風能與風力發電技術（第3版）

《風能與風力發電技術（第3版）》是2015年10月化學工業出版社出版的圖書，作者是王建錄、趙萍、林志民、劉萬琨。

基本介紹

• 書名：風能與風力發電技術（第3版）
• 作者：王建錄、趙萍、林志民、劉萬琨
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2015年10月
• 頁數：347 頁
• 定價：98 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787122249043

內容簡介

《風能與風力發電技術（第3版）》介紹了有關風力發電的基本知識和技術，通俗地分析了風的形成、風的分類和風能定量評估。詳細闡述了風輪機的基本工作原理、工程設計方法和風輪機最佳化設計；對風輪機的結構、空氣動力學特性、安全運行、風力機發電系統及風輪機材料等，進行了說明和分析；同時論述了風力機設計要求、大型風力機設計和特殊用途用風力機（海上風力機、低溫風力機、高原風力機和直接驅動式風力機）等。還對風輪機的一些特殊問題，例如變速/恆頻技術、迎風調節、風輪葉片材料和製造、風電場最佳化分析、風資源對性能的影響等蒐集了大量的數據資料供參考查詢。本書第三版除全部訂正了和時間相關的數據外，又增加了風力機設計規範、5MW以上的超大型風力機典型設計數據和垂直軸風力機等內容。使本書更全面、更具工程參考價值，對風電業各類從業人員更加適用。

本書適合於從事風電領域工作的工程師和設計技術人員閱讀參考，也適合作為高等院校熱動力專業的教學參考書。對想了解風能發電的讀者也是一本極好的科普讀物。

圖書目錄

第1章風與風能1

1.1風1

1.1.1風的形成1

1.1.2風向與風速2

1.2風能5

1.2.121世紀的最主要能源5

1.2.2風能密度7

1.2.3風能密度計算方法7

1.2.4地球上風能資源分布7

1.2.5我國風能資源分區9

1.2.6風能的三級區劃指標體系11

1.2.7風資源描述的基本理論12

1.3風電場選址22

1.3.1風電場選址的技術原則22

1.3.2風電場現場位置選擇對策23

1.4風電場風能資源評估25

1.4.1風電場風能資源測量方法25

1.4.2風電場風能資源評估方法27

第2章風能發電31

2.1風力機的型式31

2.1.1水平軸式風力發電裝置32

2.1.2垂直軸式風力機33

2.2風能發電34

2.3併網風力發電的價值分析36

2.3.1併網風力發電的價值分析36

2.3.2風電項目可行性研究38

2.4風力發電裝置38

2.4.1風輪38

2.4.2調速器和限速裝置39

2.4.3調向裝置41

2.4.4傳動機構41

2.4.5塔架42

2.5大中型風電場設計42

2.5.1風力資源評估所需的基本資料42

2.5.2風力發電場址的選擇42

2.5.3風力發電機組選型和布置44

2.5.4風力發電機布置和風能計算45

2.5.5風力發電機基礎46

2.5.6風力發電場的經濟效益和社會效益評價47

2.6風力發電設備的最佳化分析48

2.6.1最佳化選型因素分析48

2.6.2財務預測結果49

2.7風力機安全運行50

2.7.1風力機運行流程50

2.7.2正常運行過程51

2.7.3運行安全性53

2.7.4安全性方針53

2.7.5風力機載荷設計54

2.7.6風輪機與航空安全問題55

第3章風力發電技術56

3.1功率調節56

3.1.1定槳距失速調節56

3.1.2變槳距角調節56

3.1.3混合調節58

3.2變轉速運行58

3.2.1影響風力機功率的因素58

3.2.2變轉速運行的特點59

3.3發電機變轉速/恆頻技術59

3.3.1併網運行風力機頻率恆定問題59

3.3.2變轉速/恆頻風力機用發電機61

3.4風輪機迎風技術61

3.4.1風輪機風向跟蹤原理61

3.4.2風輪機風向跟蹤方法62

3.5風電品質62

3.5.1風力機改善風電品質的方法62

3.5.2發電機和電網接口功能62

3.6風力機結構和空氣動力學63

3.6.1風力機結構設計63

3.6.2風力機氣動力學設計63

3.7風力機控制技術63

3.7.1風力發電系統模型描述63

3.7.2風力發電系統自適應控制器64

3.7.3風力發電系統模糊控制64

第4章風力機設計規範65

4.1風力機整機設計規範65

4.1.1風力發電機組整機技術要求65

4.1.2其他環境條件66

4.1.3電網條件67

4.2風輪機葉片、輪轂設計規範67

4.2.1葉片設計要求67

4.2.2葉片設計規範67

4.2.3輪轂設計68

4.3風輪機葉片設計69

4.3.1設計要求69

4.3.2環境適應性70

4.3.3安全和環保71

4.3.4葉片材料要求71

4.4風輪機葉片試驗、驗收規範73

4.4.1試驗方法73

4.4.2檢驗規則及驗收77

4.4.3葉片的標誌和使用維護說明書78

4.4.4.葉片包裝、貯存、運輸78

第5章風輪機設計79

5.1風輪機的基本理論79

5.1.1風性能描述79

5.1.2風能和風的能量密度80

5.1.3風能利用係數81

5.1.4風輪機的槳葉設計82

5.1.5風輪機的空氣動力特性84

5.2風力機設計要求85

5.2.1風力機設計安全等級85

5.2.2一般等級風力機的安全係數和強度分析86

5.2.3風力機設計要求88

5.2.4風力機整機技術要求106

5.2.5齒輪箱技術要求107

5.2.6塔架技術要求107

5.2.7風輪葉片技術要求108

5.3風輪機工程設計112

5.3.1風輪機工程設計方法112

5.3.2風力機的各種設計方案116

5.4風輪機最佳化設計117

5.4.1風輪機最佳化設計原理117

5.4.2風輪機最佳化設計舉例118

5.5風輪機模化設計121

5.5.1風輪機模型及特性121

5.5.2風輪機模化設計方法121

5.6風輪機工程設計圖例122

5.7風輪機的設計與製造123

5.7.1功率設計124

5.7.2風輪設計129

5.7.3齒輪箱和剎車機構135

5.7.4電器系統和發電系統設計137

5.7.5機艙和對風控制140

5.7.6塔架設計143

5.7.7彈性體系統動態振動設計145

5.7.8功率和轉速調節147

5.7.9風力機成本分析154

5.8風輪機材料155

5.8.1風輪機用材料155

5.8.2各種風輪機材料157

5.9風力機設計風速問題159

5.9.1設計風速問題159

5.9.2風電場最佳化161

第6章風輪機和風電場數值計算164

6.1風電場數值模型164

6.1.1流體力學的控制方程164

6.1.2守恆形式的控制方程組164

6.1.3補充方程166

6.1.4邊界條件166

6.1.5控制方程離散-有限差分法166

6.2風輪機設計軟體168

6.2.1軟體計算舉例168

6.2.2計算結果及分析169

6.3風電場數值計算軟體包171

6.3.1典型風電場數值計算軟體包171

6.3.2Bladed軟體包計算功能171

6.4風力機設計軟體包的開發174

6.4.1風力發電機設計軟體包174

6.4.2軟體包模組和資料庫174

6.4.3風力機空氣動力學研究175

6.4.4風力機動態測試方法的研究176

6.4.5儲能方法的研究176

6.4.6小型風電場規劃方法的研究177

6.5風力機可靠性數值研究177

6.5.1風力機在惡劣環境下的可靠性研究177

6.5.2風力機抗颱風設計181

第7章大型風力機設計184

7.1250～1200kW風力機系列184

7.1.1S系列風力機技術參數184

7.1.2NA系列風力機技術參數185

7.21000kW級風力機設計186

7.2.1FD60A型風力機設計186

7.2.2V52-850kW風力機設計200

7.2.31200kW級風力機設計201

7.31500kW級風力機設計202

7.3.1FD70A/ FD77A風力機設計202

7.3.2S70/S77風力機設計209

7.3.3V82-1650kW風力機設計212

7.42000kW級風力機設計214

7.4.1R82/2000kW風力機設計214

7.4.2V90-1800/2000kW風力機設計215

7.4.3V80-2000kW風力機設計217

7.52500kW級風力機設計219

7.5.1FD90/2500kW型風力機設計219

7.5.2N80、N90風力機設計223

7.63000kW級風力機設計226

7.6.1W90/3000kW風力機設計226

7.6.2V90-1-3000kW風力機設計226

7.6.3V112-1- 3000kW風力機設計228

7.75000kW級風力機設計229

7.7.1FC/5000/126-136風力機設計229

7.7.2R-5M風力機設計232

7.7.3R系列大型風力機233

7.8超大型風力發電機設計235

7.8.1西門子6.0MW海上風力發電機235

7.8.2三菱重工7MW海上風力發電機236

7.8.3美國超導10MW海上風力發電機236

7.8.4超大型風力發電機概念設計237

7.9我國大型風力發電機組發展趨勢239

第8章風力機發電系統242

8.1風力機對發電系統的一般要求242

8.1.1風力機發電系統的特殊性242

8.1.2一般要求242

8.2恆速/恆頻發電機系統242

8.2.1同步發電機243

8.2.2感應發電機243

8.3變速/恆頻發電機系統245

8.3.1不連續變速系統245

8.3.2連續變速系統246

8.4小型直流發電系統248

8.4.1交流永磁發電機248

8.4.2無刷爪極自勵發電機249

第9章特殊用途風力機設計250

9.1海上用風力機設計250

9.1.1近海風電場技術251

9.1.2淺海風電場投資概算256

9.1.3海上風力發電技術257

9.1.4漂浮式海上風電場259

9.1.5海上風力機260

9.2低溫地區風力機設計266

9.2.1低溫環境對風力發電機組的影響266

9.2.2低溫對風輪機葉片的影響268

9.3高原高寒地區風力機設計269

9.3.1高原環境空氣密度對風力發電的影響269

9.3.2高原環境大氣溫度對風力發電的影響269

9.3.3高原雷暴的影響270

9.3.4其他因素的影響270

9.3.5高原風力機設計改進措施271

9.4免齒輪箱式直接驅動型風力機設計272

9.4.1直接驅動式風力機原理272

9.4.2變速直驅永磁發電機控制系統274

9.4.3離網型低速永磁發電機278

9.4.4直接驅動型風力機組 280

9.5太陽能煙囪熱能風力發電系統282

9.5.1太陽能發電技術282

9.5.2太陽能煙囪熱能風力發電系統284

9.5.3熱能風力渦輪機與風力機285

9.5.4太陽能煙囪發電系統工程計算方法289

9.5.5熱能風力渦輪機設計292

9.5.6太陽能煙囪電廠熱能風力渦輪機方案293

第10章垂直軸風力機295

10.1概述295

10.1.1垂直軸風力機295

10.1.2垂直軸風力機結構特點297

10.1.3升力型垂直軸風力機氣動原理298

10.1.4垂直軸風力機葉片設計300

10.1.5垂直軸風力機與水平軸風力機比較301

10.2達里厄風輪葉片型線設計303

10.2.1風輪Troposkien曲線方程303

10.2.2風輪Troposkien曲線設計305

10.3達里厄風輪氣動性能計算模型306

10.3.1單流管模型307

10.3.2多流管模型308

10.3.3雙向多流管模型310

10.4達里厄風力機設計315

10.4.1風輪設計315

10.4.2結構設計316

10.4.3500kW垂直軸風力發電機設計317

10.4.4兆瓦級垂直軸風力機設計參數319

10.4.5垂直軸風力機典型設計數據319

10.5垂直軸風力機的套用和發展325

10.5.1垂直軸風力機的套用325

10.5.2垂直軸風力機的缺點328

10.5.3達里厄風力機設計發展趨勢329

10.5.4垂直軸風力機發展對策333

附錄334

附錄1風力等級和風壓計算334

附錄2小型風力機技術數據335

附錄3風力機技術術語規範和定義336

附錄4風力發電裝置國家和國際標準344

附圖1中國風能分布圖345

附圖2風速大於3m/s的有效風功率密度分布圖346

附圖3中國全年風速大於3m/s的小時數分布圖346

參考文獻347