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直驅永磁風力發電機設計及并網控制 ( 簡體 字) |
| 作者：黃守道,高劍,羅德榮 | 類別：1. -> 電子工程 -> 電子電氣 |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 41257
詢問書籍請說出此書號！【缺書】
NT售價： 280 元 |
| 出版日：12/1/2014 |
| 頁數：272 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121253232 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：風力發電是最清潔最安全的能源供應方式，目前世界風力發電發展速度超過其他新能源發展。風力發電蘊藏總量巨大，開發利用難度低，可循環使用，可建在荒蕪地區及海上，不占用寶貴的土地資源，且隨著技術的不斷進步及產業規模的擴大，風力發電的成本一直不斷下降，已具備和傳統能源競爭的能力。同時各國政府也制定了各種優惠政策，大力扶持風電產業的發展，有理由相信未來風電必然成為世界上至關重要的清潔能源。
盡管近年來我國的風電產業獲得了迅猛發展，然而因起步較晚，總體水平仍落后于國外。兆瓦級直驅永磁風力發電機作為能量轉化的核心裝置，與傳統并網運行同步發電機相比，存在其獨特性，如體積龐大、低轉速運行、齒槽轉矩效應明顯、制造難度極大等難點，并且發電機本身受到機側變流器的控制，在運行特性上與一般直接并網的恒速永磁發電機或者電勵磁同步發電機有很大區別，因此急須突破直驅永磁風力發電機的設計理論和設計方法。由于風能間歇性大、穩定性差，直驅永磁風力發電變速恒頻并網過程中存在許多關鍵的技術問題。并且電網運營商從電網安全角度出發，提出了風電機組在外部電網故障時還應有不脫網運行（穿越）能力。目前我國現有的直驅式永磁同步風電機組控制僅局限于平衡電網下運行，但真實的電網時刻有可能存在著電壓瞬變及不對稱故障。直驅式永磁同步風電機組變速恒頻運行采用理想大電網條件下的控制策略，不能適應我國風電機組一般所并弱電網的現實，也不能從控制上保證風電系統的運行安全，因此，必須建立適應故障穿越的控制新模型，確立新的控制策略和技術。
在此背景下，本書選擇直驅式永磁同步風力發電機為研究對象，建立了直驅永磁發電機特有的設計模型和程序，有效地實現了電機參數與變流器參數和控制策略的優化匹配。提出了以重復齒槽轉矩單元為最小偏移模塊的齒槽轉矩削弱方法，有效削弱了齒槽轉矩。利用空間矢量法建立了直驅式永磁同步風力發電機的統一數學模型，然后在此模型基礎上研究了電網電壓正常情況下永磁同步風力發電系統的矢量控制，有功、無功功率解耦調節和最大風能捕獲追蹤運行。提出了電網電壓對稱跌落、電網穩態小值不平衡與電網發生不平衡故障時的直驅式永磁同步風力發電系統的控制策略，并對電網正常和故障下的預測直接功率控制技術進行了深入研究。
本書對于從事風電機組，特別是直驅型風電機組研發、生產和管理的研究人員、技術人員有很好的指導作用，同時對高等院校相關專業的廣大師生也是一本理論和工程兼顧的高水平教材。
本書由湖南大學風力發電團隊黃守道教授、羅德榮副教授、高劍老師共同撰寫。肖磊、鄧秋玲、劉婷、葉虹志等對本書的研究成果做出了重要貢獻。特別感謝中國工程院顧國彪院士、美國俄亥俄州立大學徐隆亞教授、丹麥奧爾堡大學陳哲教授，他們在百忙之中對本書提出了建設性指導意見。撰寫過程中得到了湘潭電機股份有限公司的大力支持，在此一并表示衷心感謝。
對于本書中存在的錯誤和不妥之處，懇請廣大讀者不吝指正。
2014年12月 |
內容簡介：本書主要內容涉及直驅永磁型變速恒頻風力發電系統的運行控制基礎，直驅永磁風力發電機系統的建模和控制技術，永磁同步風力發電機原理、系統化匹配設計技術和齒槽轉矩削弱技術，理想電網條件下永磁同步風力發電系統的矢量控制，以及有功、無功功率解耦調節和最大風能捕獲追蹤運行。書中還就對稱電網故障下直驅永磁風力發電系統的低電壓穿越運行，小值不平衡電網故障下PMSG的運行理論，直驅永磁風電機組在電網電壓不對稱下的穿越運行，電網故障下鎖相環技術，同時還對電網電壓正常與故障下的預測直接功率控制技術作了深入探討，完善了并網型直驅永磁風力發電系統的基礎理論、設計方法與運行控制策略等方面的研究。
本書可作為新能源開發及風電技術專業的研究生教材，也可供從事風電產品研發、生產制造和運行管理的研究人員及工程技術人員參考。 |
目錄：第1章 緒論 1
1.1 風力發電技術背景 1
1.1.1 風力發電的發展概況[1-6] 1
1.1.2 風力發電系統的主要類型及發展現狀 3
1.1.3 風力發電技術主要發展趨勢 6
1.2 直驅永磁同步風力發電系統的拓撲結構[7-11] 7
1.3 直驅永磁風力發電機及其設計技術研究現狀 9
1.3.1 直驅永磁風力發電機的主要類型[12-14] 9
1.3.2 永磁電機設計與分析方法[15-22] 11
1.3.3 永磁風力發電機研究現狀[23-43] 12
1.4 直驅永磁同步風力發電機控制方法研究現狀 14
1.4.1 理想電網條件下直驅永磁同步發電機控制方法f [44-45] 14
1.4.2 電網故障下直驅永磁風力發電機控制方法[46-51] 16
參考文獻 18
第2章 直驅永磁風力發電系統運行原理 22
2.1 直驅永磁風力發電系統結構及基本原理 22
2.2 直驅永磁風力發電系統建模 23
2.2.1 風力機原理及特性 23
2.2.2 直驅永磁發電機建模 25
2.2.3 機側PWM變流器的數學模型 33
2.2.4 網側PWM變流器的數學模型 35
2.3 直驅永磁風力發電系統的控制 38
2.3.1 機組功率控制策略 38
2.3.2 機側變流器控制策略 42
2.3.3 網側變流器控制策略 49
2.3.4 直驅永磁同步風力發電系統仿真分析 53
2.4 直驅永磁風力發電系統并網控制 71
2.4.1 風力發電系統并網要求 71
2.4.2 直驅永磁風力發電系統并網過程 74
參考文獻 74
第3章 直驅永磁風力發電機的運行特性與電磁設計 76
3.1 PWM變流器控制下直驅永磁風力發電機運行特性 76
3.1.1 PWM變流器對直驅永磁風力發電機的約束分析 76
3.1.2 isd=0控制策略下直驅永磁風力發電機運行特性 77
3.1.3 恒端電壓控制策略下直驅永磁風力發電機運行特性 79
3.1.4 單位功率因數控制策略下直驅永磁風力發電機運行特性 80
3.2 直驅永磁風力發電機參數化分析 82
3.2.1 極數對直驅永磁風力發電機的影響 82
3.2.2 極數/槽數匹配對直驅永磁風力發電機的影響 89
3.2.3 磁極參數對直驅永磁風力發電機的影響 92
3.2.4 匝數對直驅永磁風力發電機的影響 101
3.3 變流器約束下直驅永磁風力發電機的電磁設計 104
3.3.1 經典同步發電機設計與分析方法[5] 104
3.3.2 PWM整流器控制下直驅永磁風力發電機系統系統化設計 方法 106
3.3.3 直驅永磁風力發電機設計實例 109
3.3.4 2MW直驅永磁風力發電機仿真分析 121
3.3.5 直驅永磁風力發電機試驗 128
3.4 直驅永磁風力發電機齒槽轉矩及其削弱 131
3.4.1 永磁電機齒槽轉矩產生機理及削弱原理 131
3.4.2 齒槽轉矩削弱的基本方法[16~18] 136
3.4.3 基于重復單元磁極偏移削弱齒槽轉矩方法 145
參考文獻 159
第4章 電網故障下直驅永磁風力發電機組的運行 160
4.1 電網電壓對稱跌落下直驅永磁風力發電機組的控制 160
4.1.1 電網電壓跌落概念 160
4.1.2 電網電壓跌落對直驅永磁風力發電機組的影響 162
4.1.3 直驅永磁風力發電機組低電壓穿越措施 164
4.1.4 其他輔助策略 172
4.1.5 電壓跌落檢測方法 173
4.2 電網電壓小值不平衡下直驅永磁風力發電機組的控制 174
4.2.1 電網電壓小值不平衡時網側變流器的建模 175
4.2.2 不平衡分量正負序分解 178
4.2.3 直驅型永磁風力發電系統的電網同步化方法 180
4.2.4 電網電壓小值不平衡時網側變流器的控制 183
4.2.5 直流側母線電壓二倍電網頻率穩態波動條件下機側變流器 的控制 192
4.3 電網電壓不對稱故障下直驅永磁風力發電機組的控制 194
4.3.1 電網電壓不對稱故障下直驅永磁風力發電機組的控制 195
4.3.2 仿真分析 202
4.3.3 實驗分析 210
參考文獻 216
第5章 直驅永磁風力發電系統的直接功率控制 217
5.1 瞬時功率理論 217
5.1.1 電功率理論的概念及其發展過程 217
5.1.2 傳統電功率定義 218
5.1.3 瞬時功率定義與計算[18] 221
5.2 傳統直接功率控制策略 223
5.2.1 基于電壓定向的直接功率控制（V-DPC） 223
5.2.2 基于虛擬磁鏈定向的直接功率控制[20,23] 228
5.3 預測直接功率控制策略 234
5.3.1 預測控制概述 234
5.3.2 網側變流器模型預測直接功率控制 235
5.3.3 無差拍預測直接功率控制[12] 237
5.4 直驅永磁風力發電系統的直接功率控制 245
5.4.1 理想電網條件下直驅永磁風力發電系統的直接功率控制 245
5.4.2 電網不對稱故障下直驅永磁風力發電系統的直接功率控制 253
參考文獻 261 |
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