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《电气时代的风力发电》(Wind Energy Systems for Electric Power Generation)(Manfred Stiebler)影印版[PDF]

  • 状态: 精华资源
  • 摘要:
    出版社Springer
    发行时间2003年
    语言英文
  • 时间: 2010/05/02 16:59:35 发布 | 2010/05/02 17:15:58 更新
  • 分类: 图书  教育科技 

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中文名电气时代的风力发电
原名Wind Energy Systems for Electric Power Generation
资源格式PDF
版本影印版
出版社Springer
书号9783540687627
发行时间2003年
地区美国
语言英文
简介

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内容介绍:

这本书讨论了风力发电系统及其发展前景。以世界能源形势总览为开端,简要介绍人类在未来将要面临的能源危机引出风力发电的重要性。详尽介绍了风力发电的系统、概念、传送及控制。本书将给读者对风力发电一个全新的认识。


This book deals with the electronics of Wind-Energy systems and their implementation into the grid.
Starting from an overview on energy conversion and general concepts for Wind Energy systems, the concept, design and control of the electrical components are treated: generators, converters and storage devices. Much attention is spent on the implementation of Wind turbines and the requirements for power quality are non-trivial tasks.
In this way, the book provides the fundamental knowledge for designer and developer of wind energy systems.

Hotfile下载地址:

http://hotfile.com/dl/40877390/41d88e7/Win...pdf.html

内容截图:

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目录

1 Role of Wind as a Renewable Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Renewable Energies and Their Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.1 Sources of Renewable Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.2 Sources of Electrical Energy Production . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.3 Wind and Solar Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Wind Energy Contribution to Electrical Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.1 Installed Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.2 Technical Standardization and Local issues . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.3 Governmental Regulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 Wind Turbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2 Basics ofWind Energy Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.1 Power Conversion and Power Coefficient . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.2 Forces and Torque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3 Wind Regime and Utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3.1 Wind Velocity Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3.2 Power Distribution and Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3.3 Power and Torque Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.4 Power Characteristics and Energy Yield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.4.1 Control and Power Limitation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.4.2 Wind Classes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4.3 System Power Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4.4 Annual Energy Yield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3 Generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.2 Asynchronous Machines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2.1 Principles of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2.2 Performance Equations and Equivalent Circuits . . . . . . . . . . . 31
Contents
3.2.3 Reactive Power Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.2.4 Self-Excited Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.3 Synchronous Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.3.1 Principles of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.3.2 Performance Equations and Equivalent Circuits . . . . . . . . . . . 44
3.3.3 Unconventional Machine Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.4 Generator Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4 Electrical Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.2 Conventional Electrical Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.3 Power Electronic Converters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.3.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.3.2 External-Commutated Inverters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.3.3 Self-Commutated Inverters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.3.4 Converters with Intermediate Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.3.5 D.c./d.c. Choppers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.3.6 A.c. Power Controllers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.4 Energy Storage Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.4.2 Electrochemical Energy Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.4.3 Electrical Energy Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.4.4 Mechanical Energy Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
5 Wind Energy Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.2 Systems Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.2.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.2.2 Systems Feeding into the Grid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.2.3 Systems for Island Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.2.4 Wind Pumping Systems with Electrical Power Transmission 84
5.3 Systems for Feeding into the Grid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.3.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.3.2 Induction Generators for Direct Grid Coupling . . . . . . . . . . . 85
5.3.3 Asynchronous Generators in Static Cascades . . . . . . . . . . . . . 86
5.3.4 Synchronous Generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.3.5 Examples of Commercial Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.4 Systems for Island Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.4.1 Systems in Combined Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.4.2 Stand-Alone Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
6 Performance and Operation Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.2 System Component Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.2.1 Model Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.2.2 Asynchronous Machine Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
6.2.3 Synchronous Machine Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
6.2.4 ConverterModeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
6.2.5 Modeling the Drive Train . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
6.3 System Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
6.3.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
6.3.2 Control of Systems Feeding into the Grid . . . . . . . . . . . . . . . . 139
6.4 Basics of Operation Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.4.2 States of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.4.3 Grid Fault Reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
7 Grid Integration and Power Quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
7.1 Basics of Grid Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
7.1.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
7.1.2 Permissible Power Ratings for Grid Connection . . . . . . . . . . . 147
7.1.3 Power Variation and Grid Reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
7.2 Standard Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
7.2.1 Safety-Relevant Set Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
7.2.2 Reactive Power Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
7.2.3 Lightning Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
7.3 System Operator Regulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
7.3.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
7.3.2 Active Power and Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
7.3.3 Reactive Power and Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
7.3.4 Short-Circuit and Fault Ride-Through . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
7.4 Power Quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
7.4.1 Harmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
7.4.2 Voltage Deviations and Flicker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
7.4.3 Audio Frequency Transmission Compatibility . . . . . . . . . . . . 165
7.5 Noise Emission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
7.5.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
7.5.2 Sound Emission by WES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
8 Future of Wind Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
8.1 Off-Shore Wind Energy Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
8.1.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
8.1.2 Foundation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
8.1.3 Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
8.1.4 Specific Issues and Concerns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
8.2 Power Integration and Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
8.2.1 Wind Energy in Power Generation Mix . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
8.2.2 Integration in Supranational Grids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
8.2.3 Outlook on 2020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
Annex A – List of Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Annex B – List of Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

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  1. 类似“顶”、“沙发”之类没有营养的文字,对勤劳贡献的楼主来说是令人沮丧的反馈信息。
  2. 提问之前请再仔细看一遍楼主的说明,或许是您遗漏了。
  3. 勿催片。请相信驴友们对分享是富有激情的,如果确有更新版本,您一定能搜索到。
  4. 请勿到处挖坑绊人、招贴广告。既占空间让人厌烦,又没人会搭理,于人于己都无利。
  5. 如果您发现自己的评论不见了,请参考以上4条。