風力發電原理/21世紀能源與動力工程類創新型應用人纔培養規劃教材·風能與動力工程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吳雙群，趙丹平 編

圖書標籤:

• 風力發電
• 可再生能源
• 風能
• 動力工程
• 能源工程
• 21世紀能源
• 創新型人纔培養
• 電力係統
• 新能源技術
• 工程教育

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301196311

版次：1

商品编码：10871174

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-10-01

用纸：胶版纸

页数：258

字数：372000

正文语种：中文

內容簡介

《21世紀能源與動力工程類創新型應用人纔培養規劃教材·風能與動力工程：風力發電原理》從風力發電機組基本發電原理齣發，全麵介紹瞭風力發電機的發展曆程，風的特性及我國的風能資源分布特點，風力發電機的基本組成及水平、垂直風電機組特點，風電場項目規劃與選址，風力發電機組安全運行與維護及影響風電發展的因素等。全書共分10章，主要內容包括緒論、風力機的結構類型、風力發電的基本原理、風力發電機組、風力發電技術、風力發電機組安全運行與維護、風電場的確定、風能存儲、風能的其他用途、風力發電的發展等內容。
本書可作為高等院校風能專業、風能與動力工程專業及相關專業的本、專科高年級學生和研究生教材，也可作為從事風力發電機組設計、運行、維護和管理等方麵工作的專業技術人員培訓教材或參考用書。

目錄

第1章 緒論
1.1 風的形成
1.1.1 大氣環流
1.1.2 季風環流
1.1.3 風力等級
1.1.4 風的測量
1.2 風能資源
1.2.1 風能的特點
1.2.2 中國風能資源分布特點
1.3 風能的數學描述
1.3.1 風特性
1.3.2 風能公式
復習思考題

第2章 風力機的結構類型
2.1 風力機概念
2.2 風力機的分類
2.3 水平軸風力機
2.4 垂直軸風力機
2.5 其他風力機
2.5.1 帶錐形罩型風力發電機
2.5.2 鏇風型風力發電機
2.5.3 無阻尼型風力發電機
2.5.4 離心甩齣式風力發電機
2.5.5 移動翼柵式風力發電機
2.5.6 四螺鏇風力發電機
2.5.7 升降傳送式風力發電機
2.5.8 自動變形雙組風葉多層
組裝式風力發電機
復習思考題

第3章 風力發電的基本原理
3.1 工作原理
3.1.1 風輪
3.1.2 發電機
3.1.3 塔架
3.2 風力發電基本理論
3.2.1 貝茨(Betz)理論
3.2.2 葉素理論
3.2.3 渦流理論
3.2.4 動量理論
復習思考題

第4章 風力發電機組
4.1 風力發電機組的分類和構成
4.1.1 風力發電機組的分類
4.1.2 風力發電機組的構成
4.2 風電發電機組的工作原理
4.2.1 基本定義
4.2.2 空氣動力特性
4.3 葉片
4.3.1 葉片應滿足的基本要求
4.3.2 葉片類型
4.4 輪轂
4.4.1 固定式輪轂
4.4.2 葉片之間相對固定的鉸鏈式輪轂
4.4.3 各葉片自由的鉸鏈式輪轂
4.5 塔架
4.6 機艙及齒輪傳動係統
4.6.1 機艙
4.6.2 齒輪箱
4.7 調嚮裝置
4.7.1 尾翼調嚮
4.7.2 側輪調嚮
4.7.3 下風嚮調嚮
4.7.4 電機調嚮
4.8 風力機功率輸齣及功率調節裝置
4.8.1 風力機功率輸齣
4.8.2 風力機功率調節方式
4.9 製動裝置
4.9.1 空氣動力製動
4.9.2 機械製動
4.10 發電機
4.10.1 類型
4.10.2 發電機常見故障
4.11 常用控製器
4.11.1 整流器
4.11.2 逆變器
4.11.3 變頻器
4.11.4 充電控製器
4.12 避雷係統
4.12.1 避雷係統3個主要構成要素
4.12.2 部件防雷措施
復習思考題

第5章 風力發電技術
5.1 功率調節
5.1.1 風力發電技術的發展
5.1.2 功率調節方式
5.1.3 滑差可調異步發電機的功率調節
5.1.4 雙速發電機的功率調節
5.2 變轉速運行
5.2.1 概述
5.2.2 變轉速發電機
5.3 變轉速及恒頻
5.3.1 異步發電機的變速恒頻技術
5.3.2 同步發電機的變速恒頻技術
5.3.3 雙饋異步發電機的變速恒頻技術
5.3.4 風力機變轉速技術
5.4 發電係統
5.4.1 恒頻恒速發電係統
5.4.2 變速恒頻發電係統
5.4.3 恒速恒頻發電係統
5.4.4 小型直流發電係統
5.5 控製技術
5.5.1 雙速異步發電機的運行控製
5.5.2 風力機驅動滑差可調的繞綫式異步發電機的運行控製
5.5.3 同步發電機的變頻控製
5.5.4 功率控製係統
5.5.5 轉子電流控製器的原理
5.5.6 轉子電流控製器的結構
5.5.7 采用轉子電流控製器的功率調節
5.5.8 轉子電流控製器在實際應用中的效果
5.6 供電方式
5.6.1 離網供電
5.6.2 直接並網
5.6.3 間接並網
復習思考題

第6章 風力發電機組安全運行與維護
6.1 風電機組的安全運行要求
6.1.1 安全運行的思想
6.1.2 安全運行的自動運行控製
6.1.3 安全運行的保護要求
6.1.4 控製安全係統安全運行的技術要求
6.2 風電場的運行與維護
6.3 風力發電機組常見故障及維護
……
第7章 風電場的確定
第8章 風能存儲
第9章 風能的其他用途
第10章 風力發電的發展
附錄一 風力等級錶
附錄二 網通資源分布圖
附錄三 風力發電機組電工術語
附錄四 主要符號
參考文獻

前言/序言

現代能源轉型與可持續發展戰略研究 書籍簡介 本書深入剖析瞭全球能源結構轉型的大背景，聚焦於當前世界麵臨的能源安全、氣候變化與可持續發展三大核心挑戰。全書內容涵蓋瞭傳統化石能源的局限性、新能源技術的現狀與未來趨勢、能源政策與市場機製的演變，以及支撐能源可持續發展的社會經濟與技術路徑。本書旨在為能源領域的專業人士、政策製定者、研究學者以及關注未來能源走嚮的高校師生提供一套全麵、前瞻性的理論框架與實踐指導。 --- 第一部分：全球能源格局的重塑與挑戰 第一章：能源轉型的驅動力與曆史脈絡 本章首先追溯瞭人類社會從木材、煤炭到石油、天然氣等化石能源驅動的發展曆程，分析瞭曆次能源革命對地緣政治和經濟格局的深遠影響。隨後，重點闡述瞭驅動當前能源轉型的核心動力：氣候變化科學的確認、全球溫室氣體減排承諾的壓力（如《巴黎協定》的實施效果）、化石能源儲量分布不均帶來的能源安全風險，以及技術進步帶來的新能源成本下降。本章詳細對比瞭“能源貧睏”與“能源充足”地區在能源消費結構上的巨大差異，並探討瞭轉型過程中可能齣現的“能源正義”問題。 第二章：傳統能源的結構性睏境與減排路徑 盡管新能源發展迅猛，但化石能源在未來數十年仍將是全球能源係統的基石。本章係統分析瞭煤炭、石油和天然氣的開采、運輸和消費環節所産生的環境負外部性，特彆是空氣汙染和溫室氣體排放問題。針對煤炭的深度脫碳，本書詳細研究瞭碳捕集、利用與封存（CCUS）技術的最新進展、商業化瓶頸和政策激勵措施。對於天然氣，本書探討瞭其作為“過渡能源”的角色定位，分析瞭非常規天然氣（如頁岩氣）的開采技術進展及其伴隨的環境風險（如水資源消耗與地震誘發）。此外，本章還探討瞭能源效率提升在短期內降低總能耗的巨大潛力，並評估瞭全球主要經濟體在能效標準製定和實施方麵的差異化策略。 第三章：能源安全的新維度與韌性構建 傳統能源安全側重於供給側的穩定，而現代能源安全則加入瞭對氣候衝擊和網絡攻擊的考量。本章提齣瞭“多源互補、分散優化”的能源係統韌性（Resilience）概念。內容包括：關鍵能源基礎設施（輸電網、油氣管道、液化天然氣接收站）抵禦極端天氣事件的脆弱性評估；供應鏈多元化戰略（如稀有金屬、關鍵設備）對保障新能源産業可持續發展的意義；以及在數字化背景下，能源信息係統的網絡安全防禦體係構建，確保電力和燃料供應的連續性與可靠性。 --- 第二部分：非化石能源技術的縱深探索 第四章：太陽能光伏技術的迭代與應用深化 本章將太陽能光伏（PV）技術的關注點從早期的效率提升轉嚮瞭係統集成與成本控製。內容涵蓋瞭晶矽電池的下一代技術路綫（如TOPCon、異質結HJT的商業化挑戰），以及新興薄膜技術（如鈣鈦礦電池）的長期穩定性問題。更重要的是，本章重點分析瞭光伏發電的間歇性對電網運行帶來的挑戰，以及光伏係統與建築、交通的深度融閤（BIPV, V2G技術應用場景的經濟性分析）。此外，本書還探討瞭光伏組件的全生命周期管理和迴收再利用的工業化路徑。 第五章：先進核能技術與低碳負排放潛力 核能作為穩定、高密度的零碳電力來源，其作用在脫碳戰略中不可或缺。本書不局限於傳統壓水堆（PWR）的安全性與成本分析，而是著重介紹瞭第四代核反應堆（如釷基反應堆、熔鹽堆MSRs）的設計原理、固有安全特性及其在燃料循環靈活性上的優勢。此外，本章深入研究瞭小型模塊化反應堆（SMRs）在區域供熱、工業園區供電中的應用前景，以及其在簡化監管和快速部署方麵的潛在優勢。 第六章：氫能的製備、儲存與終端利用 氫能被視為實現深度脫碳的關鍵載體。本章對“綠色氫氣”（通過可再生能源電解水製備）的成本下降趨勢進行瞭詳細測算，並與“藍色氫氣”（化石氣體製氫+CCUS）的經濟性進行瞭對比。在儲存和運輸方麵，本書詳細分析瞭液態儲氫、金屬儲氫材料（如有機液體載體LOHC）的物理化學特性和工程化難度。終端應用部分，本書聚焦於燃料電池技術在重型運輸、航運和工業加熱領域的突破性應用，並探討瞭建立跨區域、多模式的氫能基礎設施網絡的戰略規劃。 --- 第三部分：能源係統的集成、政策與市場機製 第七章：智能電網與能源互聯網的構建 可再生能源的大規模並網對傳統集中式電網提齣瞭根本性挑戰。本章詳細闡述瞭能源互聯網（Energy Internet）的架構設計，該架構基於信息物理係統（CPS），實現能源的靈活調度和多維交易。內容包括：分布式能源（DERs）的聚閤與虛擬電廠（VPP）的運行機製、基於區塊鏈技術的分布式能源交易平颱的設計、以及電力電子技術在電網穩定性支撐（如高比例可再生能源下的慣量支撐）中的關鍵作用。 第八章：儲能技術的多樣化布局與經濟性評估 儲能是平衡可再生能源間歇性的核心技術。本書對不同技術路綫進行瞭全麵梳理：電化學儲能（鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池）的能量密度、循環壽命與安全特性對比；機械儲能（壓縮空氣、飛輪）的規模化應用潛力；以及熱能儲存在區域供熱/製冷係統中的優化調度。本章引入瞭“係統價值”評估模型，用以衡量儲能係統在容量市場、輔助服務市場和能量市場的綜閤經濟迴報。 第九章：能源政策、市場化改革與跨國閤作 能源轉型需要強有力的政策引導和有效的市場激勵。本章分析瞭碳定價機製（碳稅與排放交易體係ETS）在全球範圍內的實施效果及其對産業投資的導嚮作用。同時，本書探討瞭電力市場化改革的深層次問題，如如何設計激勵長期、低碳投資的容量市場機製，以及如何平衡輸配電基礎設施的成本迴收與用戶側的公平負擔。最後，本章強調瞭全球技術閤作（如關鍵材料、標準製定）在加速低碳技術推廣中的不可替代性。 第十章：能源轉型中的社會、經濟與倫理考量 可持續發展要求能源轉型必須是公平和包容的。本章探討瞭能源轉型對傳統化石能源産業工人的技能再培訓和再就業問題（公正轉型Just Transition）。同時，本書分析瞭新能源供應鏈中關鍵礦産資源的獲取風險與地緣政治影響，並探討瞭發展中國傢如何在能源獲取權（Energy Access）與氣候目標之間找到平衡的“跨越式發展”路徑。最終，本書呼籲建立一個更具韌性、更公平、技術驅動的未來能源體係。

评分☆☆☆☆☆

最近手頭正好有一個關於新能源技術應用的課題，需要深入瞭解風力發電領域的最新進展，尤其是技術創新和應用模式。這本書的副標題“21世紀能源與動力工程類創新型應用人纔培養規劃教材·風能與動力工程”讓我眼前一亮，感覺它定位精準，內容應該非常貼閤當前行業需求。我特彆好奇書中是否會探討一些新興的風力發電技術，比如海上風電的發展趨勢、漂浮式風力發電的挑戰與機遇，以及小型分散式風力發電的應用場景，比如在偏遠地區或與建築結閤的應用。我對書中關於風力發電並網技術、儲能技術與風電結閤的解決方案也頗感興趣，畢竟風電的間歇性是其推廣應用中的一大難題，如何有效解決這個問題是關鍵。此外，書中對於風力發電在智能電網中的作用，以及如何與太陽能、水電等其他能源協同發展，是否有係統的論述，我也非常期待。如果這本書能為我提供一些創新的思路和可行的技術路徑，那將對我課題的推進有巨大的幫助。

评分☆☆☆☆☆

這本書我早就想入手瞭，畢竟風力發電是未來能源的大勢所趨，而且正好我最近在做一些關於可再生能源的課程設計，需要一些前沿的理論知識作為支撐。我之前在網上看瞭不少關於風力發電的介紹，但總覺得零散，不夠係統。這本書的標題“風力發電原理”就深深吸引瞭我，它承諾要講透原理，這正是我急需的。我特彆關注書裏會不會深入講解不同類型風力發電機的結構和工作原理，比如水平軸和垂直軸的區彆，它們各自的優缺點，以及在不同環境下的適用性。我還希望它能詳細介紹葉片的設計理論，包括空氣動力學原理、材料選擇以及製造工藝，畢竟葉片是風力發電機最核心的部分。另外，關於風能資源評估、選址技術，以及風力發電場的規劃和設計，書中是否也有詳盡的闡述，這對我進行實際項目操作非常有幫助。我期待這本書能像一位經驗豐富的老師，條理清晰地為我揭示風力發電背後的奧秘，讓我能從理論到實踐都有一個質的飛躍。

评分☆☆☆☆☆

我最近在考慮為我的傢庭安裝一套小型風力發電設備，以實現能源自給自足，並減少對傳統電網的依賴。因此，我需要一些關於小型風力發電係統設計、安裝和維護的實用知識。這本書的副標題“風能與動力工程”讓我覺得它可能涵蓋這方麵的內容，但我更希望它能側重於實際操作層麵。我特彆關注書中是否有關於傢庭用風力發電機的選型指南，比如如何根據傢庭用電量、地理位置和風況來選擇閤適的發電機類型和功率。關於安裝方麵，它是否會介紹安裝前的準備工作、安裝過程中的注意事項，以及安全規範？我對風力發電機的維護保養也非常感興趣，比如定期檢查、故障排除以及延長設備壽命的方法。如果書中能提供一些案例研究，或者實際安裝的圖文教程，那將對我非常有價值，能夠指導我完成這次具有挑戰性的項目。

评分☆☆☆☆☆

作為一名對未來能源發展充滿憧憬但又略感迷茫的普通讀者，我一直在尋找一本能夠清晰解釋風力發電究竟是如何工作的，以及它在我們生活中扮演著什麼角色的書籍。這本書的標題“風力發電原理”聽起來非常易懂，我希望能從中瞭解到風能是如何被捕捉，然後轉化為電能的整個過程。我期待書中能夠用通俗易懂的語言，配上形象的比喻和生動的插圖，來解釋風力發電的基本概念，比如風速、風壓、功率麯綫等等。我希望它能讓我明白，為什麼會有不同大小的風力發電機，它們各自適閤在什麼地方使用。我也很想知道，風力發電對環境有什麼影響，它是否真的像宣傳的那樣環保，或者是否存在一些不為人知的負麵效應。這本書如果能幫助我建立起對風力發電的整體認識，解答我心中關於綠色能源的疑問，那就太好瞭。

评分☆☆☆☆☆

我是一名對技術細節有極緻追求的讀者，尤其是對工程領域的機械原理和設計細節非常著迷。這本書的標題“風力發電原理”似乎承諾瞭這一點，我希望它不僅僅是泛泛而談，而是能夠深入到每一個技術環節。我非常想瞭解風力發電機各個部件的詳細設計，比如齒輪箱的傳動原理、軸承的選擇和潤滑，以及發電機的工作原理和類型（同步發電機、異步發電機等）。我對葉片的氣動外形設計、材料強度計算，以及疲勞壽命預測等方麵的內容尤其關注。書中對於塔筒的結構設計、基礎形式的選擇，以及抗風、抗震等方麵的考慮，是否也有詳細的介紹？此外，控製係統的原理，包括變槳控製、偏航控製、以及防抖動和故障診斷等高級功能，我也希望能有深入的講解。如果書中能配以精密的圖紙和詳細的計算公式，那就更完美瞭，可以讓我徹底弄明白每一個“為什麼”。

评分☆☆☆☆☆

⑤教学生抓重点.教学难免有意外，课堂难免有突变，应对教学意外、课堂突变的本领，就是我们通常说的驾驭课堂、驾驭学生的能力。对教师来说，让意外干扰教学、影响教学是无能，把意外变成生成，促进教学、改进教学是艺术。生成相对于教学预设而言，分有意生成、无意生成两种类型；问题生成、疑问生成、答案生成、灵感生成、思维生成、模式生成六种形式。生成的重点在问题生成、灵感生成。教学机智显亮点.随机应变的才智与机敏，最能赢得学生钦佩和行赞叹的亮点。教学机智的类型分为教师教的机智、学生学的机智，师生互动的机智，学生探究的机智。机智常常表现在应对质疑的解答，面对难题的措施，发现问题的敏锐，解决问题的灵活。

评分☆☆☆☆☆

质量不错，内容比较简单，适合初学者和自学者，但是有点罗嗦，前面讲的后边又在重复，不过真心表示对于自学者会是不错的参考书

评分☆☆☆☆☆

提高效益，亦可谓“教学相长”。

评分☆☆☆☆☆

⑤教学生抓重点.教学难免有意外，课堂难免有突变，应对教学意外、课堂突变的本领，就是我们通常说的驾驭课堂、驾驭学生的能力。对教师来说，让意外干扰教学、影响教学是无能，把意外变成生成，促进教学、改进教学是艺术。生成相对于教学预设而言，分有意生成、无意生成两种类型；问题生成、疑问生成、答案生成、灵感生成、思维生成、模式生成六种形式。生成的重点在问题生成、灵感生成。教学机智显亮点.随机应变的才智与机敏，最能赢得学生钦佩和行赞叹的亮点。教学机智的类型分为教师教的机智、学生学的机智，师生互动的机智，学生探究的机智。机智常常表现在应对质疑的解答，面对难题的措施，发现问题的敏锐，解决问题的灵活。

评分☆☆☆☆☆

教育智慧求妙点.从知识到能力，从情感到智慧，教育逐步进入它的最佳境界。教育智慧表现为对教育本

评分☆☆☆☆☆

专业，工程，实用，理论实践

评分☆☆☆☆☆

③我们的教师为了控制课堂，总担心秩序失控而严格纪律，导致紧张有余而轻松不足。轻松的氛围，使学生没有思想顾忌，没有思想负担，提问可以自由发言，讨论可以畅所欲言，回答不用担心受怕，辩论不用针锋相对。同学们的任何猜想、幻想、设想都受到尊重、都尽可能让他们自己做解释，在聆听中交流想法、

评分☆☆☆☆☆

提高效益，亦可谓“教学相长”。

评分☆☆☆☆☆

③我们的教师为了控制课堂，总担心秩序失控而严格纪律，导致紧张有余而轻松不足。轻松的氛围，使学生没有思想顾忌，没有思想负担，提问可以自由发言，讨论可以畅所欲言，回答不用担心受怕，辩论不用针锋相对。同学们的任何猜想、幻想、设想都受到尊重、都尽可能让他们自己做解释，在聆听中交流想法、