圖書信息
作 譯 者：宋永端
出版時間：2012-08 千 字 數：312
版 次：01-01 頁 數：228
開 本：16(185*260)
裝 幀：
I S B N ：9787121177361
內容簡介
本書圍繞風力發電系統的運行機理及相關控制問題，系統介紹了風能轉化原理、風電機組特性與系統辨識、機組典型模組與控制系統、機組最大功率跟蹤及變槳控制、機組載荷分析及獨立變槳控制、機組的仿生智慧型監測控制，以及風電機組控制工程——整機部件與控制系統，融匯了系統搭建、算法設計、仿真實驗諸方面內容。
前言
前言 風電是當前開發速度最快的可再生能源，其裝機容量年增長率超過30%。根據歐洲風能協會《關於2020年風電達到世界電力總量的12%的藍圖》的報告，期望並預測2020年全球的風電裝機容量將達到12.31億千瓦。中國風能資源豐富，近十年來風電技術得到快速發展。按照《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》規劃，未來15年，全國風力發電裝機容量將達到2000萬～3000萬千瓦。
目錄
第1章 緒論 1
1.1 風電技術的研究意義 1
1.1.1 能源現狀概述 1
1.1.2 發展風電的意義 2
1.2 風電技術的研究現狀 3
1.2.1 風電現狀總覽 3
1.2.2 風電發展趨勢 6
1.3 風電技術的研究內容 7
1.3.1 基本問題及研究內容 7
1.3.2 風電系統的控制技術 9
第2章 風能轉化原理 15
2.1 風能特性 15
2.2 風能預測 19
2.3 葉輪空氣動力學基本原理 22
2.3.1 槳葉受力分析 22
2.3.2 風能轉換過程分析 23
2.3.3 動力學特性參數 24
2.4 葉輪空氣動力學建模理論 26
2.4.1 葉素—動量理論 27
2.4.2 尾流模型 28
2.4.3 穩態失速與動態失速 29
第3章 風電機組特性與系統辨識 31
3.1 典型風電機組及特性 31
3.1.1 雙饋風電機組 31
3.1.2 直驅風電機組 33
3.1.3 雙饋與直驅的比較 35
3.1.4 半直驅機組 36
3.2 前端調速機組 36
3.2.1 機組結構 37
3.2.2 齒輪調速原理 37
3.3 風電機組辨識原理 39
3.3.1 辨識的作用 39
3.3.2 典型的辨識方法 39
3.4 基於風場數據的混合辨識方法 40
3.4.1 辨識問題描述 41
3.4.2 基於ERA的狀態估計流程 42
3.4.3 SEI與ERA混合估計算法 43
3.4.4 數值算例及分析 45
第4章 機組典型模組與控制系統 49
4.1 機組典型模組 49
4.1.1 葉輪 49
4.1.2 驅動鏈 50
4.1.3 發電機 51
4.1.4 變槳模組 53
4.2 定槳距風機控制 53
4.2.1 定槳距風機機組特性 54
4.2.2 定槳距風機控制系統 55
4.3 變槳距風機控制 58
4.3.1 變槳距風機機組特性 58
4.3.2 變槳距風機控制系統 60
第5章 機組最大功率跟蹤及變槳控制 63
5.1 基於轉矩估計的非線性MPPT控制 63
5.1.1 最大功率跟蹤方案 63
5.1.2 最大功率跟蹤控制器設計 64
5.1.3 最大功率跟蹤曲線搜尋 66
5.1.4 最大功率跟蹤方案仿真驗證 68
5.2 基於虛擬參數的PPB控制 70
5.2.1 系統描述與建模 70
5.2.2 面向PPB的誤差轉換 72
5.2.3 面向PPB的虛擬參數控制器 74
5.3 高風速區域的線性化與PI變槳控制 78
5.3.1 各組件非線性建模 78
5.3.2 非線性模型的線性化 80
5.3.3 PI變槳控制器設計及仿真驗證 81
5.4 自適應容錯變槳控制 83
5.4.1 問題描述 83
5.4.2 魯棒容錯控制 85
5.4.3 魯棒自適應容錯控制 86
5.4.4 基於神經網路的魯棒自適應容錯控制 88
5.4.5 基於自適應容錯控制的機組變槳 92
第6章 機組載荷分析及獨立變槳控制 97
6.1 風電機組載荷 97
6.1.1 機組載荷的標準 97
6.1.2 機組載荷的分類 98
6.1.3 極限載荷與疲勞載荷 98
6.2 基於Bladed的載荷分析 99
6.2.1 Bladed軟體概述 99
6.2.2 Bladed模組建模 101
6.2.3 Bladed載荷模擬計算 106
6.3 面向減載控制的獨立變槳 111
6.3.1 獨立變槳距機構的建模 111
6.3.2 魯棒自適應獨立變槳控制器設計 113
6.3.3 改進的魯棒自適應獨立變槳控制器 116
第7章 機組的仿生智慧型監測控制 121
7.1 基於神經網路的獨立變槳及最大功率跟蹤 121
7.1.1 基於神經網路的獨立變槳控制 121
7.1.2 基於神經網路的最大功率跟蹤 124
7.2 基於記憶的機組控制方法 128
7.2.1 機組動力學建模 128
7.2.2 基於記憶的控制器設計 130
7.3 基於仿記憶的機組監測方法 135
7.3.1 風機故障統計分析 135
7.3.2 故障嚴重度分類及基本策略 137
7.3.3 故障估計與仿記憶原理 138
7.3.4 仿記憶監測控制結構 140
第8章 風電機組控制工程——整機部件與控制系統 145
8.1 風電整機系統部件 145
8.1.1 風輪與塔架 145
8.1.2 變槳系統 147
8.1.3 偏航系統 148
8.1.4 齒輪箱 150
8.1.5 傳動鏈 152
8.1.6 電控系統 153
8.1.7 測量信號感測器 154
8.1.8 防雷系統 155
8.1.9 液壓單元 156
8.1.10 保護配置 158
8.1.11 測風儀及航空標誌燈 160
8.2 機組控制系統 160
8.2.1 控制系統構成 162
8.2.2 PLC主控制系統 162
8.2.3 感測器與通信接口 163
8.2.4 控制系統卡件設計 164
8.2.5 安全性與設備環境 165
第9章 風電機組控制工程——機組監測與運行維護 167
9.1 風機狀態監控系統 167
9.2 風電機組運行維護 173
9.2.1 基礎與塔架維護 173
9.2.2 葉片維護 175
9.2.3 主軸與主齒輪維護 177
9.2.4 偏航系統維護 180
9.2.5 變槳系統維護 182
9.2.6 液壓制動系統維護 185
9.2.7 發電機維護 187
9.2.8 對腐蝕、磨損、裂紋的檢查及補救 187
9.2.9 人身安全指導 188
附錄：風力發電機組控制器國家標準 189
第一部分：風力發電機組 控制器 技術條件（GB/T 19069—2003） 189
第二部分：風力發電機組 控制器 試驗方法（GB/T 19070—2003） 208
參考文獻 217
