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第1章 概述1

1.1 风与风的测量1

1.1.1 关于风的大气科普知识1

1.1.2 风的种类和形成3

1.1.3 风的特性7

1.1.4 风的测量14

1.2 风能与风能资源19

1.2.1 风能19

1.2.2 风能资源描述20

1.2.3 我国风能资源分布21

1.2.4 风能资源的评估23

1.3 风电场选址24

1.3.1 风电场的宏观选址24

1.3.2 风电场的微观选址25

1.4 风力发电概况28

1.4.1 风力发电的特点29

1.4.2 风力发电的发展趋势29

1.4.3 我国风力发电的现状30

第2章 风力发电工作原理及风能转化原理33

2.1 风力发电原理33

2.1.1 风力发电机组的构成33

2.1.2 风力发电机组的分类36

2.1.3 风力发电机组的工作原理36

2 2 风能转换原理38

2.2.1 叶片的空气动力特性38

2.2.2 风能转换原理40

2.3 风力发电机组的性能参数43

第3章 风力机46

3.1 风力机的类型46

3.2 水平轴风力机51

3.2.1 风轮的空气动力特性参数51

3.2.2 风轮结构53

3.2.3 水平轴风力机的特点65

3.2.4 几种类型的水平轴风力机65

3.3 垂直轴风力机67

3.3.1 垂直轴风力机的结构67

3.3.2 垂直轴风力机的分类67

3.3.3 垂直轴风力机的特点70

3.3.4 水平轴与垂直轴风力机比较70

第4章 风力发电机组传动系统72

4.1 传动系统概述72

4.1.1 传动系统总体布置方式73

4.1.2 传动系统分类77

4.1.3 传动系统的要求77

4.2 主轴78

4.2.1 主轴的要求78

4.2.2 主轴的布置形式79

4.3 轴承82

4.3.1 主轴轴承82

4.3.2 偏航轴承和变桨轴承84

4.4 齿轮箱87

4.4.1 齿轮传动原理88

4.4.2 齿轮箱的分类89

4.4.3 风力发电机组齿轮箱92

4.4.4 齿轮箱的主要零部件97

4.4.5 国产风力发电机组齿轮箱100

4.5 联轴器100

4.5.1 刚性联轴器101

4.5.2 柔性联轴器102

第5章 风力发电机组液压系统107

5.1 液压系统概述107

5.1.1 液压系统的基本组成107

5.1.2 液压传动的工作原理108

5.1.3 液压系统主要部件108

5.1.4 液压传动系统工作原理图116

5.2 定桨距风力发电机组液压系统118

5.2.1 基本结构118

5.2.2 具体结构举例119

5.3 变桨距风力发电机组液压系统121

5.3.1 比例控制技术121

5.3.2 具体结构举例123

第6章 风力发电机组变桨距、偏航及制动系统124

6.1 变桨距系统124

6.1.1 变桨距调节工况及系统的分类125

6.1.2 变桨距执行装置126

6.1.3 典型变桨距系统127

6.2 偏航系统134

6.2.1 偏航系统的功能和分类134

6.2.2 被动偏航系统135

6.2.3 主动偏航系统136

6.3 制动系统142

6.3.1 制动系统的组成及工作原理142

6.3.2 空气动力制动143

6.3.3 机械制动145

6.3.4 制动器的设置150

第7章 风力发电机组发电系统153

7.1 发电系统153

7.1.1 恒速恒频发电系统153

7.1.2 变速恒频发电系统154

7.2 发电机159

7.2.1 笼型异步发电机159

7.2.2 绕线转子异步发电机162

7.2.3 双馈异步发电机163

7.2.4 电励磁同步发电机165

7.2.5 永磁同步发电机165

7.2.6 其他型式的风力发电机170

7.3 变换器与变压器171

7.3.1 风力发电机组中的变换器172

7.3.2 风力发电机组中的变压器176

7.4 并网运行179

7.4.1 风力发电机组的运行方式179

7.4.2 风力发电机并网的构成184

7.4.3 异步发电机并网184

7.4.4 同步发电机并网188

7.4.5 双馈异步风力发电机并网190

7.4.6 直驱式永磁同步发电机并网194

第8章 风力发电机组的控制197

8.1 控制系统197

8.1.1 风力发电机组控制系统的基本功能197

8.1.2 风力发电机组控制系统组成198

8.1.3 风力发电机组工作状态分析200

8.1.4 机组的启动方式分析200

8.1.5 风力发电机组并网运行控制分析201

8.2 定桨距风力发电机组的控制204

8.2.1 机组的控制特性204

8.2.2 运行过程206

8.3 变桨距风力发电机组的控制209

8.3.1 机组的控制特性209

8.3.2 变桨距控制过程210

8.3.3 运行状态211

8.3.4 带调整发电机转差率的变桨距系统212

8.4 参数监测与处理214

8.4.1 电力参数监测214

8.4.2 风力参数监测216

8.4.3 机组状态参数检测217

8.5 常用传感器218

第9章 风力发电机组的安全保护226

9.1 安全保护系统226

9.1.1 安全保护系统的控制要求226

9.1.2 安全保护具体内容227

9.2 接地保护与防雷系统230

9.2.1 防雷系统230

9.2.2 接地及降低接地电阻的措施238

第10章 风力发电机组支撑系统242

10.1 机舱与底盘242

10.1.1 机舱242

10.1.2 底盘243

10.1.3 机舱罩245

10.1.4 导流罩246

10.2 塔架247

10.2.1 塔架的类型与结构247

10.2.2 塔架的组成250

10.3 基础254

10.3.1 基础的类型与结构254

10.3.2 基础与塔架连接方式257