書????名 | 風(fēng)力發(fā)電原理 | 作????者 | 徐大平 |
---|---|---|---|
出版時(shí)間 | 2011年09月23日 | 定????價(jià) | 25.00 |
開????本 | 16 開 | 裝????幀 | 平裝 |
ISBN | 978-7-111-35345-4 |
前言
第1章緒論1
1 1風(fēng)能利用及風(fēng)力發(fā)電歷史2
1 2中國風(fēng)能資源與開發(fā)前景4
1 2 1風(fēng)能特點(diǎn)4
1 2 2我國風(fēng)能資源分布特點(diǎn)及
開發(fā)前景5
1 2 3風(fēng)電發(fā)展概況7
1 3風(fēng)力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展8
1 3 1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的類型8
1 3 2大型水平軸并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的
基本結(jié)構(gòu)10
1 3 3風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r11
1 4風(fēng)電機(jī)組相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)14
1 4 1國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)14
1 4 2國外主要風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)15
1 4 3中國主要風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)16
思考題17
第2章風(fēng)能及其轉(zhuǎn)換原理18
2 1風(fēng)的種類及其特性18
2 1 1風(fēng)的形成及其基本特性18
2 1 2全球性的風(fēng)21
2 1 3地方性的風(fēng)22
2 1 4平均風(fēng)23
2 1 5脈動風(fēng)27
2 1 6極端風(fēng)29
2 1 7地形地貌對風(fēng)的影響31
2 2風(fēng)的測量與估計(jì)32
2 2 1風(fēng)向的測量33
2 2 2風(fēng)速的測量33
2 2 3風(fēng)能估計(jì)34
2 3風(fēng)能資源評估及風(fēng)電場選址概述37
2 3 1風(fēng)能資源評估38
2 3 2風(fēng)電場選址38
2 4風(fēng)能轉(zhuǎn)換基本原理40
2 4 1葉片上的氣動力40
2 4 2風(fēng)能轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)理論42
2 5風(fēng)力機(jī)的特性46
2 5 1風(fēng)輪空氣動力特性46
2 5 2風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行特性47
2 5 3實(shí)度對風(fēng)力機(jī)特性的影響48
思考題50
第3章風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)51
3 1水平軸風(fēng)電機(jī)組概述51
3 1 1風(fēng)電機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)、性能
和類型51
3 1 2風(fēng)電機(jī)組主要參數(shù)56
3 1 3風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)級別60
3 2風(fēng)輪61
3 2 1葉片61
3 2 2輪轂66
3 2 3變槳機(jī)構(gòu)67
3 3風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)69
3 3 1風(fēng)輪主軸69
3 3 2增速齒輪箱71
3 3 3軸的連接與制動79
3 4機(jī)艙、主機(jī)架與偏航系統(tǒng)80
3 4 1機(jī)艙80
3 4 2主機(jī)架80
3 4 3偏航系統(tǒng)81
3 5塔架與基礎(chǔ)84
3 5 1塔架84
3 5 2陸上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)88
3 5 3海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)90
3 6風(fēng)電機(jī)組其他部件91
思考題91
第4章風(fēng)力發(fā)電機(jī)92
4 1發(fā)電機(jī)的工作原理92
4 1 1發(fā)電機(jī)的基本類型92
4 1 2直流發(fā)電機(jī)的基本工作原理94
4 1 3同步交流發(fā)電機(jī)的基本工作
原理95
4 1 4異步交流發(fā)電機(jī)的基本工作
原理97
4 2風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)98
4 2 1并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組使用的發(fā)電機(jī)99
4 2 2離網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組使用的發(fā)電機(jī)100
4 3并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)101
4 3 1同步發(fā)電機(jī)101
4 3 2異步發(fā)電機(jī)103
4 3 3雙饋異步發(fā)電機(jī)104
4 3 4直驅(qū)型發(fā)電機(jī)107
思考題110
第5章風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制及安全
保護(hù)111
5 1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)111
5 1 1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本控制
要求111
5 1 2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)114
5 1 3風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行控制
過程115
5 2風(fēng)力機(jī)控制117
5 2 1風(fēng)力機(jī)控制的空氣動力學(xué)
原理117
5 2 2定槳距風(fēng)力機(jī)控制118
5 2 3變槳距風(fēng)力機(jī)控制119
5 2 4功率控制121
5 3發(fā)電機(jī)控制123
5 3 1風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制要求123
5 3 2異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制124
5 3 3雙饋式發(fā)電機(jī)控制129
5 3 4直驅(qū)式發(fā)電機(jī)控制132
5 4風(fēng)力發(fā)電機(jī)組信號檢測135
5 4 1風(fēng)速及風(fēng)向信號檢測135
5 4 2轉(zhuǎn)速信號檢測135
5 5控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)136
5 5 1制動保護(hù)系統(tǒng)137
5 5 2變槳距執(zhí)行系統(tǒng)137
5 5 3偏航系統(tǒng)139
5 6風(fēng)電機(jī)組的安全保護(hù)140
5 6 1風(fēng)電機(jī)組安全保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)140
5 6 2風(fēng)電機(jī)組安全鏈系統(tǒng)141
5 6 3風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防雷保護(hù)142
思考題143
第6章垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組145
6 1垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其發(fā)展
概況145
6 1 1垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展
概況145
6 1 2垂直軸風(fēng)力機(jī)的類型146
6 1 3垂直軸風(fēng)力機(jī)的主要特點(diǎn)148
6 2垂直軸風(fēng)力機(jī)基本原理149
6 2 1阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)149
6 2 2升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)151
6 3水平軸與垂直軸風(fēng)力機(jī)的對比152
思考題153
第7章離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)154
7 1離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用154
7 1 1向大用戶直接供電154
7 1 2向農(nóng)戶、村落、農(nóng)牧場供電155
7 2微、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)156
7 2 1葉片與風(fēng)輪157
7 2 2調(diào)速裝置157
7 2 3調(diào)向裝置158
7 2 4發(fā)電機(jī)159
7 2 5塔架160
7 2 6蓄電池160
7 2 7控制器和逆變器160
7 3互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)160
7 3 1風(fēng) 光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)160
7 3 2風(fēng)力發(fā)電機(jī)與蓄電池系統(tǒng)162
7 3 3風(fēng)力 柴油互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)164
7 4儲能裝置166
7 4 1蓄電池166
7 4 2抽水蓄能170
7 4 3飛輪儲能170
7 4 4超導(dǎo)儲能171
7 4 5其他儲能方式171
思考題171
附錄風(fēng)力發(fā)電名詞術(shù)語漢英對照172
參考文獻(xiàn)1782100433B
風(fēng)力發(fā)電是一種最具規(guī)模開發(fā)潛力的清潔可再生能源利用方式,作為風(fēng)能與動力工程專業(yè)系列教材之一,編寫本書的目的是使學(xué)生掌握風(fēng)力發(fā)電的基本原理,了解主流風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備。 全書供分7章,內(nèi)容主要包括風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本概況、風(fēng)能資源與轉(zhuǎn)換原理、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備與結(jié)構(gòu)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組檢測與控制等內(nèi)容。對離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及儲能技術(shù)也做了簡要介紹。 由于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)涉及多學(xué)科內(nèi)容,為適應(yīng)不同專業(yè)知識背景的讀者,本書力求理論聯(lián)系實(shí)際,內(nèi)容通俗易懂,也可供從事風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域相關(guān)工作的工程技術(shù)人員參考。
采用調(diào)速系統(tǒng)和變槳距調(diào)節(jié)技術(shù)相結(jié)合的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),主要優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)輪可以變速度運(yùn)行。
簡單地說,通過葉片,將空氣的水平勢能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)的勢能,直接或通過變速箱拖動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)切割磁力線產(chǎn)生電動勢發(fā)電。其他資料百度下“風(fēng)力發(fā)電”百科,非常詳細(xì):http://baike.baidu.com/v...
風(fēng)速達(dá)到超音速就可以,例如在重返大氣層的時(shí)候。
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頁數(shù): 33頁
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把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動能,再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電力動能,這就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)風(fēng)車技術(shù),大約是每秒三米的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度),便可以開始發(fā)電。 風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電不需要使用燃料,也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。
風(fēng)力發(fā)電所需要的裝置,稱作風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,大體上可分風(fēng)輪(包括尾舵)、發(fā)電機(jī)和塔筒三部分。(大型風(fēng)力發(fā)電站基本上沒有尾舵,一般只有小型(包括家用型)才會擁有尾舵)
風(fēng)輪是把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的重要部件,它由若干只葉片組成。當(dāng)風(fēng)吹向漿葉時(shí),槳葉上產(chǎn)生氣動力驅(qū)動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動。槳葉的材料要求強(qiáng)度高、重量輕,多用玻璃鋼或其它復(fù)合材料(如碳纖維)來制造。(還有一些垂直風(fēng)輪,s型旋轉(zhuǎn)葉片等,其作用也與常規(guī)螺旋槳型葉片相同)
由于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速比較低,而且風(fēng)力的大小和方向經(jīng)常變化著,這又使轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定;所以,在帶動發(fā)電機(jī)之前,還必須附加一個把轉(zhuǎn)速提高到發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的齒輪變速箱,再加一個調(diào)速機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定,然后再聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上。為保持風(fēng)輪始終對準(zhǔn)風(fēng)向以獲得最大的功率,還需在風(fēng)輪的后面裝一個類似風(fēng)向標(biāo)的尾舵。
鐵塔是支承風(fēng)輪、尾舵和發(fā)電機(jī)的構(gòu)架。它一般修建得比較高,為的是獲得較大的和較均勻的風(fēng)力,又要有足夠的強(qiáng)度。鐵塔高度視地面障礙物對風(fēng)速影響的情況,以及風(fēng)輪的直徑大小而定,一般在6-20米范圍內(nèi)。
發(fā)電機(jī)的作用,是把由風(fēng)輪得到的恒定轉(zhuǎn)速,通過升速傳遞給發(fā)電機(jī)構(gòu)均勻運(yùn)轉(zhuǎn),因而把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?
風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行;中國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高,但它不是只由一個發(fā)電機(jī)頭組成的,而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng):風(fēng)力發(fā)電機(jī) 充電器 數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要,各部分功能為:葉片用來接受風(fēng)力并通過機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能;尾翼使葉片始終對著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能;轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能;機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體,定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。
一般說來,三級風(fēng)就有利用的價(jià)值。但從經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā),風(fēng)速大于每秒4米才適宜于發(fā)電。據(jù)測定,一臺55千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,當(dāng)風(fēng)速為每秒9.5米時(shí),機(jī)組的輸出功率為55千瓦;當(dāng)風(fēng)速每秒8米時(shí),功率為38千瓦;風(fēng)速每秒6米時(shí),只有16千瓦;而風(fēng)速每秒5米時(shí),僅為9.5千瓦??梢婏L(fēng)力愈大,經(jīng)濟(jì)效益也愈大。
在我國,已有不少成功的中、小型風(fēng)力發(fā)電裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)。
我國的風(fēng)力資源極為豐富,絕大多數(shù)地區(qū)的平均風(fēng)速都在每秒3米以上,特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼,平均風(fēng)速更大;有的地方,一年三分之一以上的時(shí)間都是大風(fēng)天。在這些地區(qū),發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是很有前途的。
風(fēng)力發(fā)電的輸出
風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定,故其輸出的是13~25V變化的交流電,須經(jīng)充電器整流,再對蓄電瓶充電,使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護(hù)電路的逆變電源,把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電,才能保證穩(wěn)定使用。
通常人們認(rèn)為,風(fēng)力發(fā)電的功率完全由風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率決定,總想選購大一點(diǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī),而這是不正確的。風(fēng)力發(fā)電機(jī)只是給電瓶充電,而由電瓶把電能貯存起來,人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關(guān)系。功率的大小更主要取決于風(fēng)量的大小,而不僅是機(jī)頭功率的大小。在內(nèi)地,小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)會比大的更合適。因?yàn)樗菀妆恍★L(fēng)量帶動而發(fā)電,持續(xù)不斷的小風(fēng),會比一時(shí)狂風(fēng)更能供給較大的能量。當(dāng)無風(fēng)時(shí)人們還可以正常使用風(fēng)力帶來的電能,也就是說一臺200W風(fēng)力發(fā)電機(jī)也可以通過大電瓶與逆變器的配合使用,獲得500W甚至1000W乃至更大的功率輸出。
使用風(fēng)力發(fā)電機(jī),就是源源不斷地把風(fēng)能變成我們家庭使用的標(biāo)準(zhǔn)市電,其節(jié)約的程度是明顯的,一個家庭一年的用電只需20元電瓶液的代價(jià)。而風(fēng)力發(fā)電機(jī)比幾年前的性能有很大改進(jìn),以前只是在少數(shù)邊遠(yuǎn)地區(qū)使用,風(fēng)力發(fā)電機(jī)接一個15W的燈泡直接用電,一明一暗并會經(jīng)常損壞燈泡。而由于技術(shù)進(jìn)步,采用先進(jìn)的充電器、逆變器,風(fēng)力發(fā)電成為有一定科技含量的小系統(tǒng),并能在一定條件下代替正常的市電。山區(qū)可以借此系統(tǒng)做一個常年不花錢的路燈;高速公路可用它做夜晚的路標(biāo)燈;山區(qū)的孩子可以在日光燈下晚自習(xí);城市小高層樓頂也可用風(fēng)力電機(jī),這不但節(jié)約而且是真正綠色電源。家庭用風(fēng)力發(fā)電機(jī),不但可以防止停電,而且還能增加生活情趣。在旅游景區(qū)、邊防、學(xué)校、部隊(duì)乃至落后的山區(qū),風(fēng)力發(fā)電機(jī)正在成為人們的采購熱點(diǎn)。無線電愛好者可用自己的技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電方面為山區(qū)人民服務(wù),使人們看電視及照明用電與城市同步,也能使自己勞動致富。
風(fēng)力發(fā)電從技術(shù)角度可以分為恒速恒頻和變速恒頻兩種類型。
1、恒速恒頻技術(shù)
當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí),要求風(fēng)力發(fā)電機(jī)的頻率與電網(wǎng)頻率保持一致,即恒頻。恒速恒頻指在風(fēng)力發(fā)電過程中,保持發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不變,從而得到恒定的頻率。采用的恒速恒頻發(fā)電機(jī)存在風(fēng)能利用率低、需要無功補(bǔ)償裝置、輸出功率不可控、葉片特性要求高等不足,成為制約并網(wǎng)風(fēng)電場容量和規(guī)模的嚴(yán)重障礙。
2、變速恒頻技術(shù)
變速恒頻是指在風(fēng)力發(fā)電過程中發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可隨風(fēng)速變化,通過其他控制方式來得到恒定的頻率。
變速恒頻發(fā)電是2O世紀(jì)70年代中后期逐漸發(fā)展起來的一種新型風(fēng)力發(fā)電技術(shù),通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流的大小、頻率和相位,或變槳距控制,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié),可在很寬的風(fēng)速范圍內(nèi)保持近乎恒定的最佳葉尖速比,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)追求風(fēng)能最大轉(zhuǎn)換效率;同時(shí)又可以采用一定的控制策略靈活調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有功、無功功率,抑制諧波、減少損耗、提高系統(tǒng)效率,因此可以大大提高風(fēng)電場并網(wǎng)的穩(wěn)定性。盡管變速系統(tǒng)與恒速系統(tǒng)相比,風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置中的電力電子部分比較復(fù)雜和昂貴,但成本在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中所占比例并不大,因而發(fā)展變速恒頻技術(shù)將是今后風(fēng)力發(fā)電的必然趨勢。
變速恒頻技術(shù)因其利用風(fēng)能充分、控制系統(tǒng)先進(jìn)、靈活而成為風(fēng)電技術(shù)的主流。在實(shí)際利用中,分布式風(fēng)力發(fā)電一般與其他發(fā)電形式相互組合,例如風(fēng)力發(fā)電同太陽能發(fā)電相組合形成的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng);風(fēng)力發(fā)電同柴油機(jī)組發(fā)電組合形成的“風(fēng)油”發(fā)電系統(tǒng);還有三者共同組合成的“風(fēng)光油”發(fā)電系統(tǒng)。
不同地區(qū)根據(jù)各自不同的特點(diǎn)選擇適合自身?xiàng)l件的組合形式,充分利用環(huán)境優(yōu)勢發(fā)展新型能源。尤其值得關(guān)注的是“風(fēng)光”組合發(fā)電系統(tǒng),使用純天然、無污染的風(fēng)能和光能發(fā)電,代表著分布式發(fā)電技術(shù)的未來發(fā)展方向。從嚴(yán)格意義上來說,風(fēng)能也是來自于太陽能,是太陽對地球大氣造成影響產(chǎn)生的氣流,無論是在時(shí)間還是在空間上,二者都有著很強(qiáng)的互補(bǔ)性,太陽能光伏發(fā)電技術(shù)和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在環(huán)境適應(yīng)性上不相上下,都適合建立分布式發(fā)電機(jī)組,二者組合擁有良好的匹配性,在未來很長一段時(shí)間里會成為引領(lǐng)可再生能源開發(fā)的趨勢潮流。
從風(fēng)能資源的地域分布上看,越是位置偏遠(yuǎn)、人煙稀少的地方風(fēng)能資源就越豐富,而這些地方無論是交通成本還是常規(guī)電網(wǎng)供電成本都相當(dāng)?shù)母?,由于人口稀少,用電?fù)荷普遍不高,在這些地區(qū)周邊發(fā)展風(fēng)力發(fā)電,能夠充分利用好豐富的風(fēng)能資源,除供應(yīng)周邊居民用電外,還可以接入大電網(wǎng)支持周邊城市的電網(wǎng)供應(yīng)。
考慮到分布式發(fā)電系統(tǒng)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性與適用廣泛性的要求,需要風(fēng)力發(fā)電機(jī)有較寬的工作風(fēng)速范圍 (3—25m/s),在不穩(wěn)定的自然風(fēng)況中,能可靠運(yùn)行并有良好的電能品質(zhì),能捕獲最大風(fēng)能以提高發(fā)電效率、降低單位功率發(fā)電成本。
以上技術(shù)在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中得到了較好的解決,例如,為捕獲最大風(fēng)能,大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要通過兩個階段來實(shí)現(xiàn)。在額定風(fēng)速 (14m/s)以下時(shí),通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)反力距使轉(zhuǎn)速跟隨風(fēng)速變化,在高于額定風(fēng)速時(shí),通過變槳距系統(tǒng)使系統(tǒng)輸出功率穩(wěn)定。所謂變槳距指安裝在輪載上的葉片通過控制改變其 風(fēng)源WP-5000A風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳距角的大小,定槳距是指槳葉與輪載的連接是固定的,槳距角固定不變,即當(dāng)風(fēng)速變化時(shí),槳葉的迎風(fēng)角度不能隨之變化。
在中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)方面,面向分布式發(fā)電的高效、可靠、低成本、大功率 (5—50kW) 的并網(wǎng)型變槳距中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī),輸出功率不會因風(fēng)速大于額定風(fēng)速而下降。從分布式電源本身入手提高電能質(zhì)量。如風(fēng)源WP-5000A風(fēng)力發(fā)電機(jī),額定功率:5000瓦,最大功率:6500瓦,啟動風(fēng)速:0.2米/秒~0.4米/秒,額定風(fēng)速:12米/秒,工作風(fēng)速:1.8米/秒~25米/秒,當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速12米/秒時(shí),其輸出功率仍然向上平緩上升,所獲風(fēng)能并沒減少,發(fā)電效率高,非常符合分布式風(fēng)能發(fā)電的要求。
書號: | 35345 | ISBN: | 978-7-111-35345-4 |
作者: | 徐大平 | 印次: | 1-1 |
責(zé)編: | 王雅新 | 開本: | 16 |
字?jǐn)?shù): | 285千字 | 定價(jià): | 25.0 |
所屬叢書: | |||
裝訂: | 平 | 出版日期: | 2011-09-23 |
風(fēng)力發(fā)電是一種最具規(guī)模開發(fā)潛力的清潔可再生能源利用方式,作為風(fēng)能與動力工程專業(yè)系列教材之一,編寫本書的目的是使學(xué)生掌握風(fēng)力發(fā)電的基本原理,了解主流風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備。 全書供分7章,內(nèi)容主要包括風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本概況、風(fēng)能資源與轉(zhuǎn)換原理、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備與結(jié)構(gòu)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組檢測與控制等內(nèi)容。對離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及儲能技術(shù)也做了簡要介紹。 由于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)涉及多學(xué)科內(nèi)容,為適應(yīng)不同專業(yè)知識背景的讀者,本書力求理論聯(lián)系實(shí)際,內(nèi)容通俗易懂,也可供從事風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域相關(guān)工作的工程技術(shù)人員參考。
前言
第1章緒論1
1 1風(fēng)能利用及風(fēng)力發(fā)電歷史2
1 2中國風(fēng)能資源與開發(fā)前景4
1 2 1風(fēng)能特點(diǎn)4
1 2 2我國風(fēng)能資源分布特點(diǎn)及
開發(fā)前景5
1 2 3風(fēng)電發(fā)展概況7
1 3風(fēng)力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展8
1 3 1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的類型8
1 3 2大型水平軸并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的
基本結(jié)構(gòu)10
1 3 3風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r11
1 4風(fēng)電機(jī)組相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)14
1 4 1國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)14
1 4 2國外主要風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)15
1 4 3中國主要風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)16
思考題17
第2章風(fēng)能及其轉(zhuǎn)換原理18
2 1風(fēng)的種類及其特性18
2 1 1風(fēng)的形成及其基本特性18
2 1 2全球性的風(fēng)21
2 1 3地方性的風(fēng)22
2 1 4平均風(fēng)23
2 1 5脈動風(fēng)27
2 1 6極端風(fēng)29
2 1 7地形地貌對風(fēng)的影響31
2 2風(fēng)的測量與估計(jì)32
2 2 1風(fēng)向的測量33
2 2 2風(fēng)速的測量33
2 2 3風(fēng)能估計(jì)34
2 3風(fēng)能資源評估及風(fēng)電場選址概述37
2 3 1風(fēng)能資源評估38
2 3 2風(fēng)電場選址38
2 4風(fēng)能轉(zhuǎn)換基本原理40
2 4 1葉片上的氣動力40
2 4 2風(fēng)能轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)理論42
2 5風(fēng)力機(jī)的特性46
2 5 1風(fēng)輪空氣動力特性46
2 5 2風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行特性47
2 5 3實(shí)度對風(fēng)力機(jī)特性的影響48
思考題50
第3章風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)51
3 1水平軸風(fēng)電機(jī)組概述51
3 1 1風(fēng)電機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)、性能
和類型51
3 1 2風(fēng)電機(jī)組主要參數(shù)56
3 1 3風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)級別60
3 2風(fēng)輪61
3 2 1葉片61
3 2 2輪轂66
3 2 3變槳機(jī)構(gòu)67
3 3風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)69
3 3 1風(fēng)輪主軸69
3 3 2增速齒輪箱71
3 3 3軸的連接與制動79
3 4機(jī)艙、主機(jī)架與偏航系統(tǒng)80
3 4 1機(jī)艙80
3 4 2主機(jī)架80
3 4 3偏航系統(tǒng)81
3 5塔架與基礎(chǔ)84
3 5 1塔架84
3 5 2陸上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)88
3 5 3海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)90
3 6風(fēng)電機(jī)組其他部件91
思考題91
第4章風(fēng)力發(fā)電機(jī)92
4 1發(fā)電機(jī)的工作原理92
4 1 1發(fā)電機(jī)的基本類型92
4 1 2直流發(fā)電機(jī)的基本工作原理94
4 1 3同步交流發(fā)電機(jī)的基本工作
原理95
4 1 4異步交流發(fā)電機(jī)的基本工作
原理97
4 2風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)98
4 2 1并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組使用的發(fā)電機(jī)99
4 2 2離網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組使用的發(fā)電機(jī)100
4 3并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)101
4 3 1同步發(fā)電機(jī)101
4 3 2異步發(fā)電機(jī)103
4 3 3雙饋異步發(fā)電機(jī)104
4 3 4直驅(qū)型發(fā)電機(jī)107
思考題110
第5章風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制及安全
保護(hù)111
5 1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)111
5 1 1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本控制
要求111
5 1 2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)114
5 1 3風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行控制
過程115
5 2風(fēng)力機(jī)控制117
5 2 1風(fēng)力機(jī)控制的空氣動力學(xué)
原理117
5 2 2定槳距風(fēng)力機(jī)控制118
5 2 3變槳距風(fēng)力機(jī)控制119
5 2 4功率控制121
5 3發(fā)電機(jī)控制123
5 3 1風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制要求123
5 3 2異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制124
5 3 3雙饋式發(fā)電機(jī)控制129
5 3 4直驅(qū)式發(fā)電機(jī)控制132
5 4風(fēng)力發(fā)電機(jī)組信號檢測135
5 4 1風(fēng)速及風(fēng)向信號檢測135
5 4 2轉(zhuǎn)速信號檢測135
5 5控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)136
5 5 1制動保護(hù)系統(tǒng)137
5 5 2變槳距執(zhí)行系統(tǒng)137
5 5 3偏航系統(tǒng)139
5 6風(fēng)電機(jī)組的安全保護(hù)140
5 6 1風(fēng)電機(jī)組安全保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)140
5 6 2風(fēng)電機(jī)組安全鏈系統(tǒng)141
5 6 3風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防雷保護(hù)142
思考題143
第6章垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組145
6 1垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其發(fā)展
概況145
6 1 1垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展
概況145
6 1 2垂直軸風(fēng)力機(jī)的類型146
6 1 3垂直軸風(fēng)力機(jī)的主要特點(diǎn)148
6 2垂直軸風(fēng)力機(jī)基本原理149
6 2 1阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)149
6 2 2升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)151
6 3水平軸與垂直軸風(fēng)力機(jī)的對比152
思考題153
第7章離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)154
7 1離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用154
7 1 1向大用戶直接供電154
7 1 2向農(nóng)戶、村落、農(nóng)牧場供電155
7 2微、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)156
7 2 1葉片與風(fēng)輪157
7 2 2調(diào)速裝置157
7 2 3調(diào)向裝置158
7 2 4發(fā)電機(jī)159
7 2 5塔架160
7 2 6蓄電池160
7 2 7控制器和逆變器160
7 3互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)160
7 3 1風(fēng) 光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)160
7 3 2風(fēng)力發(fā)電機(jī)與蓄電池系統(tǒng)162
7 3 3風(fēng)力 柴油互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)164
7 4儲能裝置166
7 4 1蓄電池166
7 4 2抽水蓄能170
7 4 3飛輪儲能170
7 4 4超導(dǎo)儲能171
7 4 5其他儲能方式171
思考題171
附錄風(fēng)力發(fā)電名詞術(shù)語漢英對照172
參考文獻(xiàn)178