风电场运维与风力发电机维护及保养 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 韦恩基尔柯林斯Wayne Kilcollin 著

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• 维护保养
• 风电场
• 可再生能源
• 新能源
• 电气工程
• 电力系统
• 故障诊断
• 技术手册

店铺： 今古传奇图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111549024

商品编码：28671743248

包装：平装-胶订

出版时间：2016-12-01

基本信息

书名:风电场运维与风力发电机维护及保养

定价：139.00元

售价：86.2元,便宜52.8元,折扣62

作者:韦恩基尔柯林斯(Wayne Kilcollins)

出版社：机械工业出版社

出版日期：2016-12-01

ISBN：9787111549024

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

《风电场运维与风力发电机维护及保养》（《Maintenance Fundamentals for Wind Technicians》）对于风电技术人员来说非常实用且易于理解，内容涵盖非常全面，适合风电领域的电气和机械技术人员阅读。除主要内容外，《风电场运维与风力发电机维护及保养》（《Maintenance Fundamentals for Wind Technicians》）书中动手练习、应用指导、故障处理技巧和学习目标，是掌握风电行业技能的一把钥匙，读者能够从中学到怎样成功地对风力发电机组进行维护保养、服务和故障处理。《风电场运维与风力发电机维护及保养》（《Maintenance Fundamentals for Wind Technicians》）的主要特点包括：1.强调安全理念，帮助读者学会怎样去降低或消除潜在的安全风险；2.强化技术概念，阐明预防性维护如何能够改善风力发电机组的设备性能；3.注重知识介绍，帮助技术人员全面了解机械和电气这两个领域的相关知识；4.重申安全作业，教会读者怎样去安全地实施作业项目；5.突出实践案例，帮助读者理解预防性维护作业的实践技能。

内容提要

《风电场运维与风力发电机维护及保养》（《Maintenance Fundamentals for Wind Technicians》）是一本介绍风力发电机组维护要求的专业教材。《风电场运维与风力发电机维护及保养》（《Maintenance Fundamentals for Wind Technicians》）介绍了风电行业的发展背景，以及技术人员就业所需的培训和发展方向。~3章介绍了风机维护作业需要注意的安全事项，第4~8章介绍了风机维护作业所需掌握的基础知识，第9~15章则主要讲述了风机各部位的维护保养要求，6章和7章讨论了如何利用系统采集的数据和信息来开发出更高效的维护方案和服务策略。《风电场运维与风力发电机维护及保养》（《Maintenance Fundamentals for Wind Technicians》）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。

目录

作者介绍

韦恩?基尔柯林斯（Wayne Kilcollins）是北缅因社区学院风能技术项目的主要。他在电气部件制造领域有超过25年的工作经验，曾就职于贝尔实验室（Bell labs）、Control device、First Technology和GE风能等多家知名公司。整个职业生涯中，他曾经负责过的项目包括地下水应用光纤通讯系统的研发、机电回路保护设备的设计与开发等，另外还培训过电气和机械技术人员处理自动化设备的故障。当然，他在风电技术领域的经验也相当丰富，熟悉风力发电机组的功能原理以及维护保养作业内容。另外，他在美国风能协会的教育工作小组、缅因风电行业发起组织和缅因州可再生能源赴欧代表团等组织内部扮演着非常重要的角色，迅速而有效地推进了整个团队的发展。

文摘

序言

风电场运维与风力发电机维护及保养 内容概述 本书聚焦于风电场全生命周期内的运营与维护（O&M）环节，深入阐述了风力发电机组的日常维护、故障诊断、预防性保养以及设备升级等关键技术与实践。内容涵盖了从风机设计原理、关键部件性能分析，到现场运维流程、安全规范、数据管理，以及新兴运维技术的应用。旨在为风电场运营商、运维工程师、技术人员以及相关行业从业者提供一套系统、详实、实用的操作指南与理论参考。 第一部分：风电场运维基础 1. 风电场概述与发展趋势： 风电场组成与功能： 详细介绍风电场由风力发电机组、升压站、集电线路、监控中心等核心部分构成，以及各部分在能量捕获、传输、升压和管理中的作用。 中国及全球风电产业现状与发展： 分析当前全球风电装机容量、市场格局、技术进步（如叶片大型化、智能化控制、海上风电等），以及政策驱动下的未来发展方向。 风电场运维的战略意义： 强调高效运维对于提升风电场发电量、降低度电成本、延长设备寿命、保障电网稳定运行的重要性，以及其在风电产业经济效益中的核心地位。 2. 风力发电机组结构与工作原理： 机组整体架构： 剖析风力发电机组（以主流的双馈异步发电机或永磁直驱发电机为例）的五大核心部件：叶片、轮毂、增速箱（若有）、发电机、控制系统、塔筒。 关键部件详解： 叶片： 材料特性（玻璃钢、碳纤维）、气动设计、结构应力分析、制造工艺、常见的损伤类型（腐蚀、裂纹、磨损）及其影响。 轮毂： 连接叶片与传动系统的枢纽，其结构强度、密封性、液压/机械装置（如变桨系统）的工作原理。 增速箱（齿轮箱）： 关键的能量传递环节，分析其传动原理、润滑系统、轴承、齿轮的失效模式（点蚀、磨损、断齿）及早期预警方法。 发电机： 双馈异步发电机（DFIG）的励磁原理、定子与转子绕组、变流器在其中的作用；永磁直驱发电机的结构特点、稀土永磁体的应用、无刷设计。 控制系统（电控系统）： 包括变桨控制、偏航控制、调速控制、安全保护系统。重点介绍各种传感器的作用（风速仪、风向标、编码器、温度传感器、振动传感器等）以及控制器（PLC/DCS）的逻辑。 变桨系统： 叶片角度调节的核心，分析液压、电动等不同变桨方式，其执行机构、液压油路、密封件的维护要点。 偏航系统： 调整风机朝向以迎风，讲解驱动电机、减速器、制动器、限位开关等部件。 塔筒与基础： 结构形式（钢筒、混凝土）、抗风设计、基础类型（陆上桩基础、重力基础；海上导管架、单桩、吸力桩等）及其检测与维护。 辅助系统： 液压系统（变桨、制动）、润滑系统（增速箱、轴承）、冷却系统（发电机、变流器）、电缆管理系统、接地系统等。 3. 风电场运维策略与流程： 运维模式选择： 自建自维、委托第三方运维、制造商运维等模式的优劣分析。 风险管理与安全生产： 安全管理体系： 建立健全安全管理规章制度、操作规程、应急预案。 高风险作业管理： 登高作业、带电作业、受限空间作业、吊装作业的安全技术要求与防护措施。 电气安全： 防触电、防火、防雷击的安全措施。 个人防护装备（PPE）： 安全帽、安全带、绝缘手套、安全鞋等的使用规范。 应急响应与事故处理： 针对火灾、机械故障、高空坠落等情况的应急预案与演练。 日常巡检与检查： 基础巡检： 塔筒外部、基础区域、升压站设备外观检查。 机舱内部巡检： 检查增速箱、发电机、液压系统、电气柜、变流器、控制柜等关键设备有无异响、漏油、过热、松动。 叶片检查： 目视检查叶片表面有无损伤，并结合专用设备（如无人机）进行高空细致检查。 电气系统检查： 检查电缆、连接器、开关、传感器等。 定期维护与保养： 润滑与加油： 根据设备制造商要求，对增速箱、轴承、偏航回转支承等进行定期润滑和更换润滑油。 清洁： 清洁机舱内部、叶片表面、电气设备。 紧固： 检查并紧固松动的螺栓、螺母、连接件。 电气检修： 检查、清洁、紧固电气连接点，测试绝缘电阻。 液压系统维护： 检查液压油位、油质，更换液压滤芯，检查油管及接头有无泄漏。 故障诊断与排除： 故障类型分类： 机械故障、电气故障、控制故障、液压故障、叶片故障等。 故障诊断方法： 目视检查与听诊： 直接观察和倾听设备运行状态。 数据分析： 结合SCADA系统、故障报警信息、趋势分析数据进行诊断。 设备检测技术： 振动分析、红外热成像、超声波检测、油液分析等。 电气测量： 万用表、示波器、绝缘电阻表等的使用。 PLC/DCS故障诊断： 读取故障代码，分析程序逻辑。 常见故障与处理： 增速箱异响、过热、漏油： 检查油位、油温、油质，进行振动分析，必要时进行齿轮、轴承检查。 发电机过热、跳闸： 检查冷却系统，检测绕组绝缘，分析变流器运行状态。 变桨系统失灵： 检查液压系统压力、油位、滤芯，检查变桨电机、传感器、控制电路。 偏航系统故障： 检查偏航电机、减速器、限位开关、传感器。 叶片损伤： 识别损伤类型，评估对发电性能和结构安全的影响，制定修复方案。 电气系统故障： 检查电缆、接头、传感器、控制单元。 第二部分：风力发电机组关键部件维护与保养 1. 叶片维护与修复： 叶片检测技术： 飞机的视角检查、地面高清相机拍摄、无人机巡检、高空绳索检测。 常见叶片损伤类型： 边缘腐蚀、雷击损伤、材料疲劳裂纹、表面磨损、制造缺陷。 叶片修复工艺： 表面打磨与清洁： 清除污染物、旧漆层。 材料修补： 玻璃纤维、环氧树脂、填料等材料的应用。 表面涂层： 防腐蚀、抗紫外线、抗磨损涂层的喷涂。 结构性修复： 对于严重裂纹或内部损伤的修复。 叶片保护措施： 雷击保护系统检查与维护，防腐蚀涂层。 2. 增速箱（齿轮箱）维护与保养： 润滑系统管理： 润滑油的选型、更换周期、过滤、监测（粘度、水分、颗粒物、添加剂）。 轴承维护： 轴承的早期损伤诊断（振动监测、声学监测），润滑不良、污染物进入、过载等失效原因分析。 齿轮副维护： 齿轮的磨损、点蚀、裂纹、断齿的诊断，传动啮合的检查。 密封件维护： 检查油封、O型圈的完整性，防止漏油。 箱体检查： 检查箱体有无裂纹、变形。 油液分析： 定期进行齿轮油分析，提前预警设备潜在问题。 3. 发电机与变流器维护： 发电机绕组维护： 绝缘状态检测（耐压测试、绝缘电阻测试），绕组温升监测，端部清洁。 冷却系统维护： 空气冷却、水冷却系统的清洁、风扇叶片检查、水泵、散热器检查。 变流器维护： 功率模块、电容、控制板、散热系统的检查与清洁，软件更新与故障诊断。 电气连接点维护： 检查、紧固、清洁汇流排、端子排等。 4. 控制与电气系统维护： 传感器维护： 风速风向仪的校准与清洁，编码器、限位开关、温度传感器的功能测试。 控制柜维护： 清洁内部灰尘，检查电缆连接，测试继电器、接触器。 通信系统维护： SCADA系统、PLC通信、现场总线通信的稳定性检查。 接地与防雷系统： 定期检查接地电阻，防雷装置的完好性。 5. 液压与辅助系统维护： 液压系统： 液压油的过滤与更换，管路、接头的检查，油泵、阀组的性能检测。 润滑系统： 自动润滑装置的检查与维护。 制动系统： 制动盘、制动片、制动液压缸的检查与调整。 第三部分：先进运维技术与管理 1. 数据驱动的预测性维护： SCADA系统应用： 实时监测风机运行数据（功率、转速、风速、温度、振动等），建立数据基线。 数据分析方法： 趋势分析、异常检测、故障模式识别、设备健康指数（CHI）评估。 状态监测系统（CMS）： 振动监测、油液监测、超声波监测等技术在故障早期预警中的应用。 机器学习与人工智能： 在故障预测、寿命评估、优化维护计划方面的应用前景。 2. 数字化运维与智能化管理： 运维管理平台（CMMS）： 任务分配、工单管理、备件管理、知识库构建。 移动运维工具： 手机App、平板电脑在现场数据采集、工单处理中的应用。 远程监控与诊断： 通过网络实现对风机的远程监控、故障诊断和部分控制。 三维可视化与数字孪生： 在风机模型上进行状态展示、故障模拟、维护规划。 3. 备件管理与供应链优化： 备件需求预测： 基于设备寿命、故障率、维修周期等因素预测备件需求。 备件库存管理： 合理设置库存水平，降低库存成本，确保关键备件的可用性。 供应商管理： 建立可靠的备件供应渠道。 4. 运维团队建设与培训： 技能要求： 机械、电气、控制、信息技术等复合型人才需求。 培训体系： 新员工岗前培训、技术进阶培训、安全技能培训、新设备新技术的培训。 知识管理： 建立知识库，分享故障案例、维修经验。 5. 风电场性能优化： 发电量提升： 调整风机运行参数，优化叶片气动性能，解决尾流效应。 载荷载荷管理： 通过智能控制减少风机受到的非必要载荷，延长设备寿命。 第三方检测与评估： 独立第三方对风机状态、性能进行评估，提供优化建议。 结论 本书致力于为读者提供一个全面、深入、实用的风电场运维知识体系。通过对风力发电机组的结构原理、维护保养、故障诊断以及先进运维技术的细致讲解，旨在帮助读者掌握高效、安全的运维方法，从而最大限度地提高风电场的发电效率、可靠性和经济效益，推动中国风电产业的可持续发展。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一位对风电技术原理充满好奇的普通读者来说，理解风力发电的物理过程是关键。我希望这本书能够以一种通俗易懂的方式，解释风力如何转化为机械能，再转化为电能的原理。例如，叶片的设计是如何捕捉风能的？不同形状和尺寸的叶片，在效率上会有何差异？风力发电机的核心部件，如增速箱、发电机，它们各自的工作原理是什么？书中是否会通过生动的图解或模拟动画（如果书中包含的话）来展示这些过程，让我能够更直观地理解？我特别想知道，风力发电机的额定功率是如何确定的？在不同风速下，发电机的输出功率是如何变化的？书中是否会涉及一些基础的物理概念，例如伯努努力定律、动量理论等，并将其应用于解释风力发电机的效率？我期待这本书能够提供一个清晰的技术入门指南，让我能够理解风力发电背后的科学原理，从而对风力发电的工程技术有初步的认识。我希望这本书能够解答我心中关于“风是如何被‘抓住’并变成电”的疑问。

评分☆☆☆☆☆

我一直对风电场与当地社区的互动关系非常感兴趣。风电场的建设和运营，不可避免地会影响到当地的居民和环境。我希望这本书能够探讨风电场开发过程中，与当地社区沟通和协商的重要性。例如，在项目选址和规划阶段，如何充分听取和回应社区的关切？风电场项目对当地的经济发展，例如就业机会、税收收入等方面，会带来哪些积极影响？同时，书中是否会提及一些可能存在的负面影响，例如噪音、视觉景观等，以及如何通过技术和管理手段来减轻这些影响？我期待能够了解到一些关于风电场与社区合作共赢的成功案例，例如如何通过利益共享机制，让社区居民也能够从风电项目中获益。此外，我也对风电场在社会责任方面的实践感到好奇。书中是否会介绍一些风电企业在履行社会责任、回馈社区方面的具体措施？我希望这本书能够让我理解，风电场不仅是一个能源生产设施，更是与当地社会紧密相连的有机体，其发展需要平衡经济、环境和社会等多方面的利益。

评分☆☆☆☆☆

我一直对工程项目管理和质量控制的细节充满了探究欲。风电场的建设和运营涉及庞大而复杂的工程体系，从前期的选址、设计，到中期的设备采购、安装，再到后期的运维，每一个环节都至关重要。我希望这本书能够深入介绍风电场建设项目的各个管理阶段，包括项目立项、可行性研究、工程设计、设备招标、施工管理、并网调试等。对于项目风险管理，书中是否会提供一些实用的工具和方法，例如风险识别、评估、应对策略等？我特别想了解，在风力发电机设备采购过程中，如何进行供应商的选择和评估，以及如何确保设备质量？对于施工阶段的质量控制，是否有具体的标准和流程？我期待书中能够包含一些关于风电场建设中常见的质量问题及其预防措施的案例分析。此外，我也对风电场项目的成本控制和效益分析感到好奇。书中是否会提供一些关于风电场项目投资回报周期的估算方法，以及如何进行经济效益评估？我希望这本书能够让我理解一个风电场项目是如何从概念走向现实的，以及在其中有哪些关键的管理和质量控制要素。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对风电场运行过程中可能出现的各种风险及其管理策略感兴趣的读者。风电场作为一个庞大的户外设施，其运行安全至关重要。我希望这本书能够详细介绍风电场在运行过程中可能面临的各种风险，包括自然灾害（如台风、雷击、冰冻）、设备故障、人为操作失误、甚至网络安全攻击等。书中是否会深入分析这些风险的发生概率和潜在后果？我特别想了解，在风电场的设计和建设阶段，有哪些措施可以有效降低这些风险？例如，设备选型、结构设计、安全防护措施等。对于运行阶段的风险管理，书中是否会提供一套完整的体系，包括风险监测、预警、应急响应和事后评估等？我期待能够了解到一些关于风电场安全运行管理的最佳实践，例如如何进行定期的安全检查、设备维护、以及人员培训。此外，我也对风电场可能面临的法律和合规性风险感到好奇。书中是否会涉及相关的法律法规和标准，以及如何确保风电场的合规运营？我希望这本书能够让我认识到风电场运行安全的重要性，并了解如何通过系统性的风险管理来保障风电场的安全、稳定运行。

评分☆☆☆☆☆

我一直对机械设备的维护保养充满了兴趣，尤其是那些大型、复杂的机器。风力发电机无疑是其中最具代表性的。我希望这本书能详细介绍风力发电机在不同季节、不同气候条件下的维护要点。比如，在冬季，如何防止叶片结冰对设备造成损坏？在夏季，高温是否会对发电机内部的电子元件产生影响？书中会不会提供一些具体的检查清单，指导操作人员如何定期对发电机进行巡检？我特别想知道，在面对突发故障时，有哪些常见的排查思路和处理方法？书中会不会提供一些典型的故障案例分析，让我们学习如何诊断问题并采取有效的措施？对于一些关键部件，例如齿轮箱、轴承、控制系统等，它们各自的工作原理是什么？在日常维护中，需要特别注意哪些方面？我希望书中能够包含详细的图解，展示这些部件的构造以及它们在整个发电机系统中的作用。同时，我也对维修工具和设备的选择有所疑问，书中是否会推荐一些专业工具，并说明它们的使用方法？如果遇到一些复杂的维修难题，是否会提及一些高级的诊断技术或维修策略？对于一些消耗性材料，例如润滑油、密封件等，它们的更换周期和选择标准又是什么？我期待这本书能够提供一套系统性的维护保养指南，让读者能够真正掌握风力发电机维护的核心技能，从而提高设备的可靠性和使用寿命。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对新能源产业发展趋势有浓厚兴趣的读者，我迫切希望了解风力发电技术的未来发展方向。如今，风力发电技术日新月异，不断有新的突破涌现。书中是否会预测未来几年内，风力发电机在效率、功率、尺寸等方面的发展趋势？例如，单机容量的不断增大，是否意味着未来的风电场将更加紧凑高效？我特别想知道，海上风电的发展前景如何？相比于陆上风电，海上风电在技术、成本、环境影响等方面有哪些独特的优势和挑战？书中是否会介绍一些前沿的风力发电技术，例如柔性叶片、智能控制系统、以及新型的能源转换技术？我期待能够了解到，未来风电场的设计和运营模式将发生哪些变革，例如是否会与储能技术、氢能技术等深度融合，形成更加完善的能源体系？对于风电产业的市场前景和投资回报，书中是否会有一些分析和预测？我希望这本书能够为我描绘一幅风电产业的未来图景，让我对这个充满潜力的领域有更清晰的认知，并能从中感受到技术的创新力量和未来的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对电力系统运行安全高度关注的读者，我非常希望这本书能够深入探讨风电场在电网中的运行机制和技术挑战。风力发电具有间歇性和波动性的特点，这给电网的稳定运行带来了新的难题。书中是否会详细介绍如何预测风力发电的出力，以及如何将预测结果与电网的负荷需求进行匹配？我对于风电场如何并网以及在电网发生故障时，风力发电机如何响应和自我保护的机制感到好奇。是否会涉及一些关于电能质量的议题，例如风力发电对电压和频率的影响，以及如何通过技术手段来改善电能质量？书中会不会阐述一些高级的控制策略，例如虚拟同步发电机技术、能量存储系统等，这些技术在提升风电场的并网能力和电网适应性方面发挥着怎样的作用？我期待能够了解到风电场在实际运行中，如何与其他电源（如火电、水电）协同工作，共同维持电网的稳定运行。对于风电场的安全运行，例如雷击防护、过载保护等，书中是否会有相关的技术介绍和案例分析？我希望这本书能够让我理解风电场在现代电力系统中扮演的角色，以及它所面临的挑战和应对策略，从而对风电场的安全、可靠运行有更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

我对风电场的可持续发展和环境保护议题非常感兴趣。风力发电被誉为清洁能源，但其建设和运营过程中是否会对环境产生一些潜在的影响？我希望这本书能够从更宏观的角度，探讨风电场在生命周期内的环境足迹。例如，风力发电机叶片的生产制造过程，以及废弃后如何处理，是否会对环境造成二次污染？风电场建设对当地生态系统，例如鸟类、蝙蝠等可能产生的迁徙和栖息影响，书中是否有相关的研究和解决方案？我期待书中能够介绍一些生态友好型的风电场设计和运营模式，例如如何减少对野生动物的干扰，以及如何进行生态恢复。此外，我也对风力发电的环境经济效益感到好奇。风电场的建设和运营，在一定程度上可以减少温室气体的排放，缓解气候变化。书中是否会提供一些量化的数据，来说明风电在减少碳排放、改善空气质量等方面的贡献？我希望这本书能够全面地展示风电场的环境友好性，同时也能够正视其可能存在的环境挑战，并提供相应的应对措施，从而帮助读者形成对风电场环保属性的全面、客观的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常有吸引力，色彩搭配稳重又不失现代感，仿佛预示着书中内容如同风电场的宏伟景象，充满了力量与智慧。我翻开第一页，就被那清晰的排版和精美的插图所吸引。作为一名对新能源领域充满好奇心的普通读者，我希望了解的是风电是如何从自然风转化为电力的，以及在风电场运营过程中，有哪些不同类型的发电机在发挥作用。我很想知道，不同地区、不同风力条件的风电场，在设计和选址上会有哪些考量？风力发电机在外观上都有哪些显著的差异？例如，有些看起来像是巨大的螺旋桨，而有些则有着更复杂的叶片设计，这些差异背后是否蕴含着技术上的演进或适用性的不同？书中会不会深入浅出地解释这些基本概念，让我这样一个门外汉也能快速入门，建立起对风电基础知识的认知框架？我期待书中能够有生动的图示，能够将那些抽象的技术原理可视化，例如风力如何驱动叶片转动，再到齿轮箱如何增速，最终带动发电机产生电流的整个过程，都能有详细的剖析。另外，我非常好奇风电场的选址标准，除了风力资源，还会考虑哪些环境因素、地理条件，甚至是社会经济因素？对于风力发电的环保效益，书中又会有怎样的论述？总而言之，我希望这本书能够为我打开一扇了解风电世界的大门，让我对这个充满希望的新能源产业有更全面、更深入的认识，尤其是在基础原理和宏观概览方面。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对新能源政策和市场有关注的读者，我希望这本书能够提供对风电产业政策环境和市场格局的深入分析。各国政府为了推动可再生能源发展，都出台了哪些激励政策？例如，补贴政策、税收优惠、强制配额等，这些政策对风电产业的发展起到了怎样的作用？书中是否会分析不同国家和地区在风电政策上的差异，以及这些差异对风电产业格局的影响？我特别想了解，风电产业在市场化改革方面有哪些趋势？例如，竞价上网、绿证交易等，这些新的市场机制如何影响风电场的投资和运营？我期待能够了解到，当前全球风电产业的主要参与者有哪些，例如设备制造商、开发商、运营商等，以及它们各自的市场地位和竞争策略？此外，我也对风电产业的投资风险和收益评估感到好奇。书中是否会提供一些关于风电项目融资模式的介绍，以及如何进行市场风险分析？我希望这本书能够让我对风电产业的宏观环境有一个更清晰的认识，理解政策和市场如何塑造着这个快速发展的行业。