具体描述
本书主要介绍了大型风力发电机组原理及其应用的基本知识。全书共分为9章，包括绪论，风力机，发电系统，主传动与制动，变桨距、偏航与辅助系统，控制系统，风力发电机组的运行，支撑体系和风力发电机组的维护。
本书适于作为大、专院校教材，以及对从事风力发电机组设计、制造和使用的人员进行培训的教学用书，也可以作为风电爱好者的自学读物。
作者简介
目录信息
第2版序
前言
主要物理量符号表
第一章绪论1
第一节风1
一、风的形成1
二、风力等级6
三、风的测量8
四、风的数学描述11
五、风能可利用区的划分17
第二节风力发电机组概述18
一、总体结构18
二、基本参数18
三、分类18
第三节并网供电风力发电机组21
一、工作原理21
二、常见机型23
第二章风力机28
第一节叶片与轮毂28
一、叶片的外部特征28
二、翼型28
三、叶片的常用材料30
四、叶片断面结构31
五、轮毂32
六、叶片与轮毂的连接33
第二节风轮34
一、风轮的几何定义和参数34
二、贝茨极限37
第三节风轮的空气动力特性40
一、作用在叶素上的力40
二、旋转尾流43
三、叶素动量定理44
第四节风力机的运行及控制46
一、风力机的调节特性47
二、风力机的实际风能利用系数48
三、叶片数的影响48
四、风力机的控制目标50
Ⅷ风力发电机组原理与应用目录Ⅶ第三章发电系统52
第一节变压器52
一、变压器的工作原理52
二、变压器的分类及结构52
第二节变流器54
一、电力电子器件54
二、ACDC变换电路59
三、DCDC变换电路61
四、DCAC变换电路62
五、正弦波脉宽调制技术63
第三节发电机概述65
一、风力发电机分类65
二、发电机基本参数66
第四节基于感应发电机的发电系统68
一、感应发电机68
二、并网方式72
三、并网运行时无功功率补偿73
第五节基于同步发电机的发电系统74
一、电励磁同步发电机75
二、多极永磁发电机78
三、同步发电系统变流器82
四、发电系统保护电路89
五、同步发电系统的软并网93
第六节基于双馈发电机的发电系统93
一、双馈发电机93
二、双馈发电系统变流器101
三、撬杠(Crowbar)保护电路104
四、并网和脱网105
第四章主传动与制动108
第一节主传动108
一、主轴及主轴承108
二、齿轮箱110
三、联轴器117
第二节制动121
一、机械制动122
二、空气动力制动127
第五章变桨距、偏航与辅助系统129
第一节变桨距系统129
一、液压变桨距系统129
二、电动变桨距系统131
三、电液变桨距系统135
四、变桨距系统的控制135
五、叶片载荷的采集138
第二节偏航系统138
一、偏航系统的功能138
二、偏航系统的组成和工作原理138
三、执行机构139
四、偏航系统的控制142
第三节液压系统145
一、液压元件146
二、定桨距机组液压系统158
三、变桨距机组液压系统160
第四节润滑与温控162
一、润滑162
二、温度控制168
第六章控制系统171
第一节控制系统的结构与功能171
一、控制系统的总体结构171
二、主控系统硬件172
三、控制系统的功能174
第二节安全保护174
一、机组运行安全保护系统175
二、微控制器抗干扰保护系统176
三、安全链177
第三节信号测量178
一、需要检测的信号178
二、主要信号测量技术178
第四节人机界面187
一、运行操作187
二、状态显示188
三、故障监测191
第七章风力发电机组的运行192
第一节常规运行过程192
一、风力发电机组的稳态工作点192
二、风力发电机组工作状态及其转换193
三、机组的起动方式195
第二节定桨距双速发电机机组196
一、叶片安装角的调整196
二、双速发电机197
三、运行过程198
四、双速发电机机组控制系统201
第三节变桨距优化转差机组204
一、机组的结构特点204
二、运行状态205
三、带调整发电机转差率的变桨距系统206
四、发电机转子电流控制技术208
第四节变桨距变速恒频机组213
一、起动与关机213
二、最佳风能利用系数215
三、风电机组的运行区域216
四、变速恒频运行状态217
五、变速控制策略217
六、变桨距、变速双重控制220
七、过渡区域功率控制方式221
第八章支撑体系225
第一节机舱壳体225
一、机舱底盘225
二、机舱罩225
三、整流罩226
第二节塔架226
一、塔架的分类227
二、塔架结构228
三、塔架的固有频率231
四、塔架风轮系统振动模态232
五、搬运及安全设备235
第三节基础236
一、陆上风力发电机组的基础236
二、海上风力发电机组的基础238
第四节接地与避雷239
一、电气接地保护239
二、避雷系统241
第九章风力发电机组的维护246
第一节风力发电机组的维护概述246
一、维护周期246
二、维修所需的常用工具246
第二节风力机的维护247
一、叶片的维护247
二、叶片轴承的维护250
三、轮毂的维护250
第三节发电系统的维护250
一、发电机的维护及故障分析250
二、变流系统的维护及故障处理253
三、变压器的维护254
第四节主传动与制动系统的维护255
一、齿轮箱的使用及维护255
二、齿轮箱常见故障及排除258
三、联轴器的维护261
四、制动机构的维护及故障排除261
第五节变桨距、偏航及辅助系统的维护263
一、变桨距系统的维护263
二、偏航系统的维护及常见故障266
三、液压系统的维护及常见故障267
第六节控制系统的故障与防护269
一、控制系统的常见故障269
二、减少故障的方法271
第七节支撑体系的维护272
一、联接件的维护272
二、结构件的维护273
三、电缆和电缆夹块的维护273
四、塔基水平度检测273
五、塔筒标识的维护274
六、接地装置的维护274
附录中华人民共和国国家标准电工术语风力发电机组275
参考文献284
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
这本《风力发电机组原理与应用》的结构安排得非常精妙，从基础概念的引入到复杂系统运行的深入剖析，层层递进，逻辑严密得就像一台设计精密的涡轮机。我尤其欣赏作者在讲解风能捕获效率和叶片气动布局优化时的那份细致入微。书中对不同风况下的功率曲线分析，简直就是一本实战手册，它没有停留在理论的空中楼阁，而是大量引用了实际工程案例中的数据和图表。读完后，我感觉自己像是经过了一次系统的工程训练，对于如何评估一个风电场的选址潜力、如何进行初步的机组选型有了清晰的路线图。特别是关于变桨和偏航系统的控制策略，作者用了好几页篇幅来对比不同控制算法的优缺点及其在电网稳定中的作用，这种深度远超我之前阅读的任何一本入门级教材。它迫使我思考的不再是“风机如何转动”，而是“在复杂的电网背景下，风机如何更经济、更可靠地输出高质量电力”。对于志在从事风电项目设计或运维的工程师而言，这本书的参考价值是无可替代的。
坦白说，我最初对这类技术书籍的期待往往是枯燥乏味的公式堆砌，但《风力发电机组原理与应用》成功地打破了我的这种刻板印象。作者在叙事上的功力值得称赞，他仿佛是一位经验丰富的老专家，在向一位有潜力的学徒传授毕生所学。书中对永磁同步发电机（PMSG）与双馈异步发电机（DFIG）的详细对比分析，写得生动且充满洞察力，那种对技术路线选择背后商业考量的精准拿捏，让人拍案叫绝。他们不仅告诉你“怎么做”，更告诉你“为什么这么做”。最让我眼前一亮的，是关于机组的可靠性工程和全生命周期成本分析（LCoE）那一部分，这部分内容常常在纯粹的电气或机械教材中被轻描淡写，但在这里，它被提升到了战略高度。书中对故障模式与影响分析（FMEA）的应用展示，让我深刻认识到，先进的技术设计最终都要服务于运营的持续性和经济性。这本书读起来的感受，不是在啃理论，而是在与一位导师对话，共同拆解行业内的核心难题。
阅读体验方面，这本《风力发电机组原理与应用》保持了一种难得的平衡——既有足够的理论深度，又不失工程实践的温度。尤其在介绍叶片设计时，作者对于边界层理论、湍流模型和结构载荷计算的讲解，深入浅出，配图的清晰度极高，即使是相对抽象的流体力学概念，也能通过书中的示意图迅速建立空间想象。但最让我感到欣慰的是，它并没有回避风电行业当前面临的痛点，比如大功率机组的运输与吊装难题、齿轮箱的可靠性挑战等。作者在描述这些技术瓶颈时，总是会紧接着介绍当前业界正在探索的创新解决方案，例如直驱技术对复杂传动链的简化，以及对复合材料在叶片制造中的应用前景分析。这种“正视问题、探索未来”的写作态度，让这本书不仅仅是一本知识的总结，更像是一份引领行业发展的路线图，让人在学习知识的同时，也充满了对未来技术突破的期待和动力。
从排版和资料的完备性来看，《风力发电机组原理与应用》也展现出了极高的专业水准。书中引用的参考文献和规范标准非常新，这对于快速迭代的风电行业至关重要。我特别喜欢书中在章节末尾设置的“拓展阅读推荐”和“思考题”，这有效地引导读者从被动接受知识转变为主动探索和批判性思考。例如，在讨论风能资源评估时，书中对比了长期气象数据分析与实地风廓线塔测量方法的精度差异，并给出了如何量化这种不确定性的具体方法论。这种注重方法论和工具箱构建的教学方式，远比单纯罗列参数更有价值。它教会我的不是死记硬背一组系数，而是如何建立一个可靠的工程评估框架。总而言之，这是一部内容扎实、视野开阔且极富实践指导意义的著作，对于任何希望深入了解现代风力发电机组设计、控制与运行的专业人士来说，它都是一本值得反复研读的案头必备之书。
这本书的广度令人印象深刻，它没有局限于传统的三大部件——塔架、叶片、机舱，而是将视野拓展到了整个风能生态系统。我特别关注了其中关于电网接入和并网要求的章节。在当前新能源大规模接入的背景下，风电的间歇性和波动性对电网的冲击是巨大的挑战。《风力发电机组原理与应用》在这方面提供了详尽的解决方案，包括先进的电力电子变流器技术如何实现对无功功率的精确控制、如何参与电网的频率和电压支撑。这些内容不仅技术性强，更具有强烈的现实指导意义。对于我这种关注新能源政策和未来电网形态的人来说，这本书是理解风电如何从一个“边缘能源”过渡到电网“主力军”的关键钥匙。它清晰地勾勒出未来风电场需要具备的柔性、智能化的技术画像，避免了读者仅仅停留在“发电”的初级概念上，而是提升到了“能源系统集成”的更高维度。
