風(fēng)力發(fā)電新技術(shù)與發(fā)電工程設(shè)計、運行、維護及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實用手冊[熊禮儉 主編]-中國科技文化出版社
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風(fēng) 力 發(fā) 電 新 技 術(shù) 與 發(fā) 電 工 程 設(shè) 計 、
運 行 、維 護 及 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 范 實 用 手 冊
主編!熊禮儉
"第一卷#
中國科技文化出版社
書書書風(fēng) 力 發(fā) 電 新 技 術(shù) 與 發(fā) 電 工 程 設(shè) 計 、
運 行 、維 護 及 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 范 實 用 手 冊
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版 !次!$##&年’月第!版 !$##&年’月第!次印刷
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定 !價!,,’.##元#精裝四卷/!01$編 委 會
主 !編!熊禮儉
編 !委!王 !高 !!潘長城 !!張 !勝
劉 燕 李 輝 張文龍
! !
黃鵬飛 馮 軍 紀(jì) 偉
! !
趙 磊 劉 鑫 張 南
! ! !前! ! 言
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
前! ! 言
能源是人類社會存在與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。過去"## 多年，建立在煤炭、石油、天然氣
等化石燃料基礎(chǔ)上的能源體系極大地推動了人類社會的發(fā)展。然而，人們在物質(zhì)生活和
精神生活不斷提高的同時，也越來越感悟到大規(guī)模使用化石燃料所帶來的嚴(yán)重后果：資
源日益枯竭，環(huán)境不斷惡化，還誘發(fā)了不少國與國之間、地區(qū)之間的政治經(jīng)濟糾紛，甚至；
中突和戰(zhàn)爭。因此，人類必須尋求一種新的、清潔、安全、可靠的可持續(xù)能源系統(tǒng)。
風(fēng)能是太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式，是一種不產(chǎn)生任何污染物排放的可再生的自然能
源。
風(fēng)能開發(fā)利用已有數(shù)千年的歷史。在蒸汽機發(fā)明以前，風(fēng)能就曾作為重要的動力，
用于船舶航行、提水飲用和灌溉、排水造田、磨面和鋸木等。在幾千年前，埃及的風(fēng)帆船
就在尼羅河上航行。中國是最早使用帆船和風(fēng)車的國家之一，至少在三千年前的商代就
出現(xiàn)了帆船。唐代有“乘風(fēng)破浪會有時，直掛云帆濟滄?！钡脑娋?，可見那時風(fēng)帆船已廣
泛用于江河航運。方以智著的《物理小識》記載有：“用風(fēng)帆六幅，車水灌田，淮陽海皆為
之”，描述利用風(fēng)車驅(qū)動水車灌田的場景。
受化石能源資源日趨枯竭、能源供應(yīng)安全和保護環(huán)境等的驅(qū)動，自 "# 世紀(jì)$# 年代
中期以來，世界主要發(fā)達國家和一些發(fā)展中國家都重視風(fēng)能的開發(fā)利用。特別是自"#
世紀(jì)%# 年代初以來，現(xiàn)代風(fēng)能最主要的利用形式———風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展十分迅速，世界風(fēng)
電機裝機容量的年平均增長率超過了&#’，從(%%& 年的"() 萬千瓦上升到"##& 年的*
#&# 萬千瓦。
與此同時，限制風(fēng)能大規(guī)模商業(yè)開發(fā)利用的主要因素———風(fēng)力發(fā)電成本在過去的"#
年中有了大幅的下降。隨風(fēng)力資源不同、風(fēng)電場規(guī)模
近年來，德國、丹麥、西班牙、英國、荷蘭、瑞典、印度、加拿大等國在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的
研究與應(yīng)用上投入了相當(dāng)大的人力及資金，充分綜合利用空氣動力學(xué)、新材料、新型電
機、電力電子技術(shù)、計算機、自動控制及通信技術(shù)等方面的最新成果，開發(fā)建立了評估風(fēng)
力資源的測量及計算機模擬系統(tǒng)，發(fā)展了變槳距控制及失速控制的風(fēng)力機設(shè)計理論，采
用了新型風(fēng)力機葉片材料及葉片翼型，研制出了變極、變滑差、變速恒頻及低速永磁等新
型發(fā)電機，開發(fā)了由微機控制的單臺及多臺風(fēng)力發(fā)電機組成的機群的自動控制技術(shù)，從
而大大提高了風(fēng)力發(fā)電的效率及可靠性。在此基礎(chǔ)上，許多國家建立了眾多的中型及大
型風(fēng)力發(fā)電場，并形成了一整套有關(guān)風(fēng)力發(fā)電場的規(guī)劃方法、運行管理與維護方式、投融
·(·
書書書前- - 言
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
資方式、國家扶持的優(yōu)惠政策及規(guī)范、法規(guī)等。
我國三北地區(qū)（西北、華北北部、東北）及東南沿海地區(qū)有豐富的風(fēng)能資源，而這些地
區(qū)又都存在能源短缺及環(huán)境污染的問題，因此通過利用風(fēng)力發(fā)電來改變能源結(jié)構(gòu)并改善
環(huán)境，不失為在能源開發(fā)領(lǐng)域中重要的策略之一。中國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究始于 !" 世
紀(jì)#" 年代末 $" 年代初，通過自主開發(fā)研制，小型風(fēng)力發(fā)電機（額定容量為 %""& ’
%"(&）已實現(xiàn)了商業(yè)化批量生產(chǎn)，并獲得了廣泛應(yīng)用，對解決廣大牧區(qū)牧民及一些島嶼
上居民的生活及生產(chǎn)用電起著重要作用。與此同時，在國家有關(guān)部委的支持下，研制出
額定功率為!""、!)"、*""、+""(&的風(fēng)力發(fā)電機組（已逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化），并在全國%% 個
省區(qū)建立了!# 個風(fēng)電場，總裝機容量到!""% 年底約," 萬(&，取得了較快的發(fā)展。
經(jīng)過多年的研究開發(fā)和工程實踐，我國在風(fēng)力資源調(diào)查評估，風(fēng)電場規(guī)劃建設(shè)，并網(wǎng)
技術(shù)、運行管理等方面都積累了不少經(jīng)驗，培養(yǎng)和鍛煉了一支具有豐富經(jīng)驗和研發(fā)能力
的技術(shù)隊伍，具備規(guī)?；_發(fā)的基礎(chǔ)。但從總體上看，我國風(fēng)電技術(shù)與國外相比還有較
大的差距，提高對發(fā)展風(fēng)電重要性的認識，制定促進風(fēng)電發(fā)展的政策和措施，加大科研的
投入，提升我國風(fēng)電設(shè)備制造的技術(shù)水平，培育風(fēng)電咨詢和服務(wù)體系，加強風(fēng)能資源調(diào)查
評估和風(fēng)電場建設(shè)的前期工作，提高運行管理水平，降低投資和風(fēng)電電價，是今后我國發(fā)
展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)必須著重解決的問題。
為配合我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，我國多年從事風(fēng)電事業(yè)的多位專家和工程技術(shù)人
員，在總結(jié)開發(fā)經(jīng)驗和工程實踐的基礎(chǔ)上，精心編寫了該書。就風(fēng)力發(fā)電廠設(shè)計、風(fēng)國發(fā)
電機組設(shè)計與制造、風(fēng)電場建設(shè)、風(fēng)電場運行管理與維護、檢修等進行了較全面的論述，
是從事風(fēng)電事業(yè)的技術(shù)人員必備的工具書。相信本書的出版，將對普及、提高我國風(fēng)電
技術(shù)水平，促進我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到重要作用。
編- 者
!"") 年$ 月
·!·目! ! 錄
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
! 第三節(jié)! 風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備的選型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!（""#）
! 第四節(jié)! 風(fēng)電場升壓變壓器、配電線路及變電所設(shè)備!!!!!!!!!!!（"$#）
! 第五節(jié)! 風(fēng)電場的運行 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（"$%）
! 第六節(jié)! 風(fēng)電場與電力系統(tǒng) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（"#&）
! 第七節(jié)! 風(fēng)電場的經(jīng)濟及環(huán)境效益評估 !!!!!!!!!!!!!!!!（"%%）
! 第八節(jié)! 風(fēng)電場對環(huán)境的影響 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（"’$）
! 第九節(jié)! 海上風(fēng)電場 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（"’’）
第八章! 風(fēng)力發(fā)電裝置安裝場地選擇及經(jīng)濟性分析 !!!!!!!!!!!!（"’(）
! 第二編! 風(fēng)力發(fā)電機組的設(shè)計檢測與制造技術(shù)!
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等化石燃料基礎(chǔ)上的能源體系極大地推動了人類社會的發(fā)展。然而，人們在物質(zhì)生活和
精神生活不斷提高的同時，也越來越感悟到大規(guī)模使用化石燃料所帶來的嚴(yán)重后果：資
源日益枯竭，環(huán)境不斷惡化，還誘發(fā)了不少國與國之間、地區(qū)之間的政治經(jīng)濟糾紛，甚至；
中突和戰(zhàn)爭。因此，人類必須尋求一種新的、清潔、安全、可靠的可持續(xù)能源系統(tǒng)。
風(fēng)能是太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式，是一種不產(chǎn)生任何污染物排放的可再生的自然能
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風(fēng)能開發(fā)利用已有數(shù)千年的歷史。在蒸汽機發(fā)明以前，風(fēng)能就曾作為重要的動力，
用于船舶航行、提水飲用和灌溉、排水造田、磨面和鋸木等。在幾千年前，埃及的風(fēng)帆船
就在尼羅河上航行。中國是最早使用帆船和風(fēng)車的國家之一，至少在三千年前的商代就
出現(xiàn)了帆船。唐代有“乘風(fēng)破浪會有時，直掛云帆濟滄?！钡脑娋?，可見那時風(fēng)帆船已廣
泛用于江河航運。方以智著的《物理小識》記載有：“用風(fēng)帆六幅，車水灌田，淮陽海皆為
之”，描述利用風(fēng)車驅(qū)動水車灌田的場景。
受化石能源資源日趨枯竭、能源供應(yīng)安全和保護環(huán)境等的驅(qū)動，自 "# 世紀(jì)$# 年代
中期以來，世界主要發(fā)達國家和一些發(fā)展中國家都重視風(fēng)能的開發(fā)利用。特別是自"#
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與此同時，限制風(fēng)能大規(guī)模商業(yè)開發(fā)利用的主要因素———風(fēng)力發(fā)電成本在過去的"#
年中有了大幅的下降。隨風(fēng)力資源不同、風(fēng)電場規(guī)模
近年來，德國、丹麥、西班牙、英國、荷蘭、瑞典、印度、加拿大等國在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的
研究與應(yīng)用上投入了相當(dāng)大的人力及資金，充分綜合利用空氣動力學(xué)、新材料、新型電
機、電力電子技術(shù)、計算機、自動控制及通信技術(shù)等方面的最新成果，開發(fā)建立了評估風(fēng)
力資源的測量及計算機模擬系統(tǒng)，發(fā)展了變槳距控制及失速控制的風(fēng)力機設(shè)計理論，采
用了新型風(fēng)力機葉片材料及葉片翼型，研制出了變極、變滑差、變速恒頻及低速永磁等新
型發(fā)電機，開發(fā)了由微機控制的單臺及多臺風(fēng)力發(fā)電機組成的機群的自動控制技術(shù)，從
而大大提高了風(fēng)力發(fā)電的效率及可靠性。在此基礎(chǔ)上，許多國家建立了眾多的中型及大
型風(fēng)力發(fā)電場，并形成了一整套有關(guān)風(fēng)力發(fā)電場的規(guī)劃方法、運行管理與維護方式、投融
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我國三北地區(qū)（西北、華北北部、東北）及東南沿海地區(qū)有豐富的風(fēng)能資源，而這些地
區(qū)又都存在能源短缺及環(huán)境污染的問題，因此通過利用風(fēng)力發(fā)電來改變能源結(jié)構(gòu)并改善
環(huán)境，不失為在能源開發(fā)領(lǐng)域中重要的策略之一。中國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究始于 !" 世
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的技術(shù)隊伍，具備規(guī)?；_發(fā)的基礎(chǔ)。但從總體上看，我國風(fēng)電技術(shù)與國外相比還有較
大的差距，提高對發(fā)展風(fēng)電重要性的認識，制定促進風(fēng)電發(fā)展的政策和措施，加大科研的
投入，提升我國風(fēng)電設(shè)備制造的技術(shù)水平，培育風(fēng)電咨詢和服務(wù)體系，加強風(fēng)能資源調(diào)查
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為配合我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，我國多年從事風(fēng)電事業(yè)的多位專家和工程技術(shù)人
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