《风力发电机组原理与应用(第2版)》主要介绍了大型风力发电机组原理及其应用的基本知识。全书共分为9章，包括绪论、风力机、发电系统、主传动与制动、变桨距、偏航与辅助系统、控制系统、风力发电机组的运行控制、支撑体系和风力发电机组的维护。《风力发电机组原理与应用(第2版)》适于作为大、专院校教材，以及对从事风力发电机组设计、制造和使用的人员进行培训的教学用书，也可以作为风电爱好者的自学读物。

本书主要介绍了大型风力发电机组原理及其应用的基本知识。全书共分为10章，包括绪论，风力机，发电系统，主传动与制动，变桨距、偏航与辅助系统，控制系统，风力发电机组的运行，支撑体系，海上风力发电机组和风力发电机组的维护。

本书的定位是职业教育，用于对从事风力发电机组制造和使用的人员进行培训，也可以作为大专院校相关专业的教材或教学参考资料，同时适合作为风电场和风电企业管理人员、技术人员以及广大风电爱好者的自学读物。

第2版序

第1版前言

第一章 绪论1

第一节 风1

一、风的形成1

二、风力等级6

三、风的测量8

四、风的数学描述11

五、风能可利用区的划分19

第二节 风力发电机组20

一、风力发电机组的工作原理20

二、风力发电机组的构成和分类22

第三节 大型风力发电机组的典型结构26

一、双馈式风力发电机组26

二、直驱式永磁风力发电机组27

三、中传动比齿轮箱型（“半直驱”）机组28

第二章 风力机29

第一节 风力机动力学模型29

一、贝兹极限29

二、旋转尾流模型32

第二节 风力机的结构35

一、叶片的构造35

二、定桨距叶片叶柄结构35

三、叶片数35

四、轮毂37

第三节 叶片的空气动力特性39

一、叶片的基本几何定义39

二、作用在叶片上的空气动力41

第四节 风轮的空气动力特性43

一、风轮的几何定义与参数43

二、作用在风轮上的空气动力43

第三章 发电系统47

第一节 发电系统的构成47

一、发电系统的总体结构47

二、变压器47

三、开关电器49

四、继电器52

五、母线与电缆53

第二节 变流器55

一、电力电子器件55

二、AC-DC变换电路61

三、DC-DC变换电路66

四、DC-AC变换电路67

五、AC-AC变换电路69

六、风力发电机组变流器的应用技术71

第三节 异步发电机及其并网72

一、结构72

二、工作原理73

三、并网方式73

四、并网运行时的功率输出及无功功率补偿75

五、变速恒频技术76

第四节 同步发电机及其并网77

一、结构77

二、工作原理78

三、并网条件和方式79

四、转矩-转速特性80

五、功率调节和补偿80

六、变速恒频技术82

第五节 双馈异步发电机发电系统82

一、结构82

二、工作原理83

三、变速恒频风力发电系统89

四、背靠背恒压源PWM调制电路90

五、双馈发电机矢量控制技术91

第六节 永磁同步发电机发电系统99

一、结构99

二、发电系统101

三、变流方案101

四、变速恒频控制技术103

第四章 主传动与制动105

第一节 主传动105

一、主轴及主轴承105

二、齿轮箱106

三、联轴器114

第二节 制动118

一、机械制动119

二、空气动力制动123

第五章 变桨距、偏航与辅助系统126

第一节 变桨距系统126

一、液压变桨距系统126

二、电动变桨距系统128

三、电-液变桨距系统131

四、变桨距系统的控制132

五、叶片载荷的采集135

第二节 偏航系统135

一、偏航系统的功能135

二、偏航系统的组成和工作原理135

三、执行机构136

四、偏航系统的控制139

第三节 液压系统142

一、液压元件142

二、定桨距机组液压系统154

三、变桨距机组液压系统156

第四节 润滑与温控158

一、润滑158

二、温度控制163

第六章 控制系统167

第一节 控制系统的结构与功能167

一、控制系统的总体结构167

二、主控制器168

三、控制系统的功能170

第二节 安全保护170

一、机组运行安全保护系统171

二、微控制器抗干扰保护系统172

三、微控制器的自动检测功能172

四、安全链177

第三节 信号测量177

一、需要检测的信号177

二、主要信号测量技术178

第四节 人机界面188

一、运行操作188

二、状态显示189

三、故障监测189

第七章 风力发电机组的运行控制193

第一节 常规运行过程193

一、风力发电机组的稳态工作点193

二、风力发电机组工作状态及其转换194

三、机组的起动196

第二节 定桨距-双速发电机机组196

一、机组的控制特性196

二、运行过程200

三、双速发电机机组控制系统203

四、参数监测和处理206

第三节 变桨距-优化转差机组210

一、机组的控制特性210

二、运行状态211

三、带调整发电机转差率的变桨距系统213

四、发电机转子电流控制技术215

第四节 变速恒频机组219

一、最佳风能利用系数221

二、风力机的转矩-速度特性223

三、运行状态223

四、总体控制方式224

第八章 支撑体系228

第一节 机舱壳体228

一、机舱底盘228

二、机舱罩228

三、整流罩229

第二节 塔架229

一、塔架的分类229

二、塔架结构231

三、塔架的固有频率234

四、塔架-风轮系统振动模态235

五、搬运及安全设备237

第三节 基础238

一、陆上风力发电机组的基础238

二、海上风力发电机组的基础240

第四节 接地与避雷241

一、电气接地保护241

二、避雷系统243

第九章 风力发电机组的维护247

第一节 风力发电机组的维护概述247

一、维护周期247

二、维修所需的常用工具247

第二节 风力机的维护247

一、叶片的维护248

二、叶片轴承的维护250

三、轮毂的维护250

第三节 发电系统的维护250

一、发电机的维护及故障分析250

二、变流系统的维护及故障处理252

三、变压器的维护254

四、其他常用电气部件的维修255

第四节 主传动与制动系统的维护263

一、齿轮箱的使用及维护263

二、齿轮箱常见故障及排除266

三、联轴器的维护269

四、制动机构的维护及故障排除270

第五节 变桨距、偏航及辅助系统的维护271

一、变桨距系统的维护271

二、偏航系统的维护及常见故障273

三、液压系统的维护及常见故障275

第六节 控制系统的故障与防护277

一、控制系统的常见故障277

二、减少故障的方法279

第七节 支撑体系的维护280

一、联接件的维护280

二、结构件的维护280

三、电缆和电缆夹块的维护280

四、塔基水平度检测280

五、塔筒标识的维护281

六、接地装置的维护281

附录中华人民共和国国家标准电工术语风力发电机组283

参考文献292