潮流能发电及发电场设计

本书以海洋可再生能源中的潮流能为背景，全面介绍了潮流能发电及发电场设计方法，是一部系统和全面介绍潮流能发电的著作。本书共9章，主要内容包括潮流能发电概述、资源评估、叶轮设计、发电装置基础形式、发电机设计、发电机控制技术、发电场设计布局、可靠性与经济性分析、环境影响等主要内容。本书既介绍了潮流能发电过程中涉及的数学、流体力学、控制、电气等基础理论，又以实际潮流能项目为例，介绍了潮流能发电的设计方法与关键技术，兼具理论性与工程实践性。本书特别适合作为可再生能源、机械工程、动力工程、船舶与海洋工程等相关专业高年级本科生和研究生的教材，也适合从事潮流能研究、开发和应用的科技人员学习参考。

前言
第1章绪论1
1.1潮流能发电概述1
1.2国内外典型潮流能发电项目2
1.2.1国外典型潮流能发电项目2
1.2.2国内典型潮流能发电项目4
1.3本书主要内容6
第2章潮流能资源评估方法7
2.1评估源数据7
2.2潮流能资源评估参数8
2.2.1潮流能理论蕴藏量8
2.2.2潮流能（技术）可开发量9
2.3我国近海潮流能普查11
第3章叶轮设计原理与方法13
3.1叶片力学基础回顾13
3.1.1翼型的几何参数13
3.1.2翼型的升力与阻力15
3.1.3翼型的失速15
3.1.4雷诺数16
3.2叶轮旋转动力学基础17
3.3叶轮优化方法20
3.4叶轮仿生设计21
3.4.1潮流能发电机大型化面临的挑战21
3.4.2潮流能发电机叶轮捕能效率优化22
3.4.3仿生学及其在叶片设计中的应用23
3.4.4叶片前缘凸起效果测试26
3.4.5潮流能发电机叶轮叶片表面仿生设计31
3.5其他获能设计形式35
3.5.1垂直轴式叶轮35
3.5.2导流罩式获能装置35
第4章潮流能发电装置基础形式37
4.1潮流能发电机基础简介37
4.2潮流能发电机基础分类38
4.3国内外应用现状40
第5章发电机设计41
5.1传动链设计方案41
5.1.1定转速设计41
5.1.2变转速设计42
5.2发电机技术44
5.2.1发电机的设计44
5.2.2现有发电机技术45
5.3变流器47
5.3.1发电机侧变流器控制47
5.3.2电网侧功率逆变器控制50
5.3.3变转速控制的故障穿越53
第6章发电机控制技术55
6.1发电机控制策略55
6.1.1发电机速度功率曲线55
6.1.2定速变桨距潮流能发电机56
6.1.3变速定桨距潮流能发电机56
6.2发电机控制设计方法57
6.2.1转矩控制回路58
6.2.2转速控制回路58
6.2.3功率控制回路59
第7章潮流能发电场设计布局61
7.1潮流能发电场布局61
7.1.1潮流能发电场电网布局概况61
7.1.2阵列布局的基本要求61
7.1.3潮流能发电场阵列布局方式62
7.1.4阵列互连设计63
7.1.5电力输送方案65
7.2海底电缆66
7.2.1导线67
7.2.2绝缘层67
7.2.3绝缘屏蔽68
7.2.4通信光纤68
7.2.5填料68
7.2.6铠装层68
7.2.7衬套69
7.3电网连接设备69
7.3.1海上升压站69
7.3.2连接器70
7.3.3弯曲加强筋71
7.3.4弯曲器72
7.4潮流能发电场并网72
7.4.1SeaGen潮流能发电机73
7.4.2SeaGen电能质量评估74
第8章可靠性与经济性分析77
8.1潮流能发电机可靠性77
8.1.1潮流能发电机可靠性概述77
8.1.2主要零部件的可靠性78
8.2潮流能发电经济性分析方法80
第9章潮流能开发的环境影响83
9.1背景简介83
9.2海洋基底和沉积物运输与沉降的变化84
9.3噪声的影响86
9.4电磁场的影响88
9.5干扰动物运动89
9.6碰撞和撞击90
附录缩略词92
参考文献94