風電場電氣係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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馬宏忠等編著 著

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• 電力係統
• 風機控製
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齣版社： 中國水利水電齣版社

ISBN：9787517048374

商品編碼：14565821754

開本：其他

齣版時間：2017-03-01

頁數：354

字數：546000

風電場電氣係統 作  者:馬宏忠 等 編著 定  價:79 齣 版 社:中國水利水電齣版社 齣版日期:2017年03月01日 頁  數:354 裝  幀:平裝 ISBN:9787517048374 ●前言
●第1章風電場電氣係統概述
●1.1風力發電概述
●1.2電氣係統和電力係統
●1.3風電場電氣係統
●1.4風電場電壓與頻率
●第2章風電場電氣主接綫
●2.1電氣主接綫概述
●2.2電氣主接綫的基本形式
●2.3風電場升壓變電站電氣主接綫
●2.4風電場電氣主接綫典型方案
●第3章風電場短路電流計算
●3.1短路的一般概念
●3.2短路計算的目的和方法
●3.3風電場短路電流計算
●第4章風電場的導體
●4.1風電場載流導體
●4.2載流導體的發熱與電動力
●4.3載流導體的選擇
●第5章風電場主要電氣設備與選擇
●部分目錄

內容簡介

《風電場電氣係統》是《風力發電工程技術叢書》之一，主要講述風電場電氣係統方麵內容。全書共11章，包括風電場電氣係統概述、風電場電氣主接綫、風電場短路電流計算、風電場的導體、風電場主要電氣設備與選擇、風電場集電綫路設計、風電場防雷與接地係統、風電場的控製與安全保護係統、海上風電場電氣係統、風電場內集電綫路及光纜綫路施工技術以及風電場無功補償等內容。 馬宏忠 等 編著 馬宏忠，男，九三學社社員，博士，教授，博士生導師，河海大學電力係統自動化研究所所長。主要從事電力設備狀態監測、故障診斷與健康預警研究。

《風力發電技術與實踐》 本書全麵深入地探討瞭風力發電技術的核心要素、工程實踐及其在可持續能源發展中的關鍵作用。從風能資源評估到風力發電機組的設計、選型、安裝、運行與維護，再到風電場的規劃、建設和並網，本書旨在為讀者提供一個係統、詳盡的知識框架。 第一部分：風能資源與風力機基礎 本部分首先介紹瞭風能作為一種清潔、可再生的能源形式，其在全球能源結構轉型中的重要地位。我們將從微觀和宏觀兩個層麵分析風能資源的特點： 風能的物理特性與統計分析： 深入解析風速、風嚮、風的湍流強度、切變等基本物理參數。詳細介紹常用的風能資源評估方法，包括測風塔觀測、遙感技術（如衛星遙感、雷達）、模型預報等。闡述不同時間尺度（日變化、季節變化、年際變化）和空間尺度（局地、區域）的風能變化規律。重點講解風速分布模型（如韋布爾分布、瑞利分布）及其在風能估算中的應用，以及風的能量密度計算方法。 風力發電機組的基本原理： 詳細闡述風力發電機組將風能轉化為電能的工作原理，聚焦於空氣動力學基礎。講解葉片的氣動設計，包括翼型選擇、攻角、升力和阻力係數等。分析不同類型的風力機（如水平軸風力機、垂直軸風力機）的優缺點及其適用場景。詳細介紹風力機的主要組成部分，如葉片、輪轂、傳動係統（齒輪箱、直驅）、發電機、偏航係統、變槳係統、塔架、控製係統等，並闡述各部件的功能和工作機製。 風力機性能參數與效率： 講解風力機的額定功率、起動風速、切入風速、切齣風速、額定風速、功率麯綫等關鍵性能參數。深入分析風力機的能量轉換效率，以及影響效率的關鍵因素，如氣動效率、機械效率、電氣效率等。介紹功率係數（Cp）的概念及其理論極限（貝茲極限）。 第二部分：風力發電機組設計與集成 本部分將深入探討風力發電機組的設計考量、關鍵技術以及係統集成問題，為理解風機的技術細節奠定基礎。 氣動與結構設計： 詳細介紹風力機葉片的氣動設計流程，包括翼型優化、葉型扭麯設計、葉尖速比優化等。分析葉片在運行過程中承受的風載荷、離心力、慣性力等各種載荷，以及這些載荷對葉片結構的影響。探討葉片材料選擇（如玻璃縴維、碳縴維復閤材料）及其對性能和壽命的影響。介紹葉片製造工藝和質量控製。 傳動係統與發電機技術： 深入研究風力機的傳動係統，包括傳統的齒輪箱式傳動和日益普及的直驅式傳動。對比分析不同傳動方案的優缺點，如效率、可靠性、維護成本、噪音等。詳細講解各種類型的發電機在風力機中的應用，如異步發電機（籠型、繞綫型）、同步發電機（永磁同步、勵磁同步）。重點分析不同發電機技術對風力機性能、電網友好性和成本的影響。 控製係統與安全保障： 詳述風力機的控製係統，包括變槳控製、偏航控製、速度控製等。講解PID控製器、模糊邏輯控製器等常用控製算法在風力機控製中的應用。分析風力機在不同風況下的運行策略，如恒定槳距角運行、恒定轉速運行、恒定功率運行等。重點介紹風力機的安全保護機製，如過速保護、過載保護、短路保護、雷擊保護等，以及緊急停機程序。 電氣係統集成與變流器技術： 深入研究風力機內部的電氣係統，包括電纜、連接器、斷路器、接地係統等。重點介紹風力機變流器的作用，包括功率變換、電網友好性接口、故障穿越能力等。詳細分析不同類型的變流器拓撲結構（如兩電平、三電平、多電平）及其在風力機中的應用。講解變流器對風力機輸齣電能質量的影響。 第三部分：風電場規劃與建設 本部分將視角從單颱風機擴展到風電場整體，重點關注風電場的選址、規劃、設計、建設、調試等全過程。 風電場選址與微觀選址： 詳細介紹風電場選址的原則與流程，包括宏觀選址（考慮風能資源、電網接入、環保要求、土地條件、社會接受度等）和微觀選址（考慮地形、障礙物、風機間的氣流乾擾、交通可達性、施工條件等）。講解如何利用風能資源評估軟件和地形分析工具進行精細選址。 風電場布局與設計： 深入分析風電場內部風機布局的影響因素，如尾流效應（wake effect）對風機性能和整個風電場輸齣功率的影響。介紹常用的風機陣列布局優化方法，以最小化尾流損失，最大化風電場總輸齣。講解風電場內道路、平颱、電纜路由等基礎設施的設計與規劃。 風電場建設與施工： 詳細介紹風電場建設的主要工程環節，包括土建工程（基礎施工、道路修建）、設備運輸與吊裝（大部件運輸、高精度吊裝技術）、電氣安裝（集電綫、升壓站建設）等。強調施工過程中的安全管理、質量控製與環境保護措施。 風電場調試與驗收： 介紹風電場並網前的調試內容，包括單機調試、電氣連接測試、控製係統測試、安全係統測試等。講解風電場的整體性能測試與驗收標準，包括發電量測試、電能質量測試、可靠性測試等。 第四部分：風電場的運行、維護與並網 本部分聚焦於風電場的生命周期管理，涵蓋瞭風電場的日常運行、維護策略、性能優化以及與電網的交互。 風電場運行管理： 闡述風電場的日常運行策略，包括遠程監控、故障診斷、發電量預測、優化運行等。介紹風電場運行管理平颱的功能與應用。 風電場維護策略： 詳細介紹風力發電機組的維護類型，包括預防性維護、預測性維護和糾正性維護。講解關鍵部件（如齒輪箱、軸承、葉片）的定期檢查與維護要點。探討風力機健康監測係統（condition monitoring system, CMS）在預測性維護中的作用。 風電場性能優化與經濟性分析： 分析影響風電場發電性能的因素，並介紹性能優化技術，如風機狀態優化、陣列優化等。對風電場的經濟性進行分析，包括投資成本、運維成本、發電收益、投資迴報率等。 風電並網技術與電網影響： 深入研究風電場與電網的連接方式，包括集電綫路、升壓站、輸電綫路等。講解風電並網的技術要求，如電壓等級、頻率穩定性、功率波動性、電能質量等。分析風電並網對電網穩定性的影響，以及相應的解決方案，如調頻調壓、儲能技術、柔性交流輸電係統（FACTS）等。探討風電場在電網中的調度與運行模式。 第五部分：風電技術的未來發展 本部分將展望風電技術的發展趨勢，探討前沿技術在提升風能利用效率、降低成本、拓展應用領域等方麵的新機遇。 大型化與智能化趨勢： 探討風力發電機組嚮更大功率、更大葉輪直徑發展的趨勢，以及由此帶來的技術挑戰與機遇。介紹風電場智能化技術，如大數據分析、人工智能、物聯網等在風電場運行維護、故障預測、性能優化中的應用。 海上風電技術： 詳細介紹海上風電場的特點、優勢與挑戰，包括不同基礎類型（固定式、漂浮式）的設計與應用。探討海上風電場的安裝、維護以及麵臨的海上環境影響。 新型風力機技術： 介紹垂直軸風力機、分布式風力機、低風速風力機等新型風力機的研究與應用進展。 風電與儲能協同： 探討風電與儲能係統（如電池儲能、抽水蓄能）的結閤，以解決風電輸齣波動的難題，提高電網的穩定性與可靠性。 風電與其他可再生能源融閤： 展望風電與其他可再生能源（如太陽能、生物質能）的協同發展，構建更加清潔、高效、智能的能源係統。 本書的編寫力求理論與實踐相結閤，內容詳實，圖文並茂，旨在為從事風能研究、風電場設計、工程建設、運行維護以及相關行業的專業人士提供有價值的參考，並幫助對風力發電技術感興趣的讀者建立起全麵而深入的認識。

評分☆☆☆☆☆

（評價九） 這本書的齣現，徹底顛覆瞭我對風電場電氣係統“艱深晦澀”的刻闆印象。作者以一種極其人性化的視角，帶領我一步步深入這個龐大而精密的電氣王國。我特彆喜歡書中關於風電場變電站設計的章節，它詳細介紹瞭變電站的構成，包括高壓開關設備、變壓器、電容器組、避雷器等關鍵設備的選擇原則和布置方式。作者並沒有僅僅列齣設備參數，而是結閤風電場特殊的運行工況，深入分析瞭各種設備在實際應用中的性能要求和可靠性考量。書中還對風電場直流側的故障診斷和保護進行瞭深入的論述，這部分內容對於理解風電機組內部的電氣故障，以及如何進行有效的隔離和修復，有著至關重要的意義。我從中學習到瞭許多關於直流電纜的絕緣問題、直流斷路器的選型原則，以及直流側的接地保護等方麵的知識。

評分☆☆☆☆☆

（評價十） 當我閤上這本書的最後一頁，我感覺自己仿佛經曆瞭一次完整的風電場電氣係統的“體檢”。作者以一種極其細緻入微的筆觸，勾勒齣瞭風電場從“心髒”到“血管”，再到“神經係統”的完整電氣架構。我尤其對書中關於風電場電網接入的技術要求和挑戰的論述印象深刻。它詳細介紹瞭風電場需要滿足的各種並網標準，包括電壓偏差、頻率偏差、暫態穩定性、以及動態無功功率支撐等方麵的要求。作者還深入分析瞭風電場在並網過程中可能遇到的各種問題，例如電網的慣量不足、電壓不穩定等，並提齣瞭相應的解決方案。書中對風電場電氣係統的經濟性評估也進行瞭詳細的介紹，包括初始投資、運行成本、維護成本以及預期收益等，這讓我對風電場的商業可行性有瞭更全麵的認識。這本書的價值，在於它不僅教授瞭知識，更傳遞瞭一種嚴謹細緻的工程思維。

評分☆☆☆☆☆

（評價七） 從這本書中，我汲取瞭前所未有的風電場電氣知識，這讓我對這個新興産業有瞭更深入的理解。作者在書中對風電場電氣係統的風險管理進行瞭全麵的分析，他詳細探討瞭從設計、施工到運行維護過程中可能齣現的各類風險，並提齣瞭相應的應對策略。這包括對自然災害（如颱風、雷電）的防護，對設備故障的預警和快速響應機製，以及對電網衝擊的應對方案等。書中還對風電場的電磁兼容性（EMC）進行瞭專題論述，這對於保障風電場與周邊電子設備的相互影響至關重要。作者通過列舉一些典型的電磁乾擾場景，以及相應的抑製措施，讓我對風電場在電磁環境中的“角色”有瞭更深刻的認識。我尤其欣賞書中在討論某個技術難點時，總是會引入相關的國傢標準和行業規範，這使得書中的論述更加權威，也更具指導意義。

評分☆☆☆☆☆

（評價八） 對於像我這樣希望快速入門風電電氣領域的研究生來說，這本書無疑是一份寶貴的禮物。它不僅提供瞭紮實的理論基礎，更注重將理論與實際工程緊密結閤。書中對風電場電氣設計的生命周期進行瞭詳細的闡述，從前期的可行性研究、詳細設計，到施工建設、並網調試，再到後期的運行維護和報廢，每個階段都涉及瞭復雜的電氣工程問題。作者通過對風電場電氣係統可靠性工程的深入探討，讓我明白瞭如何從設計源頭就保證係統的穩定運行，以及如何通過持續的監測和維護來延長設備壽命。書中還對風電場數字化和智能化技術的發展，如智能變電站、預測性維護等，進行瞭前瞻性的展望，這讓我對風電行業的未來發展充滿瞭期待。我特彆喜歡書中在分析某個復雜係統時，能夠清晰地劃分類彆，然後逐一講解，這種結構化的講解方式，大大降低瞭學習的難度。

評分☆☆☆☆☆

（評價六） 一直以來，我都對風力發電這項清潔能源充滿瞭好奇，而這本書則像一扇窗戶，讓我得以窺見風電場背後那龐大而精密的電氣世界。作者的文筆流暢，邏輯清晰，將原本可能枯燥的技術內容，寫得生動有趣。我尤其對書中關於風電機組電氣部分的講解記憶猶新，它詳細介紹瞭發電機、變流器、以及控製係統的組成和工作原理。作者通過對不同類型風力發電機電氣架構的對比分析，讓我清晰地認識到，在追求效率和穩定性的同時，各種設計方案之間存在的權衡與取捨。書中還對風電場直流匯集係統進行瞭詳細的論述，包括直流輸電的技術特點、關鍵設備以及在風電場中的典型應用場景。這部分內容讓我對如何將分散的風力資源集中起來，並高效地輸送到遠方，有瞭更直觀的理解。同時，書中對於風電場電氣設備的老化和維護策略的探討，也讓我意識到，風電場並非一勞永逸的工程，而是需要持續的關注和精心的維護。

評分☆☆☆☆☆

（評價二） 這本書給我的感覺，就像是請瞭一位經驗豐富的風電工程師，坐在我身邊，用最樸實易懂的語言，給我講授風電場那些復雜而又迷人的電氣知識。我一直覺得，電氣係統這種東西，要麼枯燥乏味，要麼讓人望而生畏，但這本書卻打破瞭我的固有印象。它沒有迴避技術細節，比如那些關於電壓等級、電流互感器、斷路器等核心部件的描述，但卻用一種循序漸進的方式，將它們與整個風電場的運作緊密聯係起來。我能感覺到作者在文字中傾注瞭大量的心血，力求讓每一個概念都清晰明瞭。比如，在講解風電場並網係統時，書中不僅解釋瞭不同類型變壓器的作用，還深入分析瞭功率因數補償、諧波治理等關鍵技術。這些內容對於我理解風電場的電氣設計至關重要，讓我不再局限於“發電機發電，電纜輸電”的簡單認知。書中還用不少篇幅介紹瞭風電場常見的故障分析和保護策略，這部分內容尤其實用。作者通過列舉一些實際案例，生動地展示瞭各種電氣故障是如何發生的，以及相應的保護裝置是如何發揮作用的，從而保障瞭風電場的安全穩定運行。讀完這部分，我仿佛也掌握瞭一些“排查故障”的初步技能，對風電場電氣係統的可靠性有瞭更深的認識。

評分☆☆☆☆☆

（評價三） 我本以為，閱讀一本關於風電場電氣係統的書籍，可能會是一場枯燥的“數字轟炸”，但這本書卻意外地讓我沉浸其中，甚至有些愛不釋手。它巧妙地平衡瞭技術深度與閱讀體驗，讓我在學習專業知識的同時，也能體會到風電産業蓬勃發展的脈搏。書中對於風電場整體電氣結構的描繪，從單個風力發電機組內部的電氣連接，到集電係統、升壓站的配置，再到最終接入輸電網絡的完整鏈路，都進行瞭詳盡的梳理。我尤其贊賞作者在解釋電氣設備原理時，引入的那些形象的比喻和生動的插圖，這使得那些抽象的概念變得鮮活起來，也更容易被我理解和記憶。例如，在介紹風力發電機組的變槳控製係統時，書中並沒有止步於描述其功能，而是詳細解釋瞭控製信號是如何産生的，以及它如何影響葉片的迎角，進而調節輸齣功率，整個過程的描述如同抽絲剝繭，清晰可見。此外，書中關於電能質量管理的內容也讓我大開眼界。它不僅指齣瞭風電場可能對電網造成的電能質量影響，還深入介紹瞭各種抑製諧波、穩定電壓的方法，讓我看到瞭風電技術在不斷進步中，如何努力實現與傳統電網的和諧共存。

評分☆☆☆☆☆

（評價五） 當我開始閱讀這本書時，我就知道我找到瞭一位能夠與我一同探索風電場電氣係統奧秘的嚮導。作者的敘述風格非常獨特，他總能用一種引人入勝的方式，將復雜的電氣知識娓娓道來。我尤其喜歡書中對於風電場電氣安全設計的探討。在闡述接地係統、雷擊防護、以及電氣設備的絕緣要求時，作者並沒有僅僅停留在條條框框的規定上，而是深入剖析瞭這些措施背後的科學原理，以及它們在實際運行中是如何保障人員和設備的安全的。他通過一些生動的比喻，比如將接地係統比作“泄洪通道”，將絕緣比作“保護屏障”，讓我這個非電氣專業齣身的讀者，也能深刻理解這些安全措施的重要性。書中還涉及瞭許多關於風電場運行的經濟性分析，比如如何通過優化電氣設計來降低運維成本，如何通過提高電能質量來獲得更高的電網接入收益等等。這些內容讓我對風電場的整體價值有瞭更全麵的認識，不再僅僅關注其發電能力。

評分☆☆☆☆☆

（評價四） 對於我這樣一個在風電領域摸索多年的工程師來說，能夠找到一本如此詳實而又不失前瞻性的著作，實屬不易。這本書讓我看到瞭風電場電氣係統設計與運行的新思路，也為我日常工作中遇到的許多疑難問題，提供瞭一些新的啓發。書中對於直流輸電技術在大型風電場中的應用，以及柔性直流輸電（HVDC）在解決遠距離輸電損耗和電網穩定性方麵的優勢，進行瞭深入的闡述。這部分內容對我來說尤為重要，因為它直接關係到如何更有效地利用和輸送風電資源。此外，書中對於風電場故障診斷和狀態監測技術的發展趨勢，也進行瞭很好的預判。從基於模型的診斷方法，到數據驅動的機器學習應用，作者展示瞭如何通過先進的技術手段，提高風電場的運行效率和預測能力。這種對未來技術方嚮的洞察，讓我感到非常有價值。我特彆欣賞書中在討論某個技術問題時，總是會追溯到其背後的物理原理和工程實踐，而不是簡單地羅列結論。這種嚴謹的治學態度，讓這本書的論述更具說服力，也更容易讓我將其應用到實際工作中。

評分☆☆☆☆☆

（評價一） 當我翻開這本書的封麵，一股來自廣袤平原的微風似乎就撲麵而來，仿佛能聽到遠處風力發電機巨大的葉片在鏇轉中奏響的樂章。這本書並沒有像我之前讀過的許多技術書籍那樣，上來就堆砌晦澀的公式和原理，而是以一種更貼近實際應用的方式，帶領我一步步走進風電場這個充滿活力的世界。從最初對風電場宏觀布局的介紹，到對各個組成部分——那些高聳入雲的發電塔、它們之間的連接電纜、以及最終將電力輸送到韆傢萬戶的變電站——的細緻剖析，都讓我感覺像是親身站在瞭風電場的現場，感受著科技的力量。我尤其對書中關於風力發電機組的選型和布置部分印象深刻，作者並沒有簡單地列齣各種型號的優缺點，而是結閤瞭實際的地理條件、風能資源評估以及經濟效益等多方麵因素，詳細闡述瞭如何做齣最優化的決策。這種理論與實踐相結閤的敘述方式，對於我這樣一個對風電領域充滿好奇但又缺乏專業背景的讀者來說，無疑是極大的福音。它讓我明白瞭，建造一座風電場絕非易事，背後凝聚瞭多少工程師的心血與智慧。書中對於風電場運行過程中可能遇到的各種挑戰，比如電網的穩定性、電力的波動性，以及如何通過先進的控製技術來解決這些問題，也做瞭深入的探討。讀到這裏，我仿佛看到瞭一個更加智能、更加可靠的風電未來。