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第1章 绪论1

1.1 风力发电的发展1

1.1.1 世界风力发电的发展1

1.1.2 中国风力发电的发展4

1.1.3 风力发电的发展趋势6

1.2 风力发电的基本原理8

1.2.1 风力机的工作原理8

1.2.2 风力发电机组的构成12

1.3 风电机组的主流机型14

1.3.1 发电机的运行原理14

1.3.2 大型风电机组主流机型17

1.4 风电场的并网运行21

1.4.1 风电场的概念和特点21

1.4.2 风电场接入电网的方式21

第2章 风电的有功、无功和电压特性23

2.1 风电场的有功出力23

2.1.1 风速的变化和分布23

2.1.2 风电机组的输出功率波动25

2.1.3 风电场的集群功率输出27

2.1.4 风电场有功功率的统计规律28

2.2 风电场的无功功率29

2.2.1 风电机组的无功功率29

2.2.2 变压器吸收的无功功率37

2.2.3 输电线路的无功功率39

2.2.4 风电场的无功功率特性40

2.3 功率流动与线路压降41

2.3.1 线路输送功率与电压降41

2.3.2 不同电压等级的线路电压降43

2.4 风电场的电压特性45

2.4.1 有功出力变化对电压的影响45

2.4.2 无功功率对电压的影响45

第3章 风电场电压稳定研究47

3.1 电压稳定的概念和机理47

3.2 风电场的静态电压稳定问题分析49

3.2.1 静态电压稳定性分析49

3.2.2 潮流计算中不同风电机组模型53

3.3 风电场的暂态电压稳定问题分析54

3.3.1 恒速风电机组暂态电压稳定54

3.3.2 变速风电机组暂态电压稳定58

第4章 风电场无功补偿及方案设计62

4.1 风电场无功调节的需求和原则62

4.1.1 风电场无功调节的需求62

4.1.2 相关的标准和规定63

4.1.3 风电场无功调节的原则64

4.2 风电机组的无功功率调节65

4.2.1 直接并网的鼠笼式异步发电机65

4.2.2 恒频变速双馈发电机66

4.2.3 直驱永磁同步发电机66

4.3 常见的无功补偿设备66

4.3.1 并联电容器／电抗器66

4.3.2 静止无功补偿器（SVC）68

4.3.3 静止同步补偿器（STATCOM）74

4.3.4 各种补偿装置的比较76

4.4 风电场无功补偿方案设计84

4.4.1 无功补偿方式的选择84

4.4.2 无功补偿容量的确定85

第5章 风电场电压控制研究89

5.1 电网的电压控制要求89

5.2 并网风电系统的电压稳定改善措施90

5.2.1 风电送出线路安装串联补偿设备90

5.2.2 可控高压电抗器91

5.2.3 在风电场安装SVC或STATCOM91

5.2.4 桨距角控制92

5.2.5 变速电机变频器控制措施93

5.2.6 切除风电机组93

5.3 风电场综合电压控制技术及系统94

5.3.1 无功电压自动控制系统建设的必要条件94

5.3.2 风电场综合自动电压控制系统的结构95

第6章 风电场低电压穿越技术101

6.1 低电压穿越的概念和意义101

6.1.1 低电压穿越的概念101

6.1.2 风电场具备低电压穿越能力的必要性101

6.1.3 不同电网对低电压穿越的要求103

6.2 风电机组低电压穿越的原理104

6.2.1 鼠笼式异步风电机组的低电压穿越104

6.2.2 双馈感应式风电机组的低电压穿越105

6.2.3 永磁同步风电机组的低电压穿越111

6.3 风电场低电压穿越的规定与认证113

6.3.1 国外有关风电场低电压穿越的技术规定114

6.3.2 我国有关风电场低电压穿越的技术规定117

6.4 风电场低电压穿越的实现措施119

6.4.1 动态无功支持119

6.4.2 风电场有功功率控制119

6.4.3 其他先进技术对风电场的作用121

第7章 海上风电输电方式125

7.1 海上风电场现状及其发展趋势125

7.1.1 海上风力发电的发展现状125

7.1.2 海上风电的发展趋势129

7.2 海上风电场输电方式132

7.2.1 AC输电方式132

7.2.2 VSC-HVDC输电方式133

7.2.3 传统HVDC输电方式143

参考文献152