风力发电基础理论(第一分册)

序 言前 言1风力发电发展综述11.1早期的风能利用 11.1.1东方风能利用史 11.1.2西方的风车 31.1.3美国西部的风车水泵 61.2技术演变 61.3风电技术趋势 141.3.1单机容量持续增大 141.3.2从定桨距 (失速型)到变桨距 181.3.3从定转速到变转速 181.3.4传动系统的革新 191.3.5叶片技术的发展 201.3.6低风速、高海拔等特殊气候环境下风电机组的改进 201.4海上风电场的兴起 211.5我国的风电设备制造业 221.6我国的风电开发 262风资源282.1风的形成 282.1.1气压梯度力和地转力 282.1.2三圈环流 292.1.3季风和局地环流 302.1.4大气运动的时间尺度 332.2大气层 342.2.1大气的垂直分层结构 342.2.2大气边界层 352.2.3粗糙度和风切变 352.2.4空气密度和气压 392.2.5湍流 402.2.6障碍物和地形对风速影响 412.3测风 442.3.1测风概述 442.3.2风速测量 442.3.3风向测量 462.3.4记录仪 462.3.5测风塔 472.3.6我国测风历史演变 472.4测风数据分析 482.4.1数据处理 482.4.2测风数据直接分析法 502.4.3测风数据统计分析法 532.5风资源评估 542.5.1风功率密度 542.5.2风向频率及风能密度方向分布 562.5.3风速的日变化和年变化 562.5.4湍流强度 562.5.5其他气象因素 562.6我国的风能资源分布 562.6.1我国风能资源分布概述 562.6.2我国主要的风能丰富区 572.6.3影响我国风能资源分布的气象条件 572.6.4影响风能利用的灾害性天气 583风力发电的空气动力学原理603.1风能 603.2贝茨理论 613.2.1贝茨极限 613.2.2有旋转尾流的风轮 623.2.3风速和压力变化 633.3翼型和空气动力特性 633.3.1翼型的几何参数 643.3.2升力和阻力 643.3.3翼型截面对升阻力的影响 653.4阻力型风力机与升力型风力机对比 673.5风轮的空气动力学原理 683.5.1几何定义 683.5.2翼型的受力示意图 693.5.3叶素特性分析 693.5.4推力、转矩和功率的一般关系式 703.5.5风电机组的输出功率 703.5.6影响风轮特性的几个参数 713.6风电机组的功率控制 733.6.1失速控制 733.6.2变桨距控制 754风电机组分类及典型结构介绍774.1风电机组的技术演变 774.2风电机组的分类 784.2.1定桨距失速型风电机组 794.2.2变桨距型风电机组 804.2.3变桨变速型风电机组 814.3典型风电机组简介 834.3.1 gw750 风电机组 834.3.2 up1500 风电机组 854.3.3 gw1500 风电机组 894.3.4半直驱机型 scd2.5 / 100 935风轮965.1基本概念 965.1.1叶片参数 965.1.2风轮参数 975.2叶片设计 995.2.1设计要求 995.2.2载荷计算 1005.2.3结构设计 1005.3叶片制造 1015.3.1材料 1015.3.2制造工艺 1045.4叶片主体结构 1055.4.1主体结构方案 1055.4.2叶根结构 1075.4.3叶尖制动 1075.4.4防雷系统 1085.5轮毂 1105.6变桨系统 1115.6.1风电机组的变桨距控制 1115.6.2液压变桨距系统 1135.6.3电动变桨系统 1145.6.4某机型的变桨系统参数 1165.6.5电动和液压驱动变桨系统优缺点比较 1176风电机组传动链1186.1传动链布置 1186.1.1有齿轮箱的传动链布置 1186.1.2直驱型风电机组传动系统布置 1206.1.3“半直驱”型风电机组传动系统布置 1216.2主轴 1216.3联轴器 1226.3.1胀套式联轴器 1236.3.2万向式联轴器 1256.3.3膜片式联轴器 1256.3.4连杆式联轴器 1266.4齿轮箱 1276.4.1齿轮传动类型 1276.4.2轮系 1286.4.3风电机组中的齿轮箱 1297风电机组发电机1377.1异步发电机 1377.1.1鼠笼式异步发电机 1397.1.2绕线式异步发电机 1397.1.3异步发电机并网运行 1407.1.4无功补偿 1417.2双馈异步发电机 1427.2.1双馈异步发电机基本结构 1427.2.2双馈异步发电机工作原理 1437.2.3双馈异步发电机冷却 1447.3同步发电机 1447.3.1电励磁同步发电机 1457.3.2永磁同步发电机 1468风电机组控制系统1488.1控制系统概述 1488.1.1控制技术发展 1488.1.2控制系统的组成 1498.1.3控制系统的功能 1528.2定桨恒速风电机组控制系统 1638.2.1定桨恒速风电机组的工作特性 1638.2.2定桨恒速风电机组的发电过程控制 1668.3变速恒频风电机组的控制 1698.3.1变速恒频风电机组的控制目标 1698.3.2变速恒频风电机组的控制策略 1708.3.3变速恒频风电机组常用的控制方法 1738.4变流器系统 1768.4.1双馈异步发电机及其变流器系统 1788.4.2永磁同步发电机及其变流器系统 1818.5风电机组的并网技术 1848.5.1定桨恒速风电机组的软并网技术 1858.5.2双馈异步风电机组的并网技术 1878.5.3永磁同步风电机组的并网技术 1898.5.4风电机组对电网稳定性的影响 1908.6传感器 1958.6.1温度监控传感器 1968.6.2超速开关 1978.6.3机械振动传感器 1988.6.4振动保护传感器 1988.6.5风速传感器和风向传感器 1998.6.6转速传感器 2008.6.7编码器 2008.6.8位移传感器 2008.6.9机舱偏航位置传感器 2019风电机组其他系统2029.1偏航系统 2029.1.1概述 2029.1.2偏航系统的主要部件 2039.1.3偏航控制系统 2069.1.4解缆和扭缆保护 2079.1.5偏航转速 2089.1.6偏航润滑 2089.2风电机组润滑 2089.2.1润滑基础 2089.2.2润滑分类 2099.2.3润滑剂 2099.2.4风电机组的润滑 2109.2.5风电增速箱润滑的特殊要求 2139.2.6油品使用中需要注意的问题 2159.2.7润滑工作的管理 2169.3液压系统 2179.3.1液压元件 2179.3.2定桨距风电机组的液压系统 2219.3.3变桨距风电机组的液压系统 2239.3.4液压系统的试验 2299.4制动系统 2309.4.1气动制动机构 2309.4.2机械制动机构 231参考文献235