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第1章 绪论1

1.1概论1

1.2世界能源状况和气候变化1

1.2.1可再生能源2

1.3风力发电4

1.3.1背景4

1.3.2风电机组容量和出力的变化5

1.3.3发电量5

1.4设计选项6

1.4.1叶片6

1.4.2控制和传动系统7

1.4.3主要设计选项小结7

1.5风电场8

1.5.1海上风电场9

1.6经济性9

1.6.1风电机组价格9

1.6.2发电成本10

1.6.3二氧化碳减排11

1.7并网和变化性：关键问题12

1.7.1风电的波动性12

1.7.2容量可信度13

1.7.3嵌入式发电的效益14

1.7.4储能15

1.8将来的发展15

1.8.1技术方面15

1.8.2未来价格趋势16

1.8.3市场发展16

1.8.4并网问题16

第2章 电力系统基础知识17

2.1引言17

2.2基本原理17

2.2.1电磁学17

2.2.2磁路19

2.2.3电磁感应20

2.2.4供电20

2.2.5变压器21

2.3交流供电23

2.3.1稳态交流系统功率23

2.3.2相量25

2.3.3交流系统的功率27

2.4电力系统简介28

2.4.1三相系统28

2.4.2单相系统与三相系统的比较28

2.4.3三相供电30

2.4.4平衡星形接线负载30

2.4.5平衡三角形接线负载31

2.4.6一些有用的惯例32

2.4.7复功率32

2.4.8等效单相法33

2.4.9标幺值系统33

2.5输电35

2.5.1线路参数36

2.5.2线路模型38

2.5.3输电功率39

2.5.4电压调节40

第3章 风电技术42

3.1引言42

3.2风电技术的历史回顾42

3.3大型风力发电机的设计选择43

3.4获取能量和功率控制45

3.4.1风轮扫掠面积上获取的能量45

3.4.2功率控制47

3.5定速风电机组50

3.5.1感应（异步）发电机概述50

3.5.2基于感应发电机的定速风电机组55

3.6变速风电机组57

3.6.1双馈感应发电机风电机组58

3.6.2大范围变速同步发电机风电机组61

第4章 风电并网69

4.1引言69

4.2风电场启动69

4.3电网电压管理70

4.3.1电压等级问题71

4.4热效应／有功功率控制82

4.4.1规划方法／标准82

4.4.2风电场联网问题83

4.4.3主干系统问题84

4.4.4设备问题85

4.5电网电能质量管理86

4.5.1电压降落86

4.5.2谐波86

4.5.3闪变87

4.6系统暂态性能87

4.6.1频率性能和动态响应87

4.6.2暂态响应89

4.7故障水平问题93

4.7.1设备通流能力94

4.8信息95

4.9保护95

4.9.1系统保护95

4.9.2与输电系统相连的风电场96

4.9.3与配电系统相连的风电场98

4.9.4风电场保护99

第5章 电力系统运行101

5.1引言101

5.2负荷-频率控制101

5.2.1发电机组的负载-频率控制105

5.2.2频率紧急控制107

5.3含风电系统的运行111

5.3.1风电的系统运行问题概述111

5.3.2爱尔兰的风力发电114

5.3.3系统运行和风的变化性126

5.3.4系统运行模式134

5.3.5容量可信度140

5.3.6提供辅助服务142

5.3.7风力发电机的惯性响应149

5.3.8分布式发电的保护152

5.4储能／负荷灵活管理154

5.4.1常规储能155

5.4.2需求侧管理158

5.4.3氢气储能160

第6章 风电功率预测164

6.1引言164

6.2气象背景165

6.2.1气象、天气与气候165

6.2.2大气结构与尺度165

6.3数值天气预报166

6.4持续预测168

6.4.1误差指标168

6.4.2参考模型171

6.5高级风电功率预测系统175

6.5.1 Predictor178

6.5.2统计模型182

6.5.3集合预报186

6.6结论187

第7章 风电和电力市场188

7.1引言188

7.2电力市场190

7.3平衡、容量及辅助服务191

7.4支持机制193

7.5成本194

7.6投资和风险196

7.7未来展望197

附录FACTS技术199

参考文献204