章海上风电场9.1海上风电场的构成9.2海上风电场与陆上风电场的区别9.3海上风电场的建设9