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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 Predictor 178

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