风能：可再生能源与环境

　　《风能：可再生能源与环境》是介绍风力发电的一本专著，书中对风能系统中涉及的几个关键环节，如风资源评估、风电场微观选址、空气动力学、叶片翼型设计、变桨控制、发电机、变流器等进行了比较详细的介绍，同时对风能与环境以及风能投资成本等方面也展开了深入讨论。《风能：可再生能源与环境》结构合理，层次分明，适合从事风力发电、电力电子与电力系统、风电场运行与维护的工程师参考，还可作为高等院校相关专业的本科生、研究生教材。

　　Vaughn Nelson，博士自20世纪70年代进入风能领域，出版了5本图书（其中4本书是配以CD的形式），发表了50多篇论文和报告，作为许多项目的主要负责人，组织了本地和国际上的60多个研讨会。他的主要领域是风力资源的评估、教育和培训、应用性的研发以及风能在农村的应用。目前，他是西得克萨斯A&M大学可替代能源研究所（AEI. Alternative Energy Institute）的研究学者。白该学会1977年成立以来至2003年，他一直担任AEI的会长，2001年退休前担任WTAMI.J的研究和信息技术的研究所所长。他在得克萨斯州委员会工作，特别是在过去10年在得克萨斯能源协调理事会工作。他已经获得了美国风能协会的三枚奖章，其中一枚是2003年的终身成就奖，并在州和国家可再生能源组织董事会工作。Vaughn Nelson获得堪萨斯大学物理学博士学位，哈佛大学教育学硕士学位，恩波里亚的堪萨斯州师范大学学士学位。他曾在库马纳的委内瑞拉东方大学物理系工作2年，之后1969年至今一直在WTASMU工作。李建林，（1976-），男，博士，博士后，中国电力科学研究院副研究员，硕士生导师。中国可再生能源风能协会委员，全国风力机械标准化技术委员会委员，《中国电气大典：可再生能源发电工程》编委，电工技术学会、动力工程学会新能源专委会委员，《电网技术》、《电工技术学报》、《电力系统自动化》、《中国电机工程学报》等杂志特约审稿人，IEEE会员。2005年获浙江大学电力电子与电气传动专业博士学位，2005-2007年在中国科学院电工研究所从事博士后科研工作，研究方向为可再生能源发电技术、风力发电技术、电力电子技术、大规模储能技术。长期从事风力发电领域的科研工作，任副研究员，硕士生导师。主要承担了国家自然基金项目一项，全国博士后基金项目一项，中科院所长基金项目一项。近年来发表文章100余篇，其中40余篇被EI检索，发明专利10项。著有《风力发电中的电力电子变流技术》和《风力发电系统低电压运行技术》，参与编写了《中国电气工程大典》（可再生能源卷：风力发电技术）。肖志东，（1962一），男，硕士，哈尔滨工业大学风电研究所所长，副教授，硕士生导师。电力行业标准《风力发电场监控系统技术规范》审查委员会专家，中电联中国风力发电协作网理事会理事，1987年获哈尔滨工业大学电子工程专业硕士学位。历任沈阳工业学院计算机系主任、和光电子公司技术总监、东宇集团研究院副院长兼信息中心主任、沈阳若水数码有限公司总经理、北京光耀电力自动化有限公司总经理兼，总工程师。近年研究方向为风电场接入电网技术、风电场运行优化技术、垂直轴智能风轮风力发电机技术等。作为项目负责人或执行负责人，完成国家“863”军口项目、总参“十五”重点预研项目、国防“十一五”预研项目多项。主持开发“风电场群远程监控与运行优化系统”项目成功，获批国家级火炬计划。曾获省部级科技进步二等奖一项，获得国家发明专利一项、实用新型专利两项，获得软件著作权两项，发明了垂直轴智能风轮风力发电机。

第1章 绪论
1.1 历史
1.1.1 荷兰风车
1.1.2 农场风车
1.1.3 离网型风电系统
1.1.4 并网型发电系统
1.2 风电场
1.3 小型系统
参考文献
第2章 能源
2.1 原理
2.1.1 可再生能源的利与弊
2.1.2 经济学
2.2 能源和电力的定义
2.3 能量基本定律
2.4 热力学法则下的能源困境
2.4.1 保护
2.4.2 效率
2.5 指数增长
2.6 化石燃料的使用
2.6.1 石油和天然气
2.6.2 煤
2.7 核能
2.8 指数增长的数学应用
2.8.1 倍增时间
2.8.2 资源消耗
2.9 有限资源的使用寿命
2.10 总结
问题/练习
数量级估计
习题
参考文献
第3章 风特性
3.1 全球环流
3.2 风能利用极限
3.3 风的能量
3.4 风剪切
3.5 风向
3.6 风能密度
3.7 湍流
3.8 风速直方图
3.9 风速一时间曲线
3.10 风能密度变化量
3.11 风速分布
3.12 概括总结
问题/练习
习题
参考文献
第4章 风资源
4.1 美国
4.2 欧盟
4.3 其他国家和地区
4.4 海洋风
4.4.1 得克萨斯州墨西哥海岸地区
4.4.2 世界
4.5 仪器仪表
4.5.1 杯形和螺旋形风速仪
4.5.2 风向
4.5.3 仪器特点
4.5.4 测量
4.5.5 植被指示
4.6 数据记录仪
4.7 小型风力机的风力测量
习题
参考文献
第5章 风力机
5.1 拖动装置
5.2 提升装置
5.3 转轴方向
5.4 系统描述
5.5 空气动力学
5.6 控制
5.6.1 正常运行
5.6.2 故障
5.7 产能
5.7.1 发电机尺寸
5.7.2 转子面积以及风力图
5.7.3 出厂曲线
5.8 年产能计算
5.9 新型风力系统
5.10 应用
5.10.1 电能
5.10.2 机械能
5.10.3 热能
5.10.4 风能混合动力系统
5.10.5 总结
5.11储能
习题
参考文献
第6章 风力机设计
6.1 引言
6.2 空气动力学
6.3 专业术语
6.4 拖动装置
6.5 提升装置
6.5.1 最大理论功率
6.5.2 旋转
6.6 空气动力学性能预测
6.7 测定功率和功率因数
6.8 结构
6.8.1 叶片
6.8.2 系统的其他部分
6.9 演化
6.10 小型风力机
习题
参考文献
第7章 电气
7.1 基本原理
7.1.1 法拉第电磁感应定律
7.1.2 相位角以及功率因数
7.2 发电机
7.2.1 异步发电机(恒转速运行)
7.2.2 双馈异步发电机(变转速运行)
7.2.3 直驱发电机(变转速运行)
7.2.4 永磁发电机(变转速运行)
7.2.5 发电机的比较
7.2.6 发电机实例
7.3 电能质量
7.4 电子技术
7.4.1 控制器
7.4.2 电力电子技术
7.4.3 变频器
7.5 闪电
7.6 卸荷电阻
习题
参考文献
第8章 性能
8.1 性能测量
8.2 风力统计
8.3 风电场性能
8.3.1 加利福尼亚风电场
8.3.2 美国其他风电场
8.3.3 其他国家和地区的风电场
8.4 尾流效应
8.5 Enertech44
8.6 Bergey曲线
8.7 抽水
8.7.1 农场风车
8.7.2 电-电系统
8.8 风/柴互补混合系统
8.9 叶片性能
8.9.1 表面粗糙度
8.9.2 边界层控制
8.9.3 涡流发生器
8.9.4 流动可视化
8.10 评论
习题
参考文献
第9章 选址
9.1 小型风力机
9.1.1 噪声
9.1.2 视觉冲击
9.2 风电场
9.2.1 长期参考站
9.2.2 风电场的选址
9.3 数字地图
9.4 地理信息系统
9.5 风力资源筛选
9.5.1 西北太平洋实验室对得克萨斯州的风能估计
9.5.2 可替代能源研究所对得克萨斯州的风能估计
9.5.3 美国的风力发电
9.6 数值模型
9.7 微观选址
9.8 海风
总结
习题
参考文献
第10章 应用实例和风能产业
10.1 公共电力
10.2 小型风力机
10.3 分布式系统
10.4 风/柴互补系统
10.5 乡村电力
10.5.1 中国
10.5.2 实例研究：乡村风能电力系统
10.6 水源泵升
10.6.1 风力抽水系统的设计
10.6.2 大型系统
10.7 风能产业
10.7.1 风能产业(1980～1990年)
10.7.2 风能产业(1990～2000年)
10.7.3 风能产业(2000～2010年)
10.8 评论
习题
参考文献
第11章 体制
11.1 预防成本
11.2 公众关注
11.2.1 安全
11.2.2 电能质量
11.2.3 用于公共事业的连接
11.2.4 辅助费用
11.3 安装和运行条例
11.4 环境
11.5 政策
11.6 奖励
11.6.1 美国
11.6.2 其他国家
11.7 外在因素
11.8 传输
习题
参考文献
第12章 经济
12.1 影响经济的因素
12.2 一般意见
12.3 经济分析
12.3.1 简单的回收期
12.3.2 能源成本
12.3.3 能源价值
12.4 生命周期成本
12.5 目前的价值以及平准化成本
12.6 外部因素
12.7 风力项目的发展
12.7.1 成本
12.7.2 收益
12.7.3 电力销售
12.8 混合动力系统
12.9 总结
12.10未来前景
习题
参考文献
习题答案