本书以新能源和风力发电技术等专业学生的就业为导向，强调知识的实际应用，重视职业技能训练。全书分为六个项目，每个项目下设若干任务。全书主要内容包括风能资源的测量与评估、风力发电机组的选型、离网型风力发电系统的设计与安装、并网型风力发电系统的技术，风力发电机组的运行、维护与调试、风电场的建设。

风能是一种取之不尽、用之不竭的绿色环保的再生能源。随着经济的快速发展，能源消耗逐年增加，风力发电对缓解能源匮乏及减轻环境污染起着非常重要的作用。近年来，世界风力发电装机容量以每年平均30%以上的速度快速增长，风力发电技术日渐成熟，单机容量不断增长，风力发电成本大幅降低，展现了良好的发展前景。因此风力发电行业的人才需求也将大大增加，在此背景下，我们编写了《风力发电技术及应用》一书。

本书以职业能力培养为重点，与行业企业合作，进行了基于工作过程的课程开发与设计，充分体现了职业性、实践性和开放性的要求。根据风力发电企业发展的需要和完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力及素质要求，选取教学内容。分解出从事相关岗位的综合能力和相关的专项能力，共设置了六个项目：风能资源的测量与评估，风力发电机组的选型，离网型风力发电系统的设计，并网运行风力发电系统控制技术，风力发电机组的安装、运行与维护，风力发电场建设。每个项目包含多个典型的工作任务，学生通过完成“任务”，理解相关理论知识，掌握相关操作技能，从而尽快达到岗位要求，实现零距离就业。

本书由曹莹任主编，马文静、陈群任副主编。具体编写分工：曹莹编写项目一、项目二、项目六，马文静编写项目三、项目四，陈群编写项目五。本书由曹莹负责内容编排设计、修改和全书的统稿工作。

本书在编写过程中得到了江苏龙源风力投资有限公司、江苏联能风力发电有限公司、南京康尼科技实业有限公司相关工程技术人员的大力支持和帮助。同时参考了大量的相关文献资料（详见书末的参考文献），借鉴吸收了众多专家、学者的研究成果，在此对相关作者一并表示衷心的感谢！

由于风力发电技术涉及面广，发展迅速，加之编者水平有限，书中难免存在不足和疏漏之处，敬请读者批评指正。










编者

2013年4月

项目一风能资源的测量与评估1

任务一风和风能基础知识认知1

学习目标1

任务描述1

相关知识2

一、 风的形成2

二、 风的测量7

任务实施11

任务二风能资源的测量12

学习目标12

任务描述12

相关知识12

一、 风能的特点12

二、 风能资源的数学描述14

三、 风能资源测量方法22

任务实施25

任务三风能资源的评估27

学习目标27

任务描述27

相关知识27

一、 风能资源评估步骤27

二、 风能资源资料的获得28

三、 风能资源评估29

任务实施31

知识拓展36

复习思考题39

项目二风力发电机组的选型40

任务一风力发电机组的认识40

学习目标40

任务描述40

相关知识40

一、 风力发电机组的分类40

二、 风力发电机组的基本构成44

三、 风力发电机组的铭牌数据47

四、 风力机的基本原理和基本理论48

五、 风力发电的优越性55

任务实施56

任务二风力发电机组选型原则和容量选择61


目录
风力发电技术及应用

学习目标61

任务描述61

相关知识61

一、 风力发电机组选型的理论基础61

二、 风力发电机组选型的原则64

三、 风力发电机组的容量选择67

任务实施70

任务三风力发电机组主要部件选择73

学习目标73

任务描述73

相关知识73

一、 风力发电部件选型的技术分析73

二、 风力发电部件选择的主要经济指标分析74

三、 风力发电机组主要部件的选择74

任务实施81

知识拓展82

复习思考题84

项目三离网型风力发电系统的设计85

任务一认识离网型风力发电系统85

学习目标85

任务描述85

相关知识86

一、 离网型风力发电系统的组成86

二、 离网型风力发电系统的供电系统87

三、 离网型风力发电系统中的风力发电机组90

四、 离网型风力发电系统的优缺点91

任务实施91

任务二发电机的选择93

学习目标93

任务描述93

相关知识94

一、 发电机的结构和类型94

二、 离网型风力发电系统中使用的发电机98

任务实施102

任务三储能装置的选择104

学习目标104

任务描述105

相关知识105

一、 储能装置的种类及选用的原则105

二、常用蓄电池的种类及其主要性能参数110

三、 铅酸蓄电池的结构及工作原理114

四、 其他种类蓄电池121

任务实施124

任务四控制器、逆变器选型125

学习目标125

任务描述125

相关知识126

一、 离网运行风力发电系统控制器126

二、 逆变器129

任务实施135

任务五离网型风力发电系统的设计136

学习目标136

任务描述136

相关知识136

任务实施136

知识拓展139

复习思考题142

项目四并网运行风力发电系统控制技术143

任务一并网运行风力发电系统的构成143

学习目标143

任务描述143

相关知识143

一、 并网风力发电机组的组成143

二、 并网运行风力发电系统的主要形式145

任务实施147

任务二并网用风力发电机148

学习目标148

任务描述148

相关知识149

一、 恒速恒频发电系统中的发电机149

二、 变速恒频发电系统中的发电机150

三、 并网风力发电机的工作原理150

任务实施159

任务三并网运行风力发电系统控制技术159

学习目标159

任务描述160

相关知识160

一、 恒速恒频发电系统的并网控制160

二、 变速恒频发电系统的并网控制164

三、 并网的经济效益和需要注意的问题168

任务实施168

知识拓展169

复习思考题171

项目五风力发电机组的安装、运行与维护172

任务一风力发电机组的安装172

学习目标172

任务描述172

相关知识172

一、 风力发电机组安装前的准备工作172

二、 风力发电机组安装程序174

三、 风力发电机组安装计划与进度179

四、 风力发电机组安装安全措施180

任务实施181

任务二风力发电机组的安全运行182

学习目标182

任务描述182

相关知识182

一、 风力发电机组的工作状态182

二、 控制与安全系统安全运行的技术要求183

三、 自动运行的控制要求185

四、 变桨距风力发电机组的运行状态185

五、 安全运行的保护要求187

任务实施187

任务三风力发电机组的维护189

学习目标189

任务描述189

相关知识189

一、 风力发电机组常规检查189

二、 风力发电机组的日常故障检查处理190

三、 风力发电机组的年度例行维护192

四、 风力发电机组维护检修工作安全注意事项197

五、 维护检修条件准备199

任务实施199

知识拓展200

复习思考题203

项目六风力发电场建设204

任务一风力发电场的选址204

学习目标204

任务描述204

相关知识204

一、 风力发电场选址须考虑的基本要素205

二、 风力发电场宏观选址206

三、 风力发电场微观选址208

任务实施210

任务二风力发电机组实用排布软件认识211

学习目标211

任务描述211

相关知识211

一、 WAsP软件211

二、 Park软件214

三、 WindFarmer软件214

四、 Windsim软件214

五、 WindPro软件214

任务实施215

任务三风力发电机组的布置216

学习目标216

任务描述216

相关知识217

一、 风力发电机组尾流效应217

二、 风力发电机组的排列布置基本原则217

三、 风力发电机组的排列布置指导原则218

四、 风力发电机组排布实例218

任务实施220

任务四风力发电场的管理221

学习目标221

任务描述222

相关知识222

一、 生产指挥系统管理223

二、 安全管理223

三、 人员培训管理224

四、 生产运行管理225

五、 备品配件及工具的管理226

六、 风力发电场的经营管理227

七、 提高风力发电场综合经济效的技术措施228

任务实施229

知识拓展230

复习思考题235

附录236

附录A风力发电科技发展“十二五”专项规划236

附录B风力发电机组安装标准245

参考文献252

主要著译者顺序姓名学历职称学科专长通讯地址1曹莹研究生副教授风力发电技术工作单位南通纺织职业技术学院邮政编码226007电话0513-852380772 工作单位 邮政编码 电话 3 工作单位 邮政编码 电话 审校者（主审者） 学历 工作单位 邮政编码 电话 职称 工作单位 邮政编码 电话 曹莹，女，1972年生人，硕士研究生学历，副教授。现为南通纺织职业技术学院机电系教师，主要从事数字电子技术、风力发电技术的教学与科研工作，并指导学生进行电子技术、风力发电技术实训。曾发表《家用太阳能光伏发电系统设计》（独著）、《列管式换热器循环水泵变频调速控制系统》（第一作者）等数篇论文，并是一种基于zigbee技术的逆变器并联系统的专利发明人之一。

本书编者曾到风电场等相关企业进行了广泛而深入的专业调研，以新能源和风力发电技术等专业学生的就业为导向，充分突出课程的应用性和实践性。全书采用项目式编写体例，每个项目下设若干任务，学生通过完成具体的任务，掌握相关知识和技能。