作者简介
韩巧丽，女，任职于内蒙古农业大学能源与交通工程学院，副教授，教研室主任。
马广兴，任职于内蒙古工业大学。
目录
前言
第1章 绪论
1.1 风能利用及风力发电历史
1.2 风力发电机组的类型
1.3 风力发电技术的发展现状
第2章 风特性及风能
2.1 风的形成及其基本特性
2.2 风的特性
2.3 风的测量
2.4 风能资源贮量估算
第3章 风力机空气动力学
3.1 风力机叶片翼型
3.2 风力机空气动力特性
3.3 风力机叶片设计理论
3.4 风力机运行特性
第4章 风力发电机组的结构
4.1 水平轴风电机组概述
4.2 风轮
4.3 风电机组传动系统
4.4 机舱、主机架与偏航系统
4.5 塔架与基础
4.6 风电机组其他部件
第5章 风电机组的控制及安全保护
5.1 发电机类型与控制方式
5.2 笼型感应发电机
5.3 绕线转子异步发电机及控制
5.4 双馈发电机
5.5 永磁同步发电机
5.6 离网型发电机
5.7 风力发电机组的控制技术
5 8 风力发电机组的桨距控制
5.9 风力发电机组信号检测
5.10 制动系统控制
5.11 风力机组的安全保护
第6章 风电场的控制与运行吕麟
6.1 风电场电气设备构成
6.2 电力系统负荷曲线
6.3 电力系统中各类电源的运行特性
6.4 风电场接入电力系统
6.5 风电场在电力系统中的运行方式
第7章 风电场规划与设计
7.1 风能特点
7.2 我国风能资源分布特点及开发（风电发展概况）
7.3 风能资源测量与评估
7.4 风电场的宏观选址
7.5 风电场的微观选址
附录
参考文献
序言
能源是人类生存、社会经发展的重要物质基础。人类利用能源时期经历柴草时期、煤炭时期和石油时期，随着社会生产力提高，消耗能源量也增加。目前，人类依靠的能源主要为煤炭、石油等化石能源，化石能源面临逐渐枯竭，也对生态环境造成污染。为了在满足人类生存的需要的同时，也能保持社会经济的可持续发展，能源与环境问题已经成为可持续发展面临的主要问题，日益引起国际社会的广泛关注。风能作为一种重要的可再生能源，具有清洁、无污染、安全储量丰富等特点，受到了全各国的普遍重视，风力发电是最具规模化开发利用条件的清洁、可再生能源之一。近年来，风力发电技术发展迅速，全世界的风电装机容量也快速增加，我国已经成为世界上风力发电发展较快的国家之一。
通过阅读本书使广大读者了解风力发电的技术现状和发展趋势，理解风力发电的基本原理与技术。由于风力发电技术涉及很多学科的内容，考虑到涉及不同专业知识背景的读者，以最基本的原理和概念为主，减少繁琐的数学推导。鉴于风力发电技术的发展迅速，重点围绕目前主流的并网风力发电系统展开，对风力发电领域其他的相关技术和设备只做简要介绍。本书既可以作为高等院校“新能源科学与工程（风电方向）”专业和其他相近专业的教材，也可供从事风力发电领域的工程技术人员参考。
全书共7章，其中第一章介绍风力发电技术的相关背景；第二章介绍风特性及风能；第三章介绍风力机的空气动力学；第四章介绍风力发电机组的结构；第五章介绍风电机组的控制及安全保护；第六章介绍风电场的控制与运行；第七章介绍风电场规划与设计。
本书第一章、第三章由韩巧丽编写，本书第二章由马广兴编写，本书第四章由王涛编写，本书第五章和第六章由闫彩霞和吕麟合作编写，本书第七章由李明编写。硕士生李汪灏、邢为特、张正也参与了部分内容的文字整理工作。
本书在编写过程中，参考了国内外有关文献资料，在此谨向相关文献资料的作者表示诚挚的谢意。
由于编者水平所限，书中难免有不妥和疏漏之处，恳请广大读者批评指正。
文摘
风力发电技术发展现状
风电机组的发展主要呈现?大型化、?桨距、变速运行、无齿轮箱等特点。目前全球风电制造技术发展主要有以下特点。
（1）水平轴风电机组技术成为主流
水平轴风轮具有风能转换效率高、转轴较短，在大型风电机组上成本较低等优点，是风电发展的主流机型，并占到95%以上的市场份额。垂直轴风电机组因转轴过长，风轮转换效率器，起动、停机和变桨困难等问题，市场份额很小，应用数量有限。
（2）风电机组容量大型化
风电机组风轮直径和输出功率逐年趋于大型化。近几年风轮直径80-130m，输出功率达到8MW，陆上以2-3ＭＷ机组成为了主导机组，近海风电机组3-5MW机组成为了主导机组。
（3）叶片设计理论和技术不断发展
风力机叶片设计理论计算应用来自航空专业的空气动力学知识和经验，逐步发展为贝茨极限、简化风车法、Glauert理论、动量叶素理论、Schmits理论、叶栅理论。叶片翼型，从当初飞机使用翼型开始，转变为最近使用的专用风力机翼型，在低雷诺数领域内德到更高的升阻比等，与飞机使用翼型比较厚度增加，有利于结构设计。
为了增加叶片的刚度，在叶片长度大于50m时广发使用强化碳纤维材料，热塑性复合材料叶片发展趋势。目前使用的风电叶片都是由热固性复合材料制造，很难自然降解。热塑性复合材料具有可回收利用、质量轻、抗冲击性能好、生产周期短等一系列优异性能。但是，使用热塑性复合材料制造叶片的工艺成本较高，成为限制热塑性复合材料用于风力发电叶片的关键问题。
分段式叶片发展趋势由于玻璃纤维使用的环氧树脂或多元脂产量大，价格便宜,传统的兆瓦级风电机组叶片普遍都是采用玻璃钢强化塑料（GFRP）制作。玻璃钢强化塑料由于刚度和强度的限制，使大型风电机组叶片质量太重，导致制造、运输和安装的困难。为了方便兆瓦级叶片的道路运输，某些公司已经开始尝试分段制作叶片。
（4）变速恒频技术
在恒速恒频技术发展为变速恒频，变速运行的风电机组具有发电量大、对风速变化的适应性好、生产成本器、效率高等优点。变速恒频机组中应用较多是双馈异步发电机。随着电力电子技术发展，大型变流器在双馈发电机组及直驱式永磁发电机组中广泛应用，结合变桨距技术在额定风速下具有较高的效率，在额定风速上发电机输出功率更加平稳。
（5）直驱技术
传统的风电机组叶轮和发电机之间有增速齿轮箱，随着风电机组容量增加，其重量增大、故障率增多、噪音增加，维修成本增加。为此研发了多级转速发电机与叶轮直接连接进行驱动方式，减少维修成本、降低噪音。
（6）智能化控制技术
叶片智能化发展趋势。风电机组运行过程中，一旦出现叶片所承受外界载荷（温度、风速、风载等）超过设计载荷、叶片主体产生裂纹、外界雷击等可能对叶片造成损伤的情况时，监控系统就会发出预警信号，以便对叶片进行及时的调整、维护和保养，提高风电机组运行的可靠性。
（7）近海风力发电
风电场占用陆地，向近海风力发电是必然，近海风资源丰富、对噪声要求低，今后近海风电机组发展方向为单机容量大、维修性好、可高性高。
近海风资源测试评估、风电场选址、基础设计及施工、机组调装技术等工作越来越受到重视。
韩巧丽，女，任职于内蒙古农业大学能源与交通工程学院，副教授，教研室主任。
马广兴，任职于内蒙古工业大学。
目录
前言
第1章 绪论
1.1 风能利用及风力发电历史
1.2 风力发电机组的类型
1.3 风力发电技术的发展现状
第2章 风特性及风能
2.1 风的形成及其基本特性
2.2 风的特性
2.3 风的测量
2.4 风能资源贮量估算
第3章 风力机空气动力学
3.1 风力机叶片翼型
3.2 风力机空气动力特性
3.3 风力机叶片设计理论
3.4 风力机运行特性
第4章 风力发电机组的结构
4.1 水平轴风电机组概述
4.2 风轮
4.3 风电机组传动系统
4.4 机舱、主机架与偏航系统
4.5 塔架与基础
4.6 风电机组其他部件
第5章 风电机组的控制及安全保护
5.1 发电机类型与控制方式
5.2 笼型感应发电机
5.3 绕线转子异步发电机及控制
5.4 双馈发电机
5.5 永磁同步发电机
5.6 离网型发电机
5.7 风力发电机组的控制技术
5 8 风力发电机组的桨距控制
5.9 风力发电机组信号检测
5.10 制动系统控制
5.11 风力机组的安全保护
第6章 风电场的控制与运行吕麟
6.1 风电场电气设备构成
6.2 电力系统负荷曲线
6.3 电力系统中各类电源的运行特性
6.4 风电场接入电力系统
6.5 风电场在电力系统中的运行方式
第7章 风电场规划与设计
7.1 风能特点
7.2 我国风能资源分布特点及开发（风电发展概况）
7.3 风能资源测量与评估
7.4 风电场的宏观选址
7.5 风电场的微观选址
附录
参考文献
序言
能源是人类生存、社会经发展的重要物质基础。人类利用能源时期经历柴草时期、煤炭时期和石油时期，随着社会生产力提高，消耗能源量也增加。目前，人类依靠的能源主要为煤炭、石油等化石能源，化石能源面临逐渐枯竭，也对生态环境造成污染。为了在满足人类生存的需要的同时，也能保持社会经济的可持续发展，能源与环境问题已经成为可持续发展面临的主要问题，日益引起国际社会的广泛关注。风能作为一种重要的可再生能源，具有清洁、无污染、安全储量丰富等特点，受到了全各国的普遍重视，风力发电是最具规模化开发利用条件的清洁、可再生能源之一。近年来，风力发电技术发展迅速，全世界的风电装机容量也快速增加，我国已经成为世界上风力发电发展较快的国家之一。
通过阅读本书使广大读者了解风力发电的技术现状和发展趋势，理解风力发电的基本原理与技术。由于风力发电技术涉及很多学科的内容，考虑到涉及不同专业知识背景的读者，以最基本的原理和概念为主，减少繁琐的数学推导。鉴于风力发电技术的发展迅速，重点围绕目前主流的并网风力发电系统展开，对风力发电领域其他的相关技术和设备只做简要介绍。本书既可以作为高等院校“新能源科学与工程（风电方向）”专业和其他相近专业的教材，也可供从事风力发电领域的工程技术人员参考。
全书共7章，其中第一章介绍风力发电技术的相关背景；第二章介绍风特性及风能；第三章介绍风力机的空气动力学；第四章介绍风力发电机组的结构；第五章介绍风电机组的控制及安全保护；第六章介绍风电场的控制与运行；第七章介绍风电场规划与设计。
本书第一章、第三章由韩巧丽编写，本书第二章由马广兴编写，本书第四章由王涛编写，本书第五章和第六章由闫彩霞和吕麟合作编写，本书第七章由李明编写。硕士生李汪灏、邢为特、张正也参与了部分内容的文字整理工作。
本书在编写过程中，参考了国内外有关文献资料，在此谨向相关文献资料的作者表示诚挚的谢意。
由于编者水平所限，书中难免有不妥和疏漏之处，恳请广大读者批评指正。
文摘
风力发电技术发展现状
风电机组的发展主要呈现?大型化、?桨距、变速运行、无齿轮箱等特点。目前全球风电制造技术发展主要有以下特点。
（1）水平轴风电机组技术成为主流
水平轴风轮具有风能转换效率高、转轴较短，在大型风电机组上成本较低等优点，是风电发展的主流机型，并占到95%以上的市场份额。垂直轴风电机组因转轴过长，风轮转换效率器，起动、停机和变桨困难等问题，市场份额很小，应用数量有限。
（2）风电机组容量大型化
风电机组风轮直径和输出功率逐年趋于大型化。近几年风轮直径80-130m，输出功率达到8MW，陆上以2-3ＭＷ机组成为了主导机组，近海风电机组3-5MW机组成为了主导机组。
（3）叶片设计理论和技术不断发展
风力机叶片设计理论计算应用来自航空专业的空气动力学知识和经验，逐步发展为贝茨极限、简化风车法、Glauert理论、动量叶素理论、Schmits理论、叶栅理论。叶片翼型，从当初飞机使用翼型开始，转变为最近使用的专用风力机翼型，在低雷诺数领域内德到更高的升阻比等，与飞机使用翼型比较厚度增加，有利于结构设计。
为了增加叶片的刚度，在叶片长度大于50m时广发使用强化碳纤维材料，热塑性复合材料叶片发展趋势。目前使用的风电叶片都是由热固性复合材料制造，很难自然降解。热塑性复合材料具有可回收利用、质量轻、抗冲击性能好、生产周期短等一系列优异性能。但是，使用热塑性复合材料制造叶片的工艺成本较高，成为限制热塑性复合材料用于风力发电叶片的关键问题。
分段式叶片发展趋势由于玻璃纤维使用的环氧树脂或多元脂产量大，价格便宜,传统的兆瓦级风电机组叶片普遍都是采用玻璃钢强化塑料（GFRP）制作。玻璃钢强化塑料由于刚度和强度的限制，使大型风电机组叶片质量太重，导致制造、运输和安装的困难。为了方便兆瓦级叶片的道路运输，某些公司已经开始尝试分段制作叶片。
（4）变速恒频技术
在恒速恒频技术发展为变速恒频，变速运行的风电机组具有发电量大、对风速变化的适应性好、生产成本器、效率高等优点。变速恒频机组中应用较多是双馈异步发电机。随着电力电子技术发展，大型变流器在双馈发电机组及直驱式永磁发电机组中广泛应用，结合变桨距技术在额定风速下具有较高的效率，在额定风速上发电机输出功率更加平稳。
（5）直驱技术
传统的风电机组叶轮和发电机之间有增速齿轮箱，随着风电机组容量增加，其重量增大、故障率增多、噪音增加，维修成本增加。为此研发了多级转速发电机与叶轮直接连接进行驱动方式，减少维修成本、降低噪音。
（6）智能化控制技术
叶片智能化发展趋势。风电机组运行过程中，一旦出现叶片所承受外界载荷（温度、风速、风载等）超过设计载荷、叶片主体产生裂纹、外界雷击等可能对叶片造成损伤的情况时，监控系统就会发出预警信号，以便对叶片进行及时的调整、维护和保养，提高风电机组运行的可靠性。
（7）近海风力发电
风电场占用陆地，向近海风力发电是必然，近海风资源丰富、对噪声要求低，今后近海风电机组发展方向为单机容量大、维修性好、可高性高。
近海风资源测试评估、风电场选址、基础设计及施工、机组调装技术等工作越来越受到重视。
| ISBN | 9787518418701 |
|---|---|
| 出版社 | 中国轻工业出版社 |
| 作者 | 韩巧丽、马广兴 |
| 尺寸 | 16 |