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1 风能产业概述1

简介1

世界风能产业概述1

风能的成本4

风能的效益4

风能的弊端6

2 风能与风力发电的基本原理9

简介9

风中的动能9

风轮半径及风速对输出功率的影响11

基本概念与基本方程12

质量守恒方程12

能量守恒方程13

动量守恒方程14

贝茨极限的推导16

贝茨极限的物理意义20

风能与水能的比较22

3 风的特性25

简介25

风的成因25

风速的统计分布26

风速威布尔分布的均值与众数29

风功率密度30

风力等级31

风剪切33

理解风剪切36

空气密度随海拔变化函数37

空气密度随湿度变化函数39

4 风力机叶片空气动力学41

简介41

空气动力翼型41

相对风速44

制动盘理论47

升力51

翼型上下表面气流运动等时谬误51

旋转绕流、环量与漩涡51

实际流体55

流过翼型的气流56

雷诺数对升力和阻力系数的影响58

阻力型风力机59

5 高等风力机叶片空气动力学63

简介63

叶素模型63

恒速型风力机：失速调节和桨距调节68

变速型风力机70

功率曲线70

垂直轴风力机（VAWT）72

6 风的测量75

简介75

风速的定义75

测风传感器配置76

风速计77

风速计标定81

风向标81

传感器的布置82

入流角的影响85

温度的影响85

风速计测量风速的不确定性85

误差估计的实例88

其他类型的传感器89

数据记录与通信设备89

风资源测量方案的设计90

测风塔的建设93

测风塔建设实例分析94

数据管理94

数据处理96

需要计算出的物理量101

湍流101

风剪切103

空气密度104

功率密度105

测量风速的遥感技术105

遥感式风速测量的优缺点106

7 风资源评估111

简介111

风资源评估概述111

风数据的来源113

风资源评估模型114

中尺度模型114

计算流体力学（CFD）模型115

微尺度模型WAsP115

定义115

风资源评估流程122

风资源评估的第一步123

风资源图谱123

临近机场与其他测风塔的测风数据的初步分析125

临近机场与其他测风塔的测风数据的详细分析125

现场风测量126

利用已测量的数据空间外推风电机组位置的风资源126

后报／对已测量数据的MCP处理127

风资源的预测133

年发电量计算145

8 风资源的高级评估147

简介147

极端风速（EWS）148

复杂地形下的WAsP模型151

风电机组尾流153

Jensen尾流模型154

Ainslie涡黏尾流模型155

多台风电机组尾流损失的叠加155

湍流模型156

风电场最佳布机方案156

风电机组等级的选择158

发电量损失的估计160

不确定性分析164

年发电量的不确定性估计：联合不确定性分析方法165

能否满足银行贷款要求的两类风能资源评估167

9 风电机组主要部件169

简介169

风轮系统169

叶片170

力与力矩172

轮毂173

风电机组的结构类型173

变桨机构177

机舱178

齿轮箱178

偏航机构178

机舱结构179

升降装置180

塔架180

基础181

扩展型基础182

风电机组的设计载荷185

设计风况186

正常风模型（NWP）186

极端风模型（EWM）188

风电机组的认证189

10 电气与电机的基础理论197

简介197

电磁学基本理论197

法拉第电磁感应定律198

楞次定律198

毕奥-萨法尔定律198

交流电基本原理199

电机基本原理200

机械能转化为电能202

同步发电机203

同步发电机分析205

变速永磁同步发电机208

直驱同步发电机（DDSG）211

异步发电机212

变速异步发电机216

11 风电机组并网221

简介221

无风时电网受到的影响221

风能资源的规划和调度223

电气主接线图224

输电与配电227

并网标准229

功率因数与无功功率229

低电压穿越231

电能质量：闪变与谐波232

短路功率232

风电场电气系统拓扑结构233

保护系统236

防止过电压与雷击的接地237

防雷保护238

风电场用变压器239

风电场并网与输电研究240

输电的瓶颈242

监控系统242

数据采集243

报告243

控制244

12 风电项目的环境影响247

简介247

环境影响评价体系248

环境影响评价的内容248

时间与空间尺度249

累积效应249

风力发电与化石能源发电的简单比较249

风电场对野生动物的影响250

风电机组的噪声254

降低噪声256

低频噪声257

风电机组阴影闪动258

视觉影响258

对航空的影响260

电磁干扰261

微波261

电视和无线电传输263

雷达263

13 风电项目财务评价模型269

简介269

财务评价模型269

收益模型269

可再生能源补贴与碳信用274

收益计算275

投资成本275

风电机组成本278

基础、吊装与道路及其他土建工程费用278

变电站、控制系统、电缆及其安装与其他并网相关的投资279

其他费用279

运营成本279

折旧与税费281

财务报表282

风电项目损益表与现金流282

风电工程收支表282

财务绩效283

净现值（NPV）286

资本回收期286

内部收益率（IRR）287

税率与加速折旧对财务绩效的影响287

风电项目财务与资金结构294

财务评价与方案选择297

14 风电项目规划与执行301

简介301

高级项目规划与时间轴301

开发302

勘察303

风资源的测量与详细评估303

项目选址、并网与购电协议305

项目设计与采购307

项目财务评价312

建设、安装与试运行313

基础设施建设314

施工的准备工作314

基础建设与机组吊装315

集电系统与变电站建设318

试运行318

运营320

索引&刘永前 译323