本书介绍风力发电机组控制与测试技术研究的基础内容及控制系统的设计方法.首先介绍与风力发电控制技术相关的基本概念.包括风力机的能量转换.风力发电机组的运行工况与约束条件ꎻ 然后介绍风力发电机组的特性和建模.在此基础上介绍变速恒频风力发电机组的基本控制目标、控制策略与控制方法ꎻ 接下来介绍控制系统的设计方法及工具软件的应用,再讨论双馈异步发电机和永磁同步发电机的并网技术及对电网的适应性控制技术.*后介绍风力发电机组的状态监测与性能测试技术,本书可作为高等学校本科生和研究生教学用书.也可供从事风力发电技术研究的工程技术人员参考。
前 言
自本书第１ 版２０１１ 年出版后. 我国风力发电技术产业经历了从新兴的高速发展时期走向成熟的稳定发展时期，这期间风力发电机组的检测与控制技术有了很大的进步。第１ 版中的许多内容已不再适用. 需要更新补充ꎮ 在征求了高校相关专业教师的意见后. 编者对第１ 版进行了全面修订。
与第１ 版相比第２ 版在以下章节进行了较大修改:
第一章绪论中补充了风力发电机组控制技术未来发展趋势的内容
第二章由定桨恒速风力发电机组的控制改为风力发电机组的运行条件. 介绍与风力
发电控制技术相关的基本概念. 包括风力机的能量转换、风力发电机组的运行工况与约束条件
第三章改为风力发电机组的特性和建模. 增加了变桨系统与塔架的动态特性
为了与第三章内容更好地衔接. 将第１ 版第五章、第六章的内容改至第２ 版的第四章、第五章中
第六章改为风力发电机组的基本控制逻辑. 将风力发电机组开机、停机、偏航、安
全保护等基本控制逻辑专门作为一个章节介绍。
第七章控制系统的执行机构及传感器的内容并入其他相关章节. 其余内容被删除。
第１ 版的第四章改为第七章. 即风力发电机组的并网控制技术， 其中内容按最新的国家(国际) 标准、规范做了修改和补充。
本次修订由叶杭冶、许国东、史晓鸣、孙勇等完成. 由叶杭冶负责统筹定稿，沈阳
工业大学王晓东老师对本书的修订提出了宝贵的意见和建议. 在此向他表示衷心感谢。
近１０ 年来风力发电技术的发展远远超出了本书涉及的范围本书的修订只局限于基础知识与基本概念。书中若有疏漏与错误之处. 恳请读者批评指正
编 者
目 录
前 言
第一章 绪论…………………………………… １
第一节 风力发电机组的总体结构………… １
第二节 控制系统的作用…………………… ３
第三节 控制系统的基本任务……………… ４
第四节 控制系统的结构与通信协议……… ５
练习题………………………………………… ８
参考文献……………………………………… ８
第二章 风力发电机组的运行条件……… ９
第一节 风力机的能量转换………………… ９
第二节 风力发电机组的运行工况………… １５
第三节 风力发电机组运行的约束条件…… ２１
练习题………………………………………… ２３
参考文献……………………………………… ２３
第三章 风力发电机组的特性和
建模………………………………… ２４
第一节 风力机特性及数学模型…………… ２４
第二节 传动链特性及数学模型…………… ２９
第三节 电气特性及数学模型……………… ３１
第四节 变桨系统特性及数学模型………… ３９
第五节 塔架的特性与数学模型…………… ４８
练习题………………………………………… ５３
参考文献……………………………………… ５４
第四章 风力发电机组控制策略………… ５５
第一节 风力发电机组的控制目标………… ５５
第二节 变速变桨风力发电机组的
基本控制策略……………………… ５６
第三节 辅助的控制方法与手段…………… ６４
第四节 控制策略的改进…………………… ６６
练习题………………………………………… ７５
参考文献……………………………………… ７６
第五章 控制器的设计及实现…………… ７７
第一节 控制系统的设计方法……………… ７７
第二节 控制系统的设计过程……………… ８２
第三节 外部控制器的设计………………… ９１
第四节 外部控制器的实现………………… ９５
第五节 使用Ｂｌａｄｅｄ 软件进行载荷计算… １０３
练习题……………………………………… １１４
参考文献…………………………………… １１４
第六章 风力发电机组的基本控制
逻辑………………………………… １１５
第一节 风力发电机组的启机过程……… １１５
第二节 风力发电机组的停机过程……… １１７
第三节 风力发电机组的偏航控制……… １２１
第四节 风力发电机组的安全保护……… １２４
练习题……………………………………… １２９
第七章 风力发电机组的并网控制
技术………………………………… １３０
第一节 定桨恒速风力发电机组的
并网过程………………………… １３０
第二节 变速恒频风力发电机组的
并网过程………………………… １３７
第三节 风力发电机组的电网适应性
控制……………………………… １４１
练习题……………………………………… １５２
参考文献…………………………………… １５３
第八章 风力发电机组的状态监测与
性能测试………………………… １５４
第一节 风力发电机组的状态监测……… １５４
第二节 风力发电机组的性能测试……… １６３
练习题……………………………………… １８７
参考文献……………………………………
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