本書第1章介紹了風電機組的技術﹑海上輸電網絡﹑風力發電對電力系統運行的影響以及風電并網規范等基本知識。第2章從機組組成﹑數學建模及其控制策略﹑不同類型故障下的動態響應以及故障穿越策略等多方面詳細地解釋了雙饋感應風力發電機。第3章側重于全功率變流器風力發電機，對永磁同步型和籠型感應全功率風力發電機的控制﹑電力系統阻尼器等進行了分析，本章還詳述了典型的電勵磁同步發電機的建模和控制。第4章從海上風電場電氣系統的組成﹑電力匯集器﹑海上輸電系統﹑海上變電站﹑無功功率補償裝置和海底電纜等方面出發，對海上風電場電氣系統的主要組件所涉及的關鍵技術和原理﹑運行和控制等進行了闡述。 第5章通過豐富的范例展示了海上風電場的不同并網方式，并給出了各方式下的仿真運行結果。第6章涉及海上風電場中各個保護區的劃分﹑交流 輸電線故障研究﹑以及通過直流并網的海上風電場的保護等內容。第7章介紹了在海上風電并網方面涌現的諸多新興技術，如風力發電機載荷柔化技術﹑直流傳輸保護﹑儲能技術﹑故障限流器、超導電纜等。附錄A對運用于海上風力發電中的電壓源換流器，如二電平換流器﹑三電平換流器、模塊化多電平換流器等的拓撲和調制等進行了原理性介紹，便于讀者理解前述章節的內容。附錄B提供了不少算例，便于讀者深入理解本書介紹的部分關鍵內容。
本書內容較地涵蓋了海上風力發電所涉及的關鍵技術，對海上風電場以及輸電系統等各組成部分從基本原理到控制和運行等方面都有較和由淺入深的描述，不僅適合高等院校電氣工程方向高年級本科生和研究生學習，也適合從事風力發電﹑特別是從事海上風力發電的生產制造、運行與控制等領域的工程技術人員參考。
●作者都是在海上風電領域有多年積累的專家或研究人員
●部分內容源自作者主持的多項歐洲海上風電項目的研究成果
●內容涵蓋了海上風力發電所涉及的關鍵技術，并提供了易于使用的海上風電并網的范例
Olimpo Anaya-Lara目前就職于英國斯特拉思克萊德大學(University of Strathclyde)的能源與環境學院，任準教授(reader)。在其職業生涯中，他成功地在電力電子設備、控制系統設計以及具有高風電穿透率的電力系統控制方面進行了研究。作為歐洲能源研究聯盟(EERA)聯合風能項目(JP Wind)所屬的風電并網子項目的一名主要參與人，Anaya-Lara博士目前在領導斯特拉思克萊德大學參與推進此子項目。受挪威船級社資助，他曾于2010-2011年前往挪威科技大學，任風電領域的訪問教授之職。他曾是國際能源署附件二十一 “電力系統用風電場動態模型”和附件二十三 “海上風能技術開發”的成員。他是IEEE與IET會員，已出版了3部專著，并合計在國際期刊和會議上發表了超過140篇論文。
目 錄
譯者序
原書前言
作者簡介
縮略語與物理量符號
第1章 海上風力發電系統
1.1 背景
1.2 典型子系統
1.3 風力發電機技術
1.3.1 基礎知識
1.3.2 構架
1.3.3 海上風力發電機技術現狀
1.4 海上輸電網
1.5 對電力系統運行的影響
1.5.1 電力系統動態與穩定
1.5.2 無功功率與電壓支撐
1.5.3 頻率支撐
1.5.4 風力發電機慣量響應
1.6 風電并網規則
致謝
參考文獻
第2章 雙饋感應風力發電機
2.1 介紹
2.1.1 感應發電機(IG)
2.1.2 背靠背換流器
2.1.3 齒輪箱
2.1.4 撬棒保護
2.1.5 風力發電機變壓器
2.2 雙饋感應風力發電機的結構和數學建模
2.2.1 感應發電機在abc坐標系下的模型
2.2.2 感應發電機在dq0坐標系下的模型
2.2.3 機械系統
2.2.4 撬棒保護
2.2.5 雙饋感應發電機背靠背換流器的建模
2.2.6 電力電子換流器的平均值模型
2.2.7 直流回路
2.3 雙饋感應風力發電機的控制
2.3.1 轉速PI控制
2.3.2 雙饋感應風力發電機無功功率的PI控制
2.3.3 轉子電流的PI控制
2.3.4 直流電壓的PI控制
2.3.5 網側換流器電流的PI控制
2.4 雙饋感應風力發電機動態性能評估
2.4.1 三相故障
2.4.2 對稱電壓跌落故障
2.4.3 非對稱電壓跌落故障
2.4.4 單相對地故障
2.4.5 相間短路故障
2.4.6 對稱短路故障下的轉矩特性
2.4.7 不對稱短路故障下的轉矩特性
2.4.8 電網故障對感應發電機無功功率消耗的影響
2.5 故障穿越能力與電網導則
2.5.1 撬棒保護的利弊
2.5.2 雙饋感應風力發電機變量對其故障穿越能力的影響
2.6 提高雙饋感應風力發電機故障穿越能力的先進控制策略
2.6.1 二自由度內模控制(IMC)
2.6.2 轉速IMC控制器
2.6.3 轉子電流IMC控制器
2.6.4 直流電壓IMC控制器
2.6.5 網側換流器電流IMC控制器
2.6.6 雙饋感應風力發電機IMC控制器的魯棒性調節
2.6.7 魯棒穩定性原理
參考文獻
第3章 全功率換流風力發電機
3.1 同步電機基礎
3.1.1 同步發電機結構
3.1.2 同步發電機的氣隙磁場
3.2 同步發電機dq坐標系模型
3.2.1 穩態運行
3.2.2 帶阻尼繞組的同步發電機
3.3 大型同步發電機的控制
3.3.1 勵磁控制
3.3.2 原動機控制
3.4 全功率換流風力發電機
3.5 基于同步發電機的全功率換流風力發電機
3.5.1 永磁同步發電機
3.5.2 基于永磁同步發電機的全功率換流風力發電機
3.5.3 發電機側換流器控制
3.5.4 直流鏈建模
3.5.5 網側換流器控制
3.6 基于籠型感應發電機的全功率換流風力發電機
3.6.1 全功率換流感應風力發電機的控制
3.7 基于全功率換流風力發電機的電力系統阻尼器
3.7.1 電力系統振蕩阻尼控制器
3.7.2 風力發電對電網阻尼的影響
3.7.3 全功率換流風力發電機阻尼控制器對電網阻尼的影響
致謝
參考文獻
第4章 海上風電場中的電氣系統
4.1 典型組件
4.2 海上風力發電機概述
4.3 電力匯集器
4.3.1 風電場集群
4.4 海上輸電系統
4.4.1 HVAC輸電
4.4.2 HVDC輸電
4.4.3 CSC-HVDC輸電
4.4.4 VSC-HVDC輸電
4.4.5 多端VSC-HVDC網絡
4.5 海上變電站
4.6 無功功率補償設備
4.6.1 靜止無功功率補償器(SVC)
4.6.2 靜止同步補償器(STATCOM)
4.7 海底電纜
4.7.1 交流海底電纜
4.7.2 直流海底電纜
4.7.3 地下和海底電纜建模
致謝
參考文獻
第5章 海上風電場并網———案例研究
5.1 背景
5.2 利用點對點VSC-HVDC輸電技術實現海上風電場并網
5.3 利用HVAC輸電技術實現海上風電場并網
5.4 利用HVAC/VSC-HVDC并聯輸電技術實現海上風電場并網
5.5 利用多端VSC-HVDC網絡技術實現海上風電場并網
5.6 利用多端VSC-HVDC連接區域間電力系統
致謝
參考文獻
第6章 海上風電場的保護
6.1 風電場交流網絡內的保護
6.1.1 風力發電機保護區
6.1.2 饋線保護區
6.1.3 母線保護區
6.1.4 高壓變壓器保護區
6.2 發生在海上雙饋感應發電機風電場交流傳輸線上故障的研究
6.2.1 范例1
6.2.2 范例2
6.3 通過直流并網的海上風電場保護
6.3.1 VSC-HVDC換流器保護方案
6.3.2 直流傳輸線故障分析
6.3.3 極間故障
6.3.4 極-地故障
6.3.5 HVDC直流保護:挑戰與趨勢
6.3.6 基于雙饋感應發電機的海上風電場直流輸電線故障的仿真研究
致謝
參考文獻
第7章 海上風電接入新技術
7.1 風力發電機載荷柔化先進控制技術
7.1.1 葉片槳距角控制
7.1.2 槳葉扭轉控制
7.1.3 可變直徑轉子
7.1.4 流場主動控制
7.2 換流
