低风速风力发电机组关键技术及应用

低风速风力发电机组技术是涉及多学科领域交叉的综合性技术，低风速风力发电机组具有结构非线性变形大、关键部件承载力强、载荷控制技术要求高、载荷评估和故障预警难度大的特点，较常规风力发电机组技术的难度更大。本书结合多年来数万台低风速风力发电机组的运行、测试等支撑数据，融合低风速风力发电机组各个子系统关键技术的原理、方法与工程实践内容，全面系统地介绍了低风速风力发电机组涉及的各个系统关键技术和应用实例。本书可供从事风力发电工程设计、技术研发及管理运行的相关人员参考和使用。

前言
第1章 低风速风力发电机组系统构成 1
1.1 叶轮系统 1
1.1.1 叶片 1
1.1.2 变桨系统 2
1.2 传动链系统 3
1.3 偏航系统 4
1.4 电气系统 5
1.5 控制系统 5
1.5.1 控制策略概述 7
1.5.2 控制策略设计 7
1.5.3 很优功率控制技术 11
1.6 监控系统 15
1.6.1 监控系统目标 15
1.6.2 监控系统特点 16
1.7 支撑结构 17
1.8 辅助系统 19
第2章 叶轮系统 21
2.1 叶片 21
2.1.1 叶片翼型介绍 21
2.1.2 叶片材料介绍 27
2.1.3 叶片气动设计 33
2.1.4 叶片结构设计 37
2.1.5 叶片工艺设计 44
2.1.6 叶片优化设计 53
2.2 变桨系统 58
2.2.1 变桨系统概述 59
2.2.2 变桨系统特点 61
2.2.3 变桨系统结构设计 63
2.2.4 变桨系统控制策略 74
2.3 轮毂 76
2.3.1 轮毂概述 76
2.3.2 轮毂设计流程 77
2.3.3 轮毂结构形式 79
2.3.4 轮毂形状 79
2.3.5 轮毂设计依据 80
参考文献 80
第3章 传动链系统 82
3.1 传动链系统概述 82
3.2 主轴 83
3.2.1 功能 83
3.2.2 结构 83
3.2.3 支撑方式 84
3.2.4 常用材料 85
3.2.5 设计关键技术 86
3.3 推力轴承 86
3.3.1 功能 86
3.3.2 结构及类型 86
3.3.3 选型设计关键技术 90
3.4 齿轮箱 94
3.4.1 功能 94
3.4.2 结构及类型 94
3.4.3 结构组成 95
3.4.4 选型设计关键技术 98
3.4.5 检测 100
3.5 弹性支撑 101
3.5.1 功能 101
3.5.2 结构及类型 101
3.5.3 选型设计关键技术 103
3.5.4 检测 104
3.6 高速联轴器 105
3.6.1 功能 105
3.6.2 结构及类型 105
3.6.3 选型设计关键技术 109
3.6.4 检测 111
3.7 高速轴制动器 112
3.7.1 功能 112
3.7.2 结构及类型 112
3.7.3 选型设计关键技术 114
3.7.4 检测 115
第4章 偏航系统 117
4.1 偏航系统概述 117
4.2 偏航系统关键技术 119
4.3 偏航轴承 121
4.3.1 功能 121
4.3.2 结构及类型 121
4.3.3 选型设计 121
4.4 偏航驱动器 122
4.4.1 功能 122
4.4.2 选型设计 122
4.4.3 偏航减速机设计要求 122
4.5 偏航制动系统 123
4.5.1 功能 123
4.5.2 结构及类型 124
4.5.3 偏航制动器选型设计 126
4.5.4 检测 127
第5章 电气系统 128
5.1 电气系统概述 128
5.2 电气系统关键技术 129
5.2.1 电网友好性技术 129
5.2.2 环境适应性技术 129
5.2.3 降耗提效技术 129
5.2.4 智能化技术 130
5.2.5 可维护性设计技术 130
5.3 低风速型双馈发电机 130
5.3.1 双馈发电机工作原理 131
5.3.2 低风速型双馈发电机设计 133
5.3.3 低风速型双馈发电机优化 139
5.4 变流器 142
5.4.1 变流器工作原理 142
5.4.2 变流器基本控制策略 142
5.4.3 变流器设计 147
5.5 智能监测技术 149
5.5.1 抗冰冻测风传感器 150
5.5.2 结冰监测 152
5.5.3 发电机轴承故障智能监测 152
5.6 安全系统 154
5.6.1 安全系统概况 154
5.6.2 安全系统设计标准 154
5.6.3 安全系统构成及功能设计 155
参考文献 159
第6章 控制系统 161
6.1 控制系统概述 161
6.1.1 控制系统的发展现状 162
6.1.2 控制系统的总体结构 163
6.1.3 控制系统的基本功能 164
6.2 控制系统硬件结构 164
6.2.1 可编程逻辑控制器的组成及其各部分功能 165
6.2.2 可编程逻辑控制器的工作原理 167
6.3 控制系统控制策略 168
6.3.1 控制系统的基本控制策略 168
6.3.2 性能提升与载荷控制技术 172
6.3.3 智能控制技术 180
6.4 控制策略设计与参数整定方法 183
6.4.1 控制系统的设计要求及工具 183
6.4.2 控制系统建模 184
6.4.3 控制状态分析和控制策略确定 186
6.4.4 控制参数设计与调整 186
第7章 监控系统 187
7.1 风电场监控系统 187
7.2 风电场监控关键技术 191
7.2.1 毫秒级全风场底层高速通信技术 191
7.2.2 高速通信技术 192
7.3 智能风电场管理系统架构设计 192
7.3.1 智能风电场服务系统设计 192
7.3.2 数据接口设计 194
7.3.3 数据库设计 196
7.4 场级能量优化管理系统设计 197
7.4.1 有功功率耦合控制技术 197
7.4.2 主动零误差控制技术 198
7.4.3 有功功率动态补偿技术 198
7.5 场级电网支撑技术方案设计 200
7.5.1 多维度能量寻优的电网友好性技术 200
7.5.2 有功功率变化鲁棒控制技术 201
7.5.3 无功功率-电压非线性自适应技术 203
7.5.4 频率快速响应动态补偿控制技术 203
7.6 风电场机组健康评估技术 204
参考文献 207
第8章 支撑结构 208
8.1 机架 208
8.1.1 结构 208
8.1.2 常用材料 209
8.1.3 设计流程 209
8.2 塔架 209
8.2.1 功能 209
8.2.2 结构及类型 210
8.2.3 塔架设计 213
8.2.4 塔筒检测 217
第9章 辅助系统 219
9.1 液压系统 219
9.1.1 功能 219
9.1.2 组成及原理 219
9.1.3 设计方法 220
9.1.4 检测 221
9.2 自动润滑系统 222
9.2.1 系统简介 222
9.2.2 类型及组成 222
9.2.3 选型设计 225
9.2.4 检测 226
9.3 风力机锁定机构 226
9.3.1 功能 226
9.3.2 结构及类型 226
9.3.3 选型设计 228
9.3.4 检测 228