出版信息,內容簡介,目錄,
出版信息
風力發電系統設計、安裝與運維
作者：都志傑、賈彥 主編 | |||
叢書名： | |||
出版日期：2019年9月 | 書號：978-7-122-34198-3 | ||
開本：16K 787×1092 1/16 | 裝幀：平 | 版次：1版1次 | 頁數：402頁 |
內容簡介
本書在介紹離網型風力發電技術的同時,主要介紹了分散式風力併網發電技術及其套用。 本書除緒論外共20章,包括風力發電系統相關的資源評估、微觀選址、系統主要部件原理及套用、系統設計、安裝運維、標準、檢測、標識與認證、項目驗收、運營管理、安全和政策等環節,本書給出的設計實例詳細、真實。
本書還特別介紹了風力發電系統的成本和經濟性,包括風力發電系統成本的基本構成、分散式併網與離網發電的經濟實例和對比分析等。
本書可作為分散式併網及離網風力發電項目的工程技術人員、管理人員、電站維護人員以及大專院校相關專業師生的參考書。
本書還特別介紹了風力發電系統的成本和經濟性,包括風力發電系統成本的基本構成、分散式併網與離網發電的經濟實例和對比分析等。
本書可作為分散式併網及離網風力發電項目的工程技術人員、管理人員、電站維護人員以及大專院校相關專業師生的參考書。
目錄
緒論
0.1 發展可再生能源的必要性 2
0.1.1 全球變暖 2
0.1.2 化石燃料枯竭 4
0.1.3 環境污染 5
0.1.4 無電與貧困 6
0.2 我國政府應對氣候變化的目標和主要可再生能源產業的現狀 7
0.2.1 我國政府應對氣候變化的目標 7
0.2.2 我國主要可再生能源產業的現狀 8
第1章 風能和風能資源的測量評估
1.1 風能的描述和特點 13
1.1.1 風能的描述 13
1.1.2 風能的特點 22
1.2 風能的測量與評估 24
1.2.1 風速的測量與描述 24
1.2.2 風向的測量與描述 28
1.3 我國的風能資源 30
1.3.1 我國的風能分布 30
1.3.2 影響我國風能資源的因素 31
1.3.3 我國最新四維風能資源大數據 35
1.4 風能資源的測量與評估 35
1.4.1 風能資源評估的重要性 35
1.4.2 風能資源的評估 36
1.4.3 風能資源評估程式 36
1.4.4 測風步驟 37
1.4.5 小規模項目的風能資源評估 38
第2章 風力發電基礎和相關理論
2.1 風力發電基礎 42
2.1.1 風力發電 42
2.1.2 風力發電基本原理 43
2.2 風能的基礎理論 43
2.2.1 風能公式 43
2.2.2 風頻分布與Weibull分布特徵 45
2.3 風力發電的基礎理論 48
2.3.1 貝茨(Betz)理論 48
2.3.2 葉素理論 49
2.3.3 動量理論 50
2.3.4 風能利用係數 50
2.3.5 葉尖速比 51
2.3.6 葉片的攻角 51
第3章 風力發電機
3.1 風力發電機及其分類 53
3.2 風力發電機組的構造與特點 60
3.2.1 風力發電機的基本構造 60
3.2.2 小型風力發電機的主要結構特徵 61
3.2.3 一般中小型風力發電機組的主要組成部分 65
3.3 風力發電機組的基本特性參數 74
3.3.1 考察風力發電機組性能的最主要技術參數 74
3.3.2 其他技術指標 76
3.3.3 中小型風力發電機組的評價 78
第4章 可再生能源發電技術基礎
4.1 可再生能源的定義和特點 90
4.2 可再生能源發電的基本形式 91
4.2.1 一次能源和二次能源 91
4.2.2 可再生能源發電分類 92
4.3 可再生能源併網發電與離網發電 93
4.3.1 併網發電 93
4.3.2 可再生能源離網發電 97
4.4 可再生能源獨立供電系統的具體套用和實例 100
4.4.1 可再生能源獨立供電系統的具體套用 100
4.4.2 可再生能源發電套用實例 104
4.5 可再生能源發電的環保效益 107
4.6 可再生能源發電的局限性及可行性研究 107
第5章 風力發電系統及其互補系統
5.1 風力發電系統 109
5.2 互補發電系統 115
第6章 充電控制器
6.1 充電控制器及其基本工作原理 123
6.2 各類型充電控制器工作原理 125
6.2.1 充電控制器分類 125
6.2.2 充電控制器對蓄電池充/放電的機理及其數學模型 126
6.2.3 各類型充電控制器具體工作原理 131
6.3 充電控制器的基本參數與選擇 135
第7章 儲能裝置
7.1 儲能在可再生能源發電系統中的必要性 139
7.1.1 儲能裝置的作用 139
7.1.2 儲能裝置的重要性 140
7.2 儲能裝置分類及其特點 140
7.2.1 機械儲能 140
7.2.2 化學儲能 143
7.2.3 電磁儲能 146
7.2.4 氫能儲存 147
7.2.5 其他新型儲能裝置及其前景——特斯拉“家庭電池能量牆” 148
7.2.6 能源存儲設備關鍵技術參數的比較 150
7.3 蓄電池 153
7.3.1 蓄電池分類 153
7.3.2 常用的鉛酸蓄電池 154
7.3.3 蓄電池命名 155
7.4 主要蓄電池介紹 156
7.4.1 閥控式密封鉛酸蓄電池 156
7.4.2 鹼性蓄電池 157
7.4.3 膠體電池 157
7.4.4 矽能蓄電池 158
7.4.5 燃料電池 158
7.5 鉛酸蓄電池的基本組成結構及工作原理 159
7.5.1 鉛酸蓄電池的基本組成及工作原理 159
7.5.2 閥控式密封鉛酸蓄電池的工作原理 160
7.5.3 閥控式密封鉛酸蓄電池的分類及特點 161
7.5.4 使用閥控式密封鉛酸蓄電池應遵循的原則 162
7.6 可再生能源離網發電系統對蓄電池的基本要求 163
7.7 蓄電池的套用 164
7.7.1 蓄電池的基本技術參數 164
7.7.2 影響蓄電池容量的因素 166
7.7.3 蓄電池失效模式及其影響因素 167
7.7.4 影響免維護蓄電池使用壽命的因素 168
7.8 正確使用蓄電池作為儲能裝置 169
7.8.1 蓄電池的工作溫度 169
7.8.2 蓄電池壽命的評價方法 169
7.8.3 鉛酸蓄電池電解液的密度及其檢測 170
7.8.4 蓄電池的均衡充電及其工作原理 171
7.8.5 蓄電池的溫度補償 172
7.9 蓄電池組 172
7.9.1 電池組的串聯 172
7.9.2 電池組的並聯 172
7.9.3 蓄電池組 173
7.9.4 設計合適的蓄電池組 173
7.9.5 合理選擇蓄電池組中的單個蓄電池規格 175
7.9.6 使用蓄電池作為儲能裝置的注意事項 175
第8章 逆變器與併網逆變器
8.1 逆變器、逆變器的組成和工作原理 177
8.1.1 逆變器 177
8.1.2 逆變器的基本組成 177
8.1.3 逆變器基本工作原理 178
8.2 逆變器的分類 179
8.2.1 逆變器的不同分類方式 179
8.2.2 逆變器的主要套用類型 182
8.3 逆變器的主要電路原理 183
8.4 逆變器的基本特性參數 186
8.4.1 逆變器常用的技術參數 186
8.4.2 併網型可再生能源供電系統對逆變器的技術要求 188
8.4.3 離網型可再生能源供電系統對逆變器的技術要求 188
8.5 逆變器的選擇與使用 188
8.5.1 選擇逆變器的功率 188
8.5.2 考慮系統中的感性負載 190
8.5.3 選擇逆變器的類型 190
8.5.4 考慮系統內逆變器的配置 191
8.5.5 考慮海拔高度的影響 191
8.5.6 選擇逆變器的一般步驟 192
8.5.7 控制逆變一體機 193
8.5.8 UPS與逆變器 194
第9章 支撐結構和地基
9.1 支撐結構及其分類 195
9.1.1 塔架 195
9.1.2 塔架基本分類與特點 195
9.1.3 塔架材料 199
9.1.4 塔架的高度 199
9.1.5 塔架的選擇與套用 201
9.2 塔架的地基 203
9.2.1 不同塔架類型對地基的要求 203
9.2.2 地基的製作 206
9.3 和建築物相結合的小型風力發電機安裝 207
9.3.1 建築物屋頂的類型 208
9.3.2 建築物的組合 209
9.3.3 在建築物上安裝小型風力發電機的注意事項 210
9.3.4 案例 211
第10章 燃油發電機和帶燃油發電機的可再生能源發電系統
10.1 可再生能源離網供電系統中引入燃油發電機 213
10.1.1 源自原有柴油發電系統的需求 213
10.1.2 源自新興可再生能源發電系統的需求 213
10.2 燃油發電系統 214
10.2.1 燃油發電系統基礎 214
10.2.2 燃油發電系統的效率及最佳化運行 214
10.3 柴油發電機簡介 216
10.3.1 柴油發電機的組成 216
10.3.2 柴油發電機主要技術參數與選型 216
10.3.3 柴油發電機工作原理 217
10.3.4 柴油發電充電機 217
10.3.5 選擇柴油發電機充電控制器的基本參數 218
10.3.6 柴油發電機基本功能特點 218
10.3.7 選擇柴油發電機燃料、潤滑油或冷卻水 219
10.3.8 使用柴油發電機的基本條件 220
10.4 互補系統中的柴油發電機 220
10.4.1 可再生能源供電系統中柴油發電機的工作方式 220
10.4.2 在直流母線型系統中的柴油發電機的運行 220
10.4.3 在交流母線型系統中的柴油發電機的運行 221
10.5 風/光/柴獨立發電系統實例 222
第11章 局域電網和控制房
11.1 局域電網 223
11.1.1 離網可再生能源電站的主要電力設備 223
11.1.2 局域電網 224
11.1.3 控制房 225
11.1.4 微電網 225
11.1.5 獨立風力發電供電系統的局域電網 226
11.2 局域電網的設計 226
11.2.1 設計局域電網的一般步驟 226
11.2.2 低壓配電櫃 226
11.2.3 低壓配電櫃的形式和結構 228
11.2.4 配電盤 229
11.2.5 低壓配電櫃的容量及元件的選擇 230
11.2.6 離網可再生能源供電系統對低壓配電櫃的基本要求 230
11.2.7 高海拔對低壓電器的影響 232
11.3 局域電網基本要求和設計 234
11.3.1 低壓線路的分類和技術要求 234
11.3.2 低壓配電線路的組成 235
11.3.3 室內配電的組成 235
11.3.4 電網電纜線的選擇 235
11.3.5 電桿 237
11.3.6 可再生能源局域電網的傳輸半徑 238
11.4 控制房 238
11.4.1 可再生能源獨立電站的基本土建設施 238
11.4.2 土建設施的基本要求 240
11.4.3 標識和安全警示 241
0.1 發展可再生能源的必要性 2
0.1.1 全球變暖 2
0.1.2 化石燃料枯竭 4
0.1.3 環境污染 5
0.1.4 無電與貧困 6
0.2 我國政府應對氣候變化的目標和主要可再生能源產業的現狀 7
0.2.1 我國政府應對氣候變化的目標 7
0.2.2 我國主要可再生能源產業的現狀 8
第1章 風能和風能資源的測量評估
1.1 風能的描述和特點 13
1.1.1 風能的描述 13
1.1.2 風能的特點 22
1.2 風能的測量與評估 24
1.2.1 風速的測量與描述 24
1.2.2 風向的測量與描述 28
1.3 我國的風能資源 30
1.3.1 我國的風能分布 30
1.3.2 影響我國風能資源的因素 31
1.3.3 我國最新四維風能資源大數據 35
1.4 風能資源的測量與評估 35
1.4.1 風能資源評估的重要性 35
1.4.2 風能資源的評估 36
1.4.3 風能資源評估程式 36
1.4.4 測風步驟 37
1.4.5 小規模項目的風能資源評估 38
第2章 風力發電基礎和相關理論
2.1 風力發電基礎 42
2.1.1 風力發電 42
2.1.2 風力發電基本原理 43
2.2 風能的基礎理論 43
2.2.1 風能公式 43
2.2.2 風頻分布與Weibull分布特徵 45
2.3 風力發電的基礎理論 48
2.3.1 貝茨(Betz)理論 48
2.3.2 葉素理論 49
2.3.3 動量理論 50
2.3.4 風能利用係數 50
2.3.5 葉尖速比 51
2.3.6 葉片的攻角 51
第3章 風力發電機
3.1 風力發電機及其分類 53
3.2 風力發電機組的構造與特點 60
3.2.1 風力發電機的基本構造 60
3.2.2 小型風力發電機的主要結構特徵 61
3.2.3 一般中小型風力發電機組的主要組成部分 65
3.3 風力發電機組的基本特性參數 74
3.3.1 考察風力發電機組性能的最主要技術參數 74
3.3.2 其他技術指標 76
3.3.3 中小型風力發電機組的評價 78
第4章 可再生能源發電技術基礎
4.1 可再生能源的定義和特點 90
4.2 可再生能源發電的基本形式 91
4.2.1 一次能源和二次能源 91
4.2.2 可再生能源發電分類 92
4.3 可再生能源併網發電與離網發電 93
4.3.1 併網發電 93
4.3.2 可再生能源離網發電 97
4.4 可再生能源獨立供電系統的具體套用和實例 100
4.4.1 可再生能源獨立供電系統的具體套用 100
4.4.2 可再生能源發電套用實例 104
4.5 可再生能源發電的環保效益 107
4.6 可再生能源發電的局限性及可行性研究 107
第5章 風力發電系統及其互補系統
5.1 風力發電系統 109
5.2 互補發電系統 115
第6章 充電控制器
6.1 充電控制器及其基本工作原理 123
6.2 各類型充電控制器工作原理 125
6.2.1 充電控制器分類 125
6.2.2 充電控制器對蓄電池充/放電的機理及其數學模型 126
6.2.3 各類型充電控制器具體工作原理 131
6.3 充電控制器的基本參數與選擇 135
第7章 儲能裝置
7.1 儲能在可再生能源發電系統中的必要性 139
7.1.1 儲能裝置的作用 139
7.1.2 儲能裝置的重要性 140
7.2 儲能裝置分類及其特點 140
7.2.1 機械儲能 140
7.2.2 化學儲能 143
7.2.3 電磁儲能 146
7.2.4 氫能儲存 147
7.2.5 其他新型儲能裝置及其前景——特斯拉“家庭電池能量牆” 148
7.2.6 能源存儲設備關鍵技術參數的比較 150
7.3 蓄電池 153
7.3.1 蓄電池分類 153
7.3.2 常用的鉛酸蓄電池 154
7.3.3 蓄電池命名 155
7.4 主要蓄電池介紹 156
7.4.1 閥控式密封鉛酸蓄電池 156
7.4.2 鹼性蓄電池 157
7.4.3 膠體電池 157
7.4.4 矽能蓄電池 158
7.4.5 燃料電池 158
7.5 鉛酸蓄電池的基本組成結構及工作原理 159
7.5.1 鉛酸蓄電池的基本組成及工作原理 159
7.5.2 閥控式密封鉛酸蓄電池的工作原理 160
7.5.3 閥控式密封鉛酸蓄電池的分類及特點 161
7.5.4 使用閥控式密封鉛酸蓄電池應遵循的原則 162
7.6 可再生能源離網發電系統對蓄電池的基本要求 163
7.7 蓄電池的套用 164
7.7.1 蓄電池的基本技術參數 164
7.7.2 影響蓄電池容量的因素 166
7.7.3 蓄電池失效模式及其影響因素 167
7.7.4 影響免維護蓄電池使用壽命的因素 168
7.8 正確使用蓄電池作為儲能裝置 169
7.8.1 蓄電池的工作溫度 169
7.8.2 蓄電池壽命的評價方法 169
7.8.3 鉛酸蓄電池電解液的密度及其檢測 170
7.8.4 蓄電池的均衡充電及其工作原理 171
7.8.5 蓄電池的溫度補償 172
7.9 蓄電池組 172
7.9.1 電池組的串聯 172
7.9.2 電池組的並聯 172
7.9.3 蓄電池組 173
7.9.4 設計合適的蓄電池組 173
7.9.5 合理選擇蓄電池組中的單個蓄電池規格 175
7.9.6 使用蓄電池作為儲能裝置的注意事項 175
第8章 逆變器與併網逆變器
8.1 逆變器、逆變器的組成和工作原理 177
8.1.1 逆變器 177
8.1.2 逆變器的基本組成 177
8.1.3 逆變器基本工作原理 178
8.2 逆變器的分類 179
8.2.1 逆變器的不同分類方式 179
8.2.2 逆變器的主要套用類型 182
8.3 逆變器的主要電路原理 183
8.4 逆變器的基本特性參數 186
8.4.1 逆變器常用的技術參數 186
8.4.2 併網型可再生能源供電系統對逆變器的技術要求 188
8.4.3 離網型可再生能源供電系統對逆變器的技術要求 188
8.5 逆變器的選擇與使用 188
8.5.1 選擇逆變器的功率 188
8.5.2 考慮系統中的感性負載 190
8.5.3 選擇逆變器的類型 190
8.5.4 考慮系統內逆變器的配置 191
8.5.5 考慮海拔高度的影響 191
8.5.6 選擇逆變器的一般步驟 192
8.5.7 控制逆變一體機 193
8.5.8 UPS與逆變器 194
第9章 支撐結構和地基
9.1 支撐結構及其分類 195
9.1.1 塔架 195
9.1.2 塔架基本分類與特點 195
9.1.3 塔架材料 199
9.1.4 塔架的高度 199
9.1.5 塔架的選擇與套用 201
9.2 塔架的地基 203
9.2.1 不同塔架類型對地基的要求 203
9.2.2 地基的製作 206
9.3 和建築物相結合的小型風力發電機安裝 207
9.3.1 建築物屋頂的類型 208
9.3.2 建築物的組合 209
9.3.3 在建築物上安裝小型風力發電機的注意事項 210
9.3.4 案例 211
第10章 燃油發電機和帶燃油發電機的可再生能源發電系統
10.1 可再生能源離網供電系統中引入燃油發電機 213
10.1.1 源自原有柴油發電系統的需求 213
10.1.2 源自新興可再生能源發電系統的需求 213
10.2 燃油發電系統 214
10.2.1 燃油發電系統基礎 214
10.2.2 燃油發電系統的效率及最佳化運行 214
10.3 柴油發電機簡介 216
10.3.1 柴油發電機的組成 216
10.3.2 柴油發電機主要技術參數與選型 216
10.3.3 柴油發電機工作原理 217
10.3.4 柴油發電充電機 217
10.3.5 選擇柴油發電機充電控制器的基本參數 218
10.3.6 柴油發電機基本功能特點 218
10.3.7 選擇柴油發電機燃料、潤滑油或冷卻水 219
10.3.8 使用柴油發電機的基本條件 220
10.4 互補系統中的柴油發電機 220
10.4.1 可再生能源供電系統中柴油發電機的工作方式 220
10.4.2 在直流母線型系統中的柴油發電機的運行 220
10.4.3 在交流母線型系統中的柴油發電機的運行 221
10.5 風/光/柴獨立發電系統實例 222
第11章 局域電網和控制房
11.1 局域電網 223
11.1.1 離網可再生能源電站的主要電力設備 223
11.1.2 局域電網 224
11.1.3 控制房 225
11.1.4 微電網 225
11.1.5 獨立風力發電供電系統的局域電網 226
11.2 局域電網的設計 226
11.2.1 設計局域電網的一般步驟 226
11.2.2 低壓配電櫃 226
11.2.3 低壓配電櫃的形式和結構 228
11.2.4 配電盤 229
11.2.5 低壓配電櫃的容量及元件的選擇 230
11.2.6 離網可再生能源供電系統對低壓配電櫃的基本要求 230
11.2.7 高海拔對低壓電器的影響 232
11.3 局域電網基本要求和設計 234
11.3.1 低壓線路的分類和技術要求 234
11.3.2 低壓配電線路的組成 235
11.3.3 室內配電的組成 235
11.3.4 電網電纜線的選擇 235
11.3.5 電桿 237
11.3.6 可再生能源局域電網的傳輸半徑 238
11.4 控制房 238
11.4.1 可再生能源獨立電站的基本土建設施 238
11.4.2 土建設施的基本要求 240
11.4.3 標識和安全警示 241
