风力发电原理与技术（第二版）（高等教育能源动力类专业教材）

本书是一本介绍风力发电原理与技术的专业教材，系统阐释了风能资源与转换原理、机组设备与结构、风电场运行与维护以及储能装置等内容。本书内容翔实、通俗易懂，适合各大院校相关专业的师生和风电从业人员阅读。本书是在第1版普通高等教育“十三五”规划教 材基础上，根据教育部新制定的“普通高等学校本科专业类教学质量国家标准”中能源动力类专业要求，并总结近几年教学研究和教学改革成果修订而成。在教学过程中发现，本书第1版内容与当前工程实际结合方面还有很大改进空间，有些章节的编排有待改进以便更符 合教学规律。第2版主要做了如下改进： （1）在维持原教材体系框架的基础上，增加了第八章?垂直轴风电机组；第九章分散式及离网风力发电系统，全书共9章。 （2）考虑近些年海上风电快速发展, 增加了海上风电的发展趋势与现状，海上风电机组基础形式等内容。 （3）随着电网储能技术快速发展，在本次修订中增加了抽水蓄能、电化学储能、压缩空气储能等储能相关的原理及应用知识板块。

韩巧丽，教授,内蒙古可再生能源学会副理事长。从事风力发电技术及流场测试等方面的教学和研究工作。 马广兴，教授，内蒙古可再生能源学会理事，内蒙古暖通空调学会秘书长。从事可再生能源应用与建筑节能等方面的教学和研究工作。 李明，博士，副教授，内蒙古可再生能源学会理事，长期从事风能开发利用方面教学研究工作，主讲本科生《风电场规划与设计》等课程。

第一章 绪论 第一节 能源与清洁能源 一、能源 二、清洁能源 第二节 风能利用历史及技术发展 一、风能利用历史 二、风力发电技术发展现状 三、风力发电产业趋势 第三节 风电机组概述 一、风力发电的基本原理 二、风电机组的类型 三、特殊型风电机组 四、风力发电运行模式的类型 五、风力发电的技术发展趋势 第四节 海上风力发电历程 第五节 风力发电产业与政策 一、国家风力发电产业与政策 二、地方层面风力发电产业与政策 思考题 参考文献 第二章 风的特性及风能 第一节 风的形成 一、三圈环流 二、季风环流 三、局地环流 第二节 风的特性 一、大气边界层 二、风的尺度 三、风的大小 四、风向 五、风能与风功率密度 六、极端风况 第三节 风的测量 一、测风系统 二、风速测量 第四节 风能资源储量分析 思考题 参考文献 第三章 风力机气动力学原理 第一节 风力机叶片翼型和气动力特性 一、翼型的起源 二、风力机翼型设计与选择 三、叶片翼型几何参数 四、升力和阻力 五、翼型截面对升阻力的影响 第二节 风能转换基本原理 一、贝茨理论 二、简化风车理论 三、涡流理论 第三节 风力机运行特性 一、影响风轮特性的参数 二、风电机组运行特性 三、风电机组运行控制 思考题 参考文献 第四章 风力发电机组的结构 第一节 风电机组的构成及分类 一、风电机组概述 二、风电机组的分类 三、大型水平轴并网风电机组的基本结构 第二节 风轮 一、叶片 二、变桨距系统 三、轮毂 第三节 风电机组传动系统 一、传动系统总体布置方式 二、主轴 三、轴承 四、齿轮箱 五、制动系统 六、联轴器 第四节 机舱、主机架与偏航系统 一、机舱 二、主机架 三、偏航系统 第五节 塔架与基础 一、塔架 二、陆上风电机组的基础 三、海上风电机组的基础 第六节 风电机组其他部件 一、避雷系统 二、消防系统 思考题 参考文献 第五章 风电机组发电机 第一节 风电机组发电机概述 一、风电机组发电机类型 二、永磁和励磁发电机的区别 第二节 发电机结构和工作原理 一、异步发电机 二、同步发电机 三、其他类型的发电机 第三节 发电机（电机） 设计基本参数 一、电机的主要尺寸 二、电机中的几何相似定律 三、电磁负荷的选择 四、电机主要尺寸比及主要尺寸的确定 思考题 参考文献 第六章 风力发电机组的控制及安全保护 第一节 风力发电机组的结构及控制 第二节 风力发电机组的控制技术 一、风力发电机组的控制目标和功能 二、风力发电机组控制系统结构 三、风力发电机组的运行控制过程 第三节 发电机的控制 一、并网风力发电系统中的发电机及控制 二、笼型异步变速恒频风力发电系统 三、绕线转子异步发电机及控制 四、交流励磁双馈发电机变速恒频系统 五、直驱型永磁风力发电机组的控制 第四节 风力发电机组信号检测 一、电量信号测量 二、速度信号测量 三、温度信号测量 第五节 偏航和变桨距控制系统 一、偏航控制系统 二、变桨距控制系统 第六节 风电机组的安全保护 一、机组运行安全保护系统 二、微控制器抗干扰保护系统 三、紧急故障安全链保护系统 四、风力发电机组防雷保护系统 五、接地保护系统 思考题 参考文献 第七章 风电场的规划与设计 第一节 我国风能的特点 一、中国风能资源分布特点 二、影响我国风能资源分布的气象条件 三、影响风能利用的灾害性天气 第二节 风能资源测量与评估 一、风能资源评估步骤 二、实地测风 三、测风塔的选址 四、风能资源评估参数 第三节 风电场宏观选址 一、风电场宏观选址程序 二、风电场宏观选址条件 三、风电场宏观选址步骤 第四节 风电场微观选址 一、风电场微观选址基本原则 二、风电场微观选址基本方法 三、风电场微观选址的步骤 四、机组选型与布置 思考题 参考文献 第八章 垂直轴风力发电机组 第一节 垂直轴风力发电机组概述 一、垂直轴风力发电机组的发展概况 二、垂直轴风力机的类型 三、垂直轴风力发电机的主要特点 第二节 垂直轴风力机基本原理 一、阻力型垂直轴风力机 二、升力型垂直轴风力机 第三节 达里厄风轮设计理论 一、达里厄风轮几何关系 二、风轮功率分析 三、风轮风能利用系数 第四节 垂直轴与水平轴风力机的对比 思考题 参考文献 第九章 分散式及离网型风力发电系统 第一节 离网型风电机组的发展情况 第二节 离网型风电机组的应用 一、向大用户直接供电 二、向农村、牧区、渔业供电 第三节 微小型风电机组的技术特点 第四节 微小型风力发电机组结构 一、风轮 二、发电机 三、塔架 四、控制器与变流器 五、蓄电池 六、其他装置 七、功率控制装置 第五节 互补发电系统 一、风-光互补发电系统 二、风-光-水-储多能互补系统 三、风-柴互补发电系统 四、风-氢耦合发电系统 五、风-光-氢综合能源发电系统 第六节 储能装置 一、抽水蓄能 二、压缩空气储能 三、飞轮储能 四、化学储能 五、超导储能 六、超级电容储能 七、储热 八、储氢 思考题 参考文献