1、风力发电系统功率控制与载荷抑制技术陈家伟/著Power Control and Dynamic LoadReduction Strategies for Wind Energy Conversion SystemB科学出版社风力发电系统功率控制与载荷抑制技术陈家伟著科学出版社北京内容简介本书主要围绕变速风力发电系统在运行过程中的功率控制和载荷抑制问题展开深入的研究，为实现风力发电系统单位发电功率所需成本最小化的目标提供有效的解决方法。本书内容分为三部分：第一部分闸述变速风力发电系统的结构和工作原理，建立并分析永磁直驱风力发电系统的模型，为全面掌握其运行特性打下坚实基础；第二部分研究风力发电系统
2、的功率控制技术，提出一种较为通用的新型全风速范围功率控制器及其设计方法，解决采用现有控制器时系统最大功率跟踪速度随风速时刻变化，无法按需设计跟踪速度的难题；第三部分深入分析风力发电系统中的传动链在运行过程中承受的不同动态载荷的产生机理，提出相应的抑制策略，保证机组的长期服役。本书既讲述风力发电系统的控制技术基础，又介绍其工程实现方式，可为从事风力发电领域研究工作的科研人员及工程师提供有益参考。图书在版编目(CIP)数据风力发电系统功率控制与载荷抑制技术/陈家伟著.一北京：科学出版社，2018.3ISBN 978-7-03-056759-8I.风I.陈I.风力发电系统-研究V.TM614中国版本
3、图书馆CIP数据核字(2018)第047895号责任编辑：张展陈杰/责任校对：彭映周小艳责任印制：罗科/封面设计：墨创文化斜学出版社出版北京东黄城根北街16号邮政编码：100717http:/四川煤田地质制图印刷厂印刷大学图书馆科学出版社发行各地新华书店经销藏书2018年3月第一版开本：78710921/16.Tib,ah co2018年3月第一次印刷印张：10字数：220千字定价：88.00元(如有印装质量问题，我社负责调换)前言风能作为可再生能源中发展最为迅速的能源之一，因其丰富的资源和技术优势，已成为当前国内外研究和发展的重点。风力发电系统的研究目标为增加机组捕获的功率，提高机组的可靠性
4、、延长使用寿命，最大限度地降低机组单位发电功率所需的成本。为实现这一目标，书中围绕变速风力发电系统在全风速范围内的功率控制和载荷抑制技术展开深入的研究。本书共6章，主要内容包括：第1章为绪论，介绍风力发电的意义、研究现状和目前存在的技术难题。第2章介绍风力发电系统的常用结构，并以永磁直驱风力发电系统为例，建立两质量块模型，通过模型分析，掌握机组的运行特性，为其控制系统的设计奠定理论基础。第3章详细介绍风力发电机组的动态模拟技术，可为快速开发风力发电机组的控制系统提供简单有效的实验验证平台。第4章围绕风力发电机组在全风速运行范围内的功率控制技术展开深入分析：针对目前常用的最大功率点跟踪(maxi
5、mum power point tracking,MPPT)控制策略存在通用性差且跟踪速度随风速变化而变化的问题，先后提出一种具有较强通用性的MPPT控制方法和维持MPPT速度恒定的方法，大大优化了机组的MPPT运行性能；针对定桨距机组在高风速区恒功率控制实现困难的问题，提出恒功率控制策略，并针对机组在高风速区运行时存在稳定性差的问题提出相应的解决方案。第5章详细地探讨风力发电机组在运行中承受的不同动态载荷分类及相应抑制策略，包括：针对由机组跟踪转速指令引起的瞬态载荷，提出MPPT速度的优化设计原则，达到了机组捕获能量和承受载荷的合理平衡；针对风轮叶片对三维风场的旋转采样引起的气动载荷，提出有
6、源阻尼注入的控制方法，使其大幅衰减；针对定桨距机组运行模式变化时承受的过渡载荷，提出软失速控制方法，使机组承受的过渡载荷较常规失速下降了近80%；对于采用二极管不控整流的微型、小型风力发电机组，提出一种低成本的高频载荷抑制策略，使高频载荷得到了大大的衰减。第6章详细设计一台10kW的户用型风力发电系统，并对其功率控制、能量管理、启动、停机、偏航、解缆等辅助功能的实现方法进行详细分析与设计，为科研人员和工程师掌握风力发电系统的设计提供参考。本书由陈家伟主笔，陈杰参与了第3章及第4.4节的编写工作，龚春英教授对本书的编写提出了宝贵的修改意见。本书受国家重点基础研究计划(973计划，2007CB210303)、国家自然科学基金项目(51307084)及重庆大学百人计划启动经费资助，在此表示感谢。由于作者水平有限，错误及疏漏之处在所难免，敬请各位专家和广大读者指正。ii