风能与风力发电技术(第3版)

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商品详情

书名：风能与风力发电技术(第3版)
定价：98.0
ISBN：9787122249043
作者：王建录、赵萍、林志民、刘万琨著
版次：3
出版时间：2015-10

内容提要：

商品名称：	风能与风力发电技术(第3版)
营销书名：	风能与风力发电技术(第3版) --刘万琨
作者：	王建录、赵萍、林志民、刘万琨编著
定价：	98.00
本店价格：
折扣：
ISBN：	978-7-122-24904-3
关键字：	风力发电;风轮机
重量：	642克
出版社：	化学工业出版社

开本：	16	装帧：	平
出版时间：	2015年10月	版次：	3
页码：	347	印次：	1

本书自2007年1月第一版第一次印刷以来，承蒙广大读者的厚爱，很快销售一空，五次再印还不能满足读者的要求。台湾出版商和读者也深感兴趣，买去了版权，已在台湾和世界各地出版发行。2010年，利用第五次再印的机会，决定出第二版发行。第二版的章节和内容都做了大的改动，删除了原书的第8、第9两章；增加了第6章和第8章内容；增加的“4.2风力机设计要求”一节，放在第4章（均是二版序号）。第二版书承蒙读者厚爱，很快又销售一空。
根据风电市场需求，2015年初，出版社决定再次增加新的内容，出第三版。第三版增加了第四章：风力机设计规范；第七章增加了第7.8节、7.9节；和第10章：垂直轴风力机。全书内容增加约四分之一。特别是第四章：风力机设计规范，是风力机设计人员ZUI好的设计参考资料。第10章：垂直轴风力机是一章有一定技术性的科普资料，为广大读者了解垂直轴风力机，提供了最必须的知识。也为想研究设计垂直轴风力机的读者，提供了一些必要的准备。这本第三版书将以最新的面目与读者见面，帮助读者对风力发电和风力机设计的最新技术有更加全面的知识。

本书介绍了有关风力发电的基本知识和技术,通俗地分析了风的形成、风的分类和风能定量评估。详细阐述了风轮机的基本工作原理、工程设计方法和风轮机优化设计；对风轮机的结构、空气动力学特性、安全运行、风力机发电系统及风轮机材料等，进行了说明和分析；同时论述了风力机设计要求、大型风力机设计和特殊用途用风力机（海上风力机、低温风力机、高原风力机和直接驱动式风力机）等。还对风轮机的一些特殊问题，例如变速/恒频技术、迎风调节、风轮叶片材料和制造、风电场优化分析、风资源对性能的影响等搜集了大量的数据资料供参考查询。
本书第三版除全部订正了和时间相关的数据外，又增加了风力机设计规范、5MW以上的超大型风力机典型设计数据和垂直轴风力机等内容。使本书更全面、更具工程参考价值，对风电业各类从业人员更加适用。
本书适合于从事风电领域工作的工程师和设计技术人员阅读参考，也适合作为高等院校热动力专业的教学参考书。对想了解风能发电的读者也是一本极好的科普读物。

刘万琨，四川德阳东方汽轮机厂产品开发处，教授级高级工程师国务院津贴专家，工作38年，一直从事汽轮机和燃气轮机设计和研究。
参与设计或主要负责设计、研究的汽轮机有：75MW ;200MW;300MW;600MW汽轮机叶片和660mm;680mm;710mm;800;851mm;909mm1000mm;1200mm末级长叶片设计。
燃气轮机有：3000hp；12000kw;8000hp;6000kw;17800kw等机组。
主要负责科研项目数十项，其中获省部级科技进步一等奖3项；二等奖4项；三等奖若干。获局级、厂级科技进步奖若干。
2002年编辑“风能与风力发电技术”内部刊物，参与工厂风力机产品启动。化工出版社出版的风电书三册、燃气轮机书一册、核电书一册。

第三版序

国家高度重视新能源的开发，在“十二五风电发展规划”中，制订了快速推进风电，较大规模持续发展风电的总方针。到2020年，风电总装机容量将超过2.5亿千瓦，力争风电发电量在全国发电量中的比重超过5%。
截止到2014年，全球开发的风电装机容量为3.7亿千瓦。其中，中国1.15亿千瓦，位居世界第一；美国6590万千瓦，位居第二；德国3920万千瓦，位居第三；西班牙2300万千瓦，位居第四；第五至第十位依次是印度、英国、加拿大、法国、意大利和巴西。
到2020年，中国计划在新疆、甘肃、内蒙古、吉林、河北、江苏6省（自治区），建立7个千万千瓦等级的风电基地。分别是新疆2000万千瓦；甘肃3570万千瓦；内蒙古5000万千瓦；吉林2300万千瓦；河北1000万千瓦，江苏1000万千瓦。
自2006 年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》正式实施以来，可再生能源的开发利用得到很大的发展。风能是可再生能源的重要发展方向。东方汽轮机厂是我国发电设备制造业的重点骨干企业，长期致力于各种发电设备的研制。开发了各型汽轮发电机组；F级燃气-蒸汽联合循环发电机组；百万千瓦等级全转速、半转速核电机组。
东方汽轮机厂2004年开始研制风力发电机组，已成功研制出正常风况风电机，及低温型、高原型、耐盐雾型等特殊型风电机。截止到2014年，已累计制造各类风机6000台，投运5200台。
2006年，为加快大型风电机组的研制，在收集大量资料的基础上，结合工厂1.5MW 风电机研制经验，刘万琨等专家编著了《风能与风力发电技术》，由化学工业出版社出版发行。该书的出版加快了工厂的自主研发能力，对我国风电产业的发展起到了一定作用。本书技术性强，文字通畅，便于读者学习参考。在2009年第十届中国石油和化学工业优秀科技图书评比中，获得一等奖。
该书出版后承蒙读者厚爱，供不应求，两年内五次重印。2009年，中国台湾五南图书出版股份公司对本书深感兴趣，购买版权，在中国台湾用繁体字出版发行。
应广大读者的需求， 2010年，化工出版社出版发行了该书的第二版，内容增加了约1/3。
2015年3月，为满足广大读者的愿望，化学工业出版社征得编著者的同意，决定出版发行本书的第三版。第三版内容又增加了约1/4，使本书更全面、更新颖，收集的设计资料也更先进，还包括了正在发展的垂直轴风力发电机的相关内容。
在此，我再一次感谢化学工业出版社和参与本书第三版修订的编著者。希望广大业内人士互相学习、加强交流，共同推进我国风电产业的快速发展。

四川省经信委主任
（原东方汽轮机厂厂长）
陈新有
2015年6月

第二版序

国家对新能源开发高度重视，在“新能源中长期规划”之后，又重新制定了“新能源振兴发展规划”。振兴规划规定，到2020年，新能源总投资将达4.5万亿元人民币，对风电发展也做了大幅度调整。到2020年，风电总装机规模从中长期规划的2000万千瓦提高至1.5亿千瓦，比中长期规划目标提高了7.5倍。
2008年全球开发的风电总装机为1.21亿千瓦，美国总装机容量达到2517万千瓦，位居世界第一。德国总装机容量为2390万千瓦，位居世界第二。西班牙总装机容量为1674万千瓦，位居世界第三。中国总装机容量为1221万千瓦，位居世界第四。第五～十位顺次是印度、意大利、法国、英国、丹麦、葡萄牙。加拿大位居第十一位，日本位居第十三位。至2010年，中国风电总装机将达3000万千瓦，总装机容量将跃居世界第二位。
到2010年，在江苏、河北、内蒙古、甘肃和吉林将建立多个百万千瓦级的风电基地。到2020年，将在甘肃、内蒙古、河北、东北以及江苏沿海等地建立千万千瓦级的风电基地。
自2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》实施以来，可再生能源的开发利用得到了很大的发展。风能是可再生能源的最重要组成部分，国家已把风力发电作为可再生能源的重要发展方向。东方汽轮机厂作为我国发电设备制造业的重点骨干企业，长期以来致力于发电设备的研究和制造，在成功研制大功率、高参数、各种冷却方式的火力发电机组，F级燃气-蒸汽联合循环机组，百万千瓦等级全转速、半转速核电机组的基础上，又进入了大型风力发电设备的引进消化、研究和批量生产阶段。
为加快东汽大型风电机组的研制，以张志英、刘万琨同志为代表的一批专家，在收集大量资料的基础上，结合工厂1500kW风电机组技术的消化吸收，编辑出版了《风能与风力发电技术》。本书的出版，不仅加快了工厂的自主研发和技术进步，对我国风电产业的健康发展也起到一定的推动作用。本书技术性强，文字通畅，便于读者学习参考，在2009年第十届中国石油和化学工业优秀科技图书评比中荣获部级一等奖。
本书自2007年1月出版以来，蒙广大读者的厚爱，已多次重印。中国台湾出版商也深感兴趣，买去版权，已在中国台湾出版发行。鉴于风电装机和风力发电技术突飞猛进的发展，原版已不能满足广大读者的要求，为此决定修订的再版发行。
在此，我再一次感谢化学工业出版社和张志英、刘万琨等一批专家，希望大家共同推进我国风电产业快速发展。

陈新有
四川省德阳市市长
2010年1月

第1章风与风能1
1.1风1
1.1.1风的形成1
1.1.2风向与风速2
1.2风能5
1.2.121世纪的最主要能源5
1.2.2风能密度7
1.2.3风能密度计算方法7
1.2.4地球上风能资源分布7
1.2.5我国风能资源分区9
1.2.6风能的三级区划指标体系11
1.2.7风资源描述的基本理论12
1.3风电场选址22
1.3.1风电场选址的技术原则22
1.3.2风电场现场位置选择对策23
1.4风电场风能资源评估25
1.4.1风电场风能资源测量方法25
1.4.2风电场风能资源评估方法27
第2章风能发电31
2.1风力机的型式31
2.1.1水平轴式风力发电装置32
2.1.2垂直轴式风力机33
2.2风能发电34
2.3并网风力发电的价值分析36
2.3.1并网风力发电的价值分析36
2.3.2风电项目可行性研究38
2.4风力发电装置38
2.4.1风轮38
2.4.2调速器和限速装置39
2.4.3调向装置41
2.4.4传动机构41
2.4.5塔架42
2.5大中型风电场设计42
2.5.1风力资源评估所需的基本资料42
2.5.2风力发电场址的选择42
2.5.3风力发电机组选型和布置44
2.5.4风力发电机布置和风能计算45
2.5.5风力发电机基础46
2.5.6风力发电场的经济效益和社会效益评价47
2.6风力发电设备的优化分析48
2.6.1优化选型因素分析48
2.6.2财务预测结果49
2.7风力机安全运行50
2.7.1风力机运行流程50
2.7.2正常运行过程51
2.7.3运行安全性53
2.7.4安全性方针53
2.7.5风力机载荷设计54
2.7.6风轮机与航空安全问题55
第3章风力发电技术56
3.1功率调节56
3.1.1定桨距失速调节56
3.1.2变桨距角调节56
3.1.3混合调节58
3.2变转速运行58
3.2.1影响风力机功率的因素58
3.2.2变转速运行的特点59
3.3发电机变转速/恒频技术59
3.3.1并网运行风力机频率恒定问题59
3.3.2变转速／恒频风力机用发电机61
3.4风轮机迎风技术61
3.4.1风轮机风向跟踪原理61
3.4.2风轮机风向跟踪方法62
3.5风电品质62
3.5.1风力机改善风电品质的方法62
3.5.2发电机和电网接口功能62
3.6风力机结构和空气动力学63
3.6.1风力机结构设计63
3.6.2风力机气动力学设计63
3.7风力机控制技术63
3.7.1风力发电系统模型描述63
3.7.2风力发电系统自适应控制器64
3.7.3风力发电系统模糊控制64
第4章风力机设计规范65
4.1风力机整机设计规范65
4.1.1风力发电机组整机技术要求65
4.1.2其他环境条件66
4.1.3电网条件67
4.2风轮机叶片、轮毂设计规范67
4.2.1叶片设计要求67
4.2.2叶片设计规范67
4.2.3轮毂设计68
4.3风轮机叶片设计69
4.3.1设计要求69
4.3.2环境适应性70
4.3.3安全和环保71
4.3.4叶片材料要求71
4.4风轮机叶片试验、验收规范73
4.4.1试验方法73
4.4.2检验规则及验收77
4.4.3叶片的标志和使用维护说明书78
4.4.4.叶片包装、贮存、运输78
第5章风轮机设计79
5.1风轮机的基本理论79
5.1.1风性能描述79
5.1.2风能和风的能量密度80
5.1.3风能利用系数81
5.1.4风轮机的桨叶设计82
5.1.5风轮机的空气动力特性84
5.2风力机设计要求85
5.2.1风力机设计安全等级85
5.2.2一般等级风力机的安全系数和强度分析86
5.2.3风力机设计要求88
5.2.4风力机整机技术要求106
5.2.5齿轮箱技术要求107
5.2.6塔架技术要求107
5.2.7风轮叶片技术要求108
5.3风轮机工程设计112
5.3.1风轮机工程设计方法112
5.3.2风力机的各种设计方案116
5.4风轮机优化设计117
5.4.1风轮机优化设计原理117
5.4.2风轮机优化设计举例118
5.5风轮机模化设计121
5.5.1风轮机模型及特性121
5.5.2风轮机模化设计方法121
5.6风轮机工程设计图例122
5.7风轮机的设计与制造123
5.7.1功率设计124
5.7.2风轮设计129
5.7.3齿轮箱和刹车机构135
5.7.4电器系统和发电系统设计137
5.7.5机舱和对风控制140
5.7.6塔架设计143
5.7.7弹性体系统动态振动设计145
5.7.8功率和转速调节147
5.7.9风力机成本分析154
5.8风轮机材料155
5.8.1风轮机用材料155
5.8.2各种风轮机材料157
5.9风力机设计风速问题159
5.9.1设计风速问题159
5.9.2风电场优化161
第6章风轮机和风电场数值计算164
6.1风电场数值模型164
6.1.1流体力学的控制方程164
6.1.2守恒形式的控制方程组164
6.1.3补充方程166
6.1.4边界条件166
6.1.5控制方程离散-有限差分法166
6.2风轮机设计软件168
6.2.1软件计算举例168
6.2.2计算结果及分析169
6.3风电场数值计算软件包171
6.3.1典型风电场数值计算软件包171
6.3.2Bladed软件包计算功能171
6.4风力机设计软件包的开发174
6.4.1风力发电机设计软件包174
6.4.2软件包模块和数据库174
6.4.3风力机空气动力学研究175
6.4.4风力机动态测试方法的研究176
6.4.5储能方法的研究176
6.4.6小型风电场规划方法的研究177
6.5风力机可靠性数值研究177
6.5.1风力机在恶劣环境下的可靠性研究177
6.5.2风力机抗台风设计181
第7章大型风力机设计184
7.1250～1200kW风力机系列184
7.1.1S系列风力机技术参数184
7.1.2NA系列风力机技术参数185
7.21000kW级风力机设计186
7.2.1FD60A型风力机设计186
7.2.2V52-850kW风力机设计200
7.2.31200kW级风力机设计201
7.31500kW级风力机设计202
7.3.1FD70A/ FD77A风力机设计202
7.3.2S70/S77风力机设计209
7.3.3V82-1650kW风力机设计212
7.42000kW级风力机设计214
7.4.1R82/2000kW风力机设计214
7.4.2V90-1800/2000kW风力机设计215
7.4.3V80-2000kW风力机设计217
7.52500kW级风力机设计219
7.5.1FD90/2500kW型风力机设计219
7.5.2N80、N90风力机设计223
7.63000kW级风力机设计226
7.6.1W90/3000kW风力机设计226
7.6.2V90-1-3000kW风力机设计226
7.6.3V112-1- 3000kW风力机设计228
7.75000kW级风力机设计229
7.7.1FC/5000/126-136风力机设计229
7.7.2R-5M风力机设计232
7.7.3R系列大型风力机233
7.8超大型风力发电机设计235
7.8.1西门子6.0MW海上风力发电机235
7.8.2三菱重工7MW海上风力发电机236
7.8.3美国超导10MW海上风力发电机236
7.8.4超大型风力发电机概念设计237
7.9我国大型风力发电机组发展趋势239
第8章风力机发电系统242
8.1风力机对发电系统的一般要求242
8.1.1风力机发电系统的特殊性242
8.1.2一般要求242
8.2恒速/恒频发电机系统242
8.2.1同步发电机243
8.2.2感应发电机243
8.3变速/恒频发电机系统245
8.3.1不连续变速系统245
8.3.2连续变速系统246
8.4小型直流发电系统248
8.4.1交流永磁发电机248
8.4.2无刷爪极自励发电机249
第9章特殊用途风力机设计250
9.1海上用风力机设计250
9.1.1近海风电场技术251
9.1.2浅海风电场投资概算256
9.1.3海上风力发电技术257
9.1.4漂浮式海上风电场259
9.1.5海上风力机260
9.2低温地区风力机设计266
9.2.1低温环境对风力发电机组的影响266
9.2.2低温对风轮机叶片的影响268
9.3高原高寒地区风力机设计269
9.3.1高原环境空气密度对风力发电的影响269
9.3.2高原环境大气温度对风力发电的影响269
9.3.3高原雷暴的影响270
9.3.4其他因素的影响270
9.3.5高原风力机设计改进措施271
9.4免齿轮箱式直接驱动型风力机设计272
9.4.1直接驱动式风力机原理272
9.4.2变速直驱永磁发电机控制系统274
9.4.3离网型低速永磁发电机278
9.4.4直接驱动型风力机组 280
9.5太阳能烟囱热能风力发电系统282
9.5.1太阳能发电技术282
9.5.2太阳能烟囱热能风力发电系统284
9.5.3热能风力涡轮机与风力机285
9.5.4太阳能烟囱发电系统工程计算方法289
9.5.5热能风力涡轮机设计292
9.5.6太阳能烟囱电厂热能风力涡轮机方案293
第10章垂直轴风力机295
10.1概述295
10.1.1垂直轴风力机295
10.1.2垂直轴风力机结构特点297
10.1.3升力型垂直轴风力机气动原理298
10.1.4垂直轴风力机叶片设计300
10.1.5垂直轴风力机与水平轴风力机比较301
10.2达里厄风轮叶片型线设计303
10.2.1风轮Troposkien曲线方程303
10.2.2风轮Troposkien曲线设计305
10.3达里厄风轮气动性能计算模型306
10.3.1单流管模型307
10.3.2多流管模型308
10.3.3双向多流管模型310
10.4达里厄风力机设计315
10.4.1风轮设计315
10.4.2结构设计316
10.4.3500kW垂直轴风力发电机设计317
10.4.4兆瓦级垂直轴风力机设计参数319
10.4.5垂直轴风力机典型设计数据319
10.5垂直轴风力机的应用和发展325
10.5.1垂直轴风力机的应用325
10.5.2垂直轴风力机的缺点328
10.5.3达里厄风力机设计发展趋势329
10.5.4垂直轴风力机发展对策333
附录334
附录1风力等级和风压计算334
附录2小型风力机技术数据335
附录3风力机技术术语规范和定义336
附录4风力发电装置国家和国际标准344
附图1中国风能分布图345
附图2风速大于3m/s的有效风功率密度分布图346
附图3中国全年风速大于3m/s的小时数分布图346
参考文献347