為了提高風電從業人員的職業技能水平，特編寫
了本套《風力發電職業培訓教材》，該教材共分四個
分冊，《風力發電基礎理論》《風電場安全管理》《
風電場生產運行》《風力發電機組檢修與維護》。
張寶全主編的《風力發電基礎理論》分冊共分9
章，內容包括風力發電發展綜述、風能資源和風電場
、風力發電的空氣動力學原理、風力發電機組分類及
典型結構、風輪、風力發電機組傳動繫統、風力發電
機組發電機、風力發電機組控制繫統、風電場電氣與
監控繫統、風電機組其他繫統等內容。
本套教材內容豐富，圖文並茂，條理清晰，實用
性強，編寫人員是有豐富經驗的行業專家。本套書可
作為風電行業新人職員工、安全管理人員、風電場運
行檢修人員技能培訓教材使用，也可供職業院校風電
專業師生及從事風電行業的科研、技術人員自學使用
。

序言
前言
1風力發電發展綜述
1.1 早期的風能利用
1.1.1 東方風能利用史
1.1.2 西方的風車
1.1.3 美國西部的風車水泵
1.2 技術演變
1.3 風電技術趨勢
1.3.1 單機容量持續增大
1.3.2 從定槳距 (失速型)到變槳距
1.3.3 從定轉速到變轉速
1.3.4 傳動繫統的革新
1.3.5 葉片技術的發展
1.3.6 低風速、高海撥等特殊氣候環境下風電機組的改進
1.4 海上風電場的興起
1.5 我國的風電設備制造業
1.6 我國的風電開發
2風資源
2.1 風的形成
2.1.1 氣壓梯度力和地轉力
2.1.2 三圈環流
2.1.3 季風和局地環流
2.1.4 大氣運動的時間尺度
2.2 大氣層
2.2.1 大氣的垂直分層結構
2.2.2 大氣邊界層
2.2.3 粗糙度和風切變
2.2.4 空氣密度和氣壓
2.2.5 湍流
2.2.6 障礙物和地形對風速影響
2.3 測風
2.3.1 測風概述
2.3.2 風速測量
2.3.3 風向測量
2.3.4 記錄儀
2.3.5 測風塔
2.3.6 我國測風歷史演變
2.4 測風數據分析
2.4.1 數據處理
2.4.2 測風數據直接分析法
2.4.3 測風數據統計分析法
2.5 風資源評估
2.5.1 風功率密度
2.5.2 風向頻率及風能密度方向分布
2.5.3 風速的日變化和年變化
2.5.4 湍流強度
2.5.5 其他氣像因素
2.6 我國的風能資源分布
2.6.1 我國風能資源分布概述
2.6.2 我國主要的風能豐富區
2.6.3 影響我國風能資源分布的氣像條件
2.6.4 影響風能利用的災害性天氣
3風力發電的空氣動力學原理
3.1 風能
3.2 貝茨理論
3.2.1 貝茨極限
3.2.2 有旋轉尾流的風輪
3.2.3 風速和壓力變化
3.3 翼型和空氣動力特性
3.3.1 翼型的幾何參數
3.3.2 升力和阻力
3.3.3 翼型截面對升阻力的影響
3.4 阻力型風力機與升力型風力機對比
3.5 風輪的空氣動力學原理
3.5.1 幾何定義
3.5.2 翼型的受力示意圖
3.5.3 葉素特性分析
3.5.4 推力、轉矩和功率的一般關繫式
3.5.5 風電機組的輸出功率
3.5.6 影響風輪特性的幾個參數
3.6 風電機組的功率控制
3.6.1 失速控制
3.6.2 變槳距控制
4風電機組分類及典型結構介紹
4.1 風電機組的技術演變
4.2 風電機組的分類
4.2.1 定槳距失速型風電機組
4.2.2 變槳距型風電機組
4.2.3 變槳變速型風電機組
4.3 典型風電機組簡介
4.3.1 GW750 風電機組
4.3.2 UP1500 風電機組
4.3.3 GW1500 風電機組
4.3.4 半直驅機型
5風輪
5.1 基本概念
5.1.1 葉片參數
5.1.2 風輪參數
5.2 葉片設計
5.2.1 設計要求
5.2.2 載荷計算
5.2.3 結構設計
5.3 葉片制造
5.3.1 材料
5.3.2 制造工藝
5.4 葉片主體結構
5.4.1 主體結構方案
5.4.2 葉根結構
5.4.3 葉尖制動
5.4.4 防雷繫統
5.5 輪轂
5.6 變槳繫統
5.6.1 風電機組的變槳距控制
5.6.2 液壓變槳距繫統
5.6.3 電動變槳繫統
5.6.4 某機型的變槳繫統參數
5.6.5 電動和液壓驅動變槳繫統優缺點比較
6風電機組傳動鏈
6.1 傳動鏈布置
6.1.1 有齒輪箱的傳動鏈布置
6.1.2 直驅型風電機組傳動繫統布置
6.1.3 “半直驅”型風電機組傳動繫統布置
6.2 主軸
6.3 聯軸器
6.3.1 脹套式聯軸器
6.3.2 萬向式聯軸器
6.3.3 膜片式聯軸器
6.3.4 連杆式聯軸器
6.4 齒輪箱
6.4.1 齒輪傳動類型
6.4.2 輪繫
6.4.3 風電機組中的齒輪箱
7風電機組發電機
7.1 異步發電機
7.1.1 鼠籠式異步發電機
7.1.2 繞線式異步發電機
7.1.3 異步發電機並網運行
7.1.4 無功補償
7.2 雙饋異步發電機
7.2.1 雙饋異步發電機基本結構
7.2.2 雙饋異步發電機工作原理
7.2.3 雙饋異步發電機冷卻
7.3 同步發電機
7.3.1 電勵磁同步發電機
7.3.2 永磁同步發電機
8風電機組控制繫統
8.1 控制繫統概述
8.1.1 控制技術發展
8.1.2 控制繫統的組成
8.1.3 控制繫統的功能
8.2 定槳恆速風電機組控制繫統
8.2.1 定槳恆速風電機組的工作特性
8.2.2 定槳恆速風電機組的發電過程控制
8.3 變速恆頻風電機組的控制
8.3.1 變速恆頻風電機組的控制目標
8.3.2 變速恆頻風電機組的控制策略
8.3.3 變速恆頻風電機組常用的控制方法
8.4 變流器繫統
8.4.1 雙饋異步發電機及其變流器繫統
8.4.2 永磁同步發電機及其變流器繫統
8.5 風電機組的並網技術
8.5.1 定槳恆速風電機組的軟並網技術
8.5.2 雙饋異步風電機組的並網技術
8.5.3 永磁同步風電機組的並網技術
8.5.4 風電機組對電網穩定性的影響
8.6 傳感器
8.6.1 溫度監控傳感器
8.6.2 超速開關
8.6.3 機械振動傳感器
8.6.4 振動保護傳感器
8.6.5 風速傳感器和風向傳感器
8.6.6 轉速傳感器
8.6.7 編碼器
8.6.8 位移傳感器
8.6.9 機艙偏航位置傳感器
9風電機組其他繫統
9.1 偏航繫統
9.1.1 概述
9.1.2 偏航繫統的主要部件
9.1.3 偏航控制繫統
9.1.4 解纜和扭纜保護
9.1.5 偏航轉速
9.1.6 偏航潤滑
9.2 風電機組潤滑
9.2.1 潤滑基礎
9.2.2 潤滑分類
9.2.3 潤滑劑
9.2.4 風電機組的潤滑
9.2.5 風電增速箱潤滑的特殊要求
9.2.6 油品使用中需要注意的問題
9.2.7 潤滑工作的管理
9.3 液壓繫統
9.3.1 液壓元件
9.3.2 定槳距風電機組的液壓繫統
9.3.3 變槳距風電機組的液壓繫統
9.3.4 液壓繫統的試驗
9.4 制動繫統
9.4.1 氣動制動機構
9.4.2 機械制動機構
參考文獻