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        • 书名: 风力发电机组设计与技术
        • 出版时间: 2014-05-10
        • 作者: 邓英
        • 出版社: 化学工业出版社
        • CIP分类号: TM315
        • 丛书名: 风力发电机组设计与技术
        • 字数: 178
        • 装帧:
        • 版次: 1-1
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        书号:978-7-122-11142-5

        书名:风力发电机组设计与技术

        作者:邓英 编著

        定价:36.0000

        出版社:化学工业出版社

        出版时间:2011-09-01 00:00:00.0

        CIP分类号:TM315

        字数:178

        装帧:

        版次:1-1

         

        内容简介:本书重点阐述了风力发电机组的设计理论与技术,旨在为风力发电技术开发、设备设计人员提供实用的参考与借鉴。全书共分8章,包括绪论、风资源、风力发电原理、风力发电机组设计载荷、风电机组总体设计技术、风力发电机组的结构动力学、风力发电系统模型、风电机组的控制技术。

         

        读者对象:本书可供从事风电机组设计工作的工程技术人员、研究人员和相关专业的高校师生作为教材或参考用书。

         

        序言:世界各主要发达国家和发展中国家都在努力发展本国的可再生能源发电技术。风力发电作为可再生能源发电技术的一种重要形式,得到了大力的发展。由于新技术的使用和发电量的增大,使得电能的成本不断下降,促进了更大型、高效率和高可靠性风力发电机组的迅猛发展。然而,随着风电产业深入发展,产生风电的风力发电机组设备的使用寿命受到严峻的挑战,使得一些制造厂家由于质量问题纷纷倒闭或被兼并。人们认识到解决的最好办法是采用可靠的、先进的风电机组设计技术和制造工艺,由第三方认证机构监管风电机组整个制造过程,最终实现风电机组运行寿命20年的目标,这也是笔者编著本书的初衷。

         

            本书共由8章组成。第1章为全书的简介。第2章通过风能资源特性、结构和统计学描述风力资源,给出了风能资源统计的数学描述和风流瞬时特性的数学描述形式,对风能特性的理解至关重要,可用在风电机组的载荷计算分析和控制器设计工作中。第3章是对风电机组风轮特性的研究,重点研究能量转换过程及风力发电原理,分析流过桨叶的空气产生的动力。桨叶转动即能捕获风能,也能产生应力作用在驱动齿轮传动机构和塔架上。气动负载是风电机组的主要载荷,对机组寿命和电能质量的影响很大,是机组整机和各部件设计的依据。第4章介绍了气动负载计算分析方法。第5章介绍了风电机组的总体设计技术。为了理解风电机组与其他发电设备的区别,全书在第6章详细介绍了风电机组的振动特性和分析方法。第7章给出了风能转换控制系统的动态特性模型,这是风电机组控制器设计的基础。为获得物理特性的真实情况,风力机被分成了几个子系统,这样,独立的模型推出包括:空气动力模型、桨距制动器、支持结构、驱动齿轮组和发电单元。所有子模型构成完整的风能控制系统模型。在第8章里,研究了最常见的风电机组控制技术;探讨了风能控制系统的不同运行方式,包括恒转速、变速、恒桨距、变桨距;给出了风电机组在不同工况的任意风速下的控制方法。重点介绍了线性参数变化增益调度控制器在变速恒桨距和变速变桨距风电机组中的设计。

         

            笔者根据20多年来从事风力发电技术研究的工作经验归纳总结完成本书编著工作,希望能给广大从事风电机组设计工作的工程技术人员、研究人员和相关专业的高校师生提供参考。本书得到了国家高科技发展计划 “风力发电机组设计技术及其工具软件开发” 项目(No2006AA05Z429)的支持。

         

             书中的不妥之处恳请读者批评指正。

         

        邓英

         

         

        20115

         

         

        目录:

         

        第1章  绪论 
        1.1 风能转换系统的结构 
        1.2 风力发电技术 
        1.3 风电机组的控制技术 
        1.3.1 风力机的功率调节 
        1.3.2 恒速恒频技术与变速恒频技术 
        第2章 风资源 
        2.1 我国的风资源分布状况 
        2.2 风的形成 
        2.3 风特性 
        2.3.1 平均风速 
        2.3.2 风能 
        2.3.3 湍流 
        2.4 风电机组的塔影效应 
        2.5 瞬时风速变化模型 
        2.5.1 极端风速模型(EWM) 
        2.5.2 极端运行阵风(EOG) 
        2.5.3 极端风向变化(EDC) 
        2.5.4 极端相关阵风(ECG) 
        2.5.5 方向变化的极端相关阵风(ECD) 
        2.5.6 极端风切变(EWS) 
        第3章 风力发电原理 
        3.1 风轮转子 
        3.2 风力涡轮空气动力学 
        3.2.1 制动盘模型 
        3.2.2 贝茨极限 
        3.2.3 叶素模型 
        3.2.4 力、力矩和功率 
        3.2.5 流过风轮的风速 
        3.3 稳恒湍流 
        3.3.1 风剪效应 
        3.3.2 塔影效应 
        3.3.3 随机湍流 
        3.4 风力的利用方法——叶片设计 
        3.4.1 风轮叶片特性的计算理论 
        3.4.2 动量?叶素理论推导 
        3.4.3 诱导因子aa′的计算方法 
        3.5 风力机性能计算方法 
        3.6 风轮输出特性计算举例 
        3.7 湍流状态下叶素理论修正 
        3.8 叶片设计 
        第4章 风力发电机组设计载荷 
        4.1 风力机载荷 
        4.1.1 风电机组的载荷工况 
        4.1.2 风轮的气动载荷 
        4.2 重力和惯性载荷 
        4.2.1 重力引起的载荷 
        4.2.2 离心力引起的载荷 
        4.2.3 离心力引起的锥角效应 
        4.3 运行载荷 
        4.3.1 阵风引起的弯曲力 
        4.3.2 风轮的旋转效应 
        4.4 极限载荷 
        4.5 载荷统计外推法 
        4.6 载荷谱 
        4.6.1 雨流法 
        4.6.2 从雨流矩阵到载荷谱 
        4.6.3 等效载荷 
        4.7 风力机设计载荷的计算举例 
        4.7.1 载荷计算准备 
        4.7.2 Bladed软件载荷的输出 
        4.7.3 载荷分析 
        4.8 载荷计算坐标系及其转换 
        4.8.1 坐标系定义 
        4.8.2 坐标系转换 
        第5章 风电机组总体设计技术 
        5.1 设计流程 
        5.2 设计工作 
        5.2.1 设计主要内容 
        5.2.2 分析计算工作内容 
        5.3 设计要求 
        5.4 机组的设计流程 
        5.5 设计原则 
        5.6 设计方法 
        5.7 风电机组总体参数设计 
        5.7.1 大型风力发电机组的总体技术参数 
        5.7.2 基本设计参数 
        5.8 风电机组选型设计 
        5.8.1 功率控制方式 
        5.8.2 恒速、双速、变速风力发电机 
        5.8.3 制动系统 
        5.8.4 传动系统 
        5.8.5 润滑系统 
        5.8.6 风轮和塔架间的相对位置确定 
        5.8.7 塔架 
        5.9 风力发电机组的总体布局设计 
        5.9.1 风力发电机组的总体布局基本形式 
        5.9.2 大型兆瓦级风电机组几种主要的布置形式 
        第6章 风力发电机组的结构动力学 
        6.1 模态分析法 
        6.2 结构模态分析理论 
        6.3 系统响应的求解 
        6.3.1 单自由度振动系统响应 
        6.3.2 任意激励的响应 
        6.4 风电机组的振动 
        6.4.1 叶片摆动所产生振动 
        6.4.2 传动链的摆动 
        6.5 风力发电机组的振动抑制 
        6.5.1 风电机组的模态坐标系下的状态空间形式 
        6.5.2 缩减系统自由度 
        6.5.3 欲配置的极点的确定 
        6.6 系统的极点配置 
        6.6.1 系统的能控性 
        6.6.2 系统极点配置 
        6.7 制动器输出 
        6.8 实现方法 
        第7章 风力发电系统模型 
        7.1 风力发电机组的模型 
        7.2 机械子系统——传动系统 
        7.3 气动子系统——风轮气动特性 
        7.4 电气子系统 
        7.4.1 直接耦合的鼠笼式感应电机 
        7.4.2 控制定子的鼠笼式感应发电机 
        7.4.3 控制转子的双馈感应发电机 
        7.5 桨距子系统 
        7.6 整个风力发电机组的模型 
        第8章 风电机组的控制技术 
        8.1 风电机组的基本运行过程 
        8.1.1 待机状态 
        8.1.2 风力发电机组的自启动 
        8.1.3 自启动的条件 
        8.1.4 叶轮对风 
        8.1.5 制动解除 
        8.1.6 定桨失速风力发电机组并网与切换 
        8.2 安全保护系统 
        8.3 风电机组常规控制技术 
        8.3.1 变桨距控制技术 
        8.3.2 最佳叶尖速比控制技术 
        8.3.3 变速运行方式 
        8.4 闭环控制技术 
        8.4.1 恒速变距机组闭环控制技术 
        8.4.2 变速机组中的变距控制技术 
        8.4.3 转矩控制和变距控制之间的转换 
        8.4.4 塔架振动控制 
        8.4.5 驱动链扭转振动控制 
        8.4.6 独立变距控制 
        8.5 数字PID控制算法 
        8.5.1 位置式PID控制算法 
        8.5.2 增量式PID控制算法 
        8.6 变速恒频控制技术 
        8.7 优化反馈控制方法 
        8.8 增益调度控制技术 
        8.8.1 传统的增益调度设计方法 
        8.8.2 基于LPV的增益调度设计方法 
        8.8.3 变速变桨风力发电机组LPV模型 
        8.9 凸多面体结构的LPV控制器设计 
        8.9.1 凸分解LPV模型 
        8.9.2 仿真研究 
        附录 风电机组机械子系统模型推导 
        参考文献

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