風力發電系統

本書共有4部分。第1部分介紹風力發電的歷史和現狀、電機和電力電子技術的發展、世界各國的電能質量規範及併網技術要求等；第2部分介紹丹麥、德國、瑞典、美國和印度等國在風電接入電力系統方面的經驗、教訓以及相關的風能預測、經濟分析和獨立系統等方面的成果；第3部分探討風力發電大規模發展過程中的電網電壓控制、功率傳輸以及電能管理等方面的問題和解決方案；第4部分研究併網系統中的風力機建模及風電對系統穩定性的影響。本書可供進行風能開發利用的科技人員參考使用。書 名: 風力發電系統

Thomas Ackermann（托馬斯·阿克曼），德國柏林科技大學機械工程碩士及工商管理碩士，紐西蘭達尼丁（Dunedin）大學物理學碩士，瑞典斯德哥爾摩皇家工學院博士。除風力發電外，他的主要研究方向還包括分散式發電和市場規則對解除管制的電力市場中分散式發電發展的影響等，他曾經在德國、瑞典、中國、美國、紐西蘭、澳大利亞和印度從事風電領域工作。目前是瑞典斯德哥爾摩皇家工學院（KTH）的研究員，並通過歐盟的TEMPUS計劃在克羅埃西亞薩格勒布大學參與風力發電教育工作。

本書闡明了電力系統中的風機建模、相關的電力電子技術以及電能質量控制等重要問題；並詳細介紹了歐洲和印度併網風電建設的狀況及其經驗和教訓；同時也探討了風電併網系統中的電壓控制、主動電網管理以及氫儲存等一系列重要課題。該譯著可供國內需要了解國外風力發電現狀及有關經驗的科技人員參閱，為正在進行風機建模以及對電力系統影響研究的人員提供寶貴的參考資料。同時，該書也為有志於風力發電的研究人員指出了研究的方向。目前，國內還很缺乏這種有關併網風力發電分析的著作，該書的問世將有助於推進我國風電工業的發展並為該領域的人才培養產生積極的作用。

序

序二

譯者的話

作者簡介

縮略詞

符號

單位

1 緒論

第1部分 理論背景和技術規範

2 風力發電發展史與現狀

2.1 引言

2.2 歷史背景

2.2.1 機械動力生產

2.2.2 電力生產

2.3 世界風力發電現狀

2.3.1 併網風力發電概述

2.3.2 歐洲

2.3.3 北美洲

2.3.4 南美洲和中美洲

2.3.5 亞太地區

2.3.6 中東地區和非洲

2.3.7 獨立發電系統概述

2.3.8 風力發電經濟

2.3.9 環境問題

2.4 風力機技術現狀

2.5 結論

致謝

參考文獻

3 風力發電系統：概述

3.1 引言

3.2 電力系統歷史

3.3 風力發電與電力系統現狀

3.4 風力發電併網問題

3.5 電氣工程基礎

3.6 風力發電特性

3.6.1 風

3.6.2 物理特性

3.6.3 風力發電

3.7 風力發電併網的基本問題

3.7.1 用戶的要求

3.7.2 風電場運營商的要求

3.7.3 併網問題

3.8 結論

附錄：用來說明風力發電併網系統的等效機械系統

1.引言

2.有功平衡

3.無功平衡

參考文獻

4 風力機中的發電機和電力電子設備

4.1 引言

4.2 技術發展動態

4.2.1 風力機技術概述

4.2.2 功率控制原理概述

4.2.3 發電機發展動態

4.2.4 電力電子設備發展動態

4.2.5 市場佔有率發展動態

4.3 發電機類型發展動態

4.3.1 感應發電機

4.3.2 同步發電機

4.3.3 其他類型發電機

4.4 電力電子設備類型

4.4.1 軟啟動器

4.4.2 電容器組

4.4.3 整流器和逆變器

4.4.4 變頻器

4.5 風電場的電力電子設備解決方案

4.6 結論

參考文獻

5 風力機的電能質量標準

5.1 引言

5.2 風力機的電能質量特性

5.2.1 額定參數

5.2.2 最大允許功率

5.2.3 最大測量功率

5.徠2.4 無功功率

5.2.5 閃變係數

5.2.6 風力機投切操作最大次數

5.2.7 閃變階躍因子

5.2.8 電壓變動係數

5.2.9 諧波電流

5.2.10 不同風力機類型的電能質量特性總結

5.3 電壓質量影響

5.3.1 一般情況

5.3.2 研究案例

5.3.3 緩慢電壓波動

5.3.4 閃變

5.3.5 電壓跌落

5.3.6 諧波電壓

5.4 討論

5.5 結論

參考文獻

6 電能質量測量

6.1 引言

6.2 電能質量測量要求

6.2.1 標準

6.2.2 技術要求

6.2.3 未來形勢

6.3 風力機和風電場的電能質量特性

6.3.1 峰值功率

6.3.2 無功功率

6.3.3 諧波

6.3.4 閃變

6.3.5 投切操作

6.4 併網評估

6.5 結論

參考文獻

7 風電場併網技術規範

7.1 引言

7.2 技術規範概述

7.2.1 110kV以下的電網規範

7.2.2 110kV以上的電網規範

7.2.3 組合規範

7.3 併網規範的技術比較

7.3.1 有功功率控制

7.3.2 頻率控制

7.3.3 電壓控制

7.3.4 分接開關

7.3.5 風電場保護

7.3.6 建模信息和驗證

7.3.7 通信和外部控制

7.3.8 併網規範的討論

7.4 新併網規範的技術解決方案

7.4.1 絕對功率約束

7.4.2 平衡控制

7.4.3 功率比限制控制方法

7.4.4 △控制

7.5 併網實踐

7.6 結論

參考文獻

8 電力系統對風力發電的要求

8.1 引言

8.2 電力系統運行

8.2.1 系統可靠性

8.2.2 頻率控制

8.2.3 電壓管理

8.3 風力發電量和電力系統

8.3.1 風力發電模式

8.3.2 發電量變化和平滑效應

8.3.3 風力發電量的可預測性

8.4 風力發電對電力系統的影響

8.4.1 對備用的短期影響

8.4.2 其他短期影響

……

第2部分 併網經驗

第3部分 未來概念

第4部分 風力機的動態建模