能源和环境问题是当今世界面临的重大问题。煤、石油等常规能源不仅资源有限，而且易对环境造成污染。新能源和清洁能源具有可持续、清洁等特点，日益受到各国的重视，将成为未来能源的支柱。在各类新能源中，风能作为一种清洁的可再生能源，是目前可再生能源中应用技术相对成熟，并具备规模化和商业化发展前景的一种能源形式。 本书主要介绍风力发电技术的基本知识与应用，包括风与风能、风力机的空气动力学基础、风力机与风力发电机组、风力发电系统、储能装置、风力发电机组控制系统、互补运行发电系统、海上风电场、偏远地区供电系统等。通过学习，能对风力发电有个全面的了解。

本书是《光伏发电技术原理及工程应用》的姊妹本，是新能源应用技术系列之一，可作为应用型本科和高职高专风能与动力技术、机械制造、机电一体化、电气及其他相关专业学生的学习教材，也可作为相关教师和工程技术人员的参考用书，还可作为风力发电知识的普及读本。

能源和环境问题是当今世界面临的重大问题。煤、石油等常规能源不仅资源有限，而且易对环境造成污染。新能源具有可持续性、清洁等特点，日益受到各国的重视，将成为未来能源的支柱。在各类新能源中，风能作为一种清洁的可再生能源，是目前可再生能源中应用技术相对成熟，并具备规模化和商业化发展前景的一种能源形式。目前中国在风电发展方面继续领先，成为风电装机的*大市场。据国家能源局消息，目前中国风力发电装机总容量已突破3亿千瓦，占全国电源总装机比例约13%，发电量占全社会比例约7.5%。为了适应我国风电行业的迅猛发展对高技能型人才的需求，应用型本科和高职高专院校陆续设置了新能源应用技术等相关专业，或者在相关专业开设了新能源课程。在此背景下，我们编写了本书。本书主要介绍了风与风能、风力机的空气动力学基础、风力机与风力发电机组、风力发电系统、储能装置、风力发电机组的控制系统、互补运行发电系统、海上风电场、偏远地区供电系统等内容。在编写过程中，对各章节的内容做了较为合理的编排，内容全面，图文并茂，语言通俗易懂，方便教学。本书第1～9章由彭宽平编写，第10章由邹建华参与编写。本书由彭宽平统稿和定稿。本书在编写过程中得到了很多专家的指导和建议，在此表示衷心的感谢。由于编者水平有限，书中难免存在错误和不当之处，敬请广大读者批评指正。

彭宽平，武汉职业技术学院机电工程学院教授，担任机电一体化技术专业负责人。承担《电工电子技术》《液压与气动》电气CAD》《自动控制原理与系统》《MasterCAM基础与应用》《风力发电技术》等课程的教学。主编*国家规划教材《电工电子技术基础》，主编国家示范性高职机电类规划教材《MasterCAM基础与应用》，参编教材《电机与电气控制技术》。

第1章 绪论1



第2章 风与风能21

2.1 风的形成与特点22

2.2 风的测量31

2.3 风力发电场选址38



第3章 风力机的空气动力学基础44

3.1 风力机的基本理论45

3.2 风轮的空气动力特性48



第4章 风力机与风力发电机组56

4.1 风力机的类型57

4.2 水平轴风力机的结构及原理61

4.3 垂直轴风力机的结构及原理80



第5章 风力发电系统86

5.1 发电机87

5.2 风力发电系统的类型和特征89

5.3 并网运行93



第6章 储能装置99

6.1 蓄电池的种类及型号100

6.2 蓄电池的主要性能影响因素100

6.3 铅酸蓄电池105

6.4 其他种类的蓄电池108

6.5 其他形式的蓄能装置110

6.6 蓄电池组的串并联112

6.7 蓄电池容量的选择与计算113

6.8 蓄电池控制器115

6.9 控制系统对蓄电池充放电的控制机理117



第7章 风力发电机组的控制系统120

7.1 控制系统概述121

7.2 安全保护系统125

7.3 监控系统128

7.4 典型机组的控制131

7.5 控制系统的维护与故障分析135



第8章 互补运行发电系统137

8.1 风力-光伏互补发电系统138

8.2 风力-柴油互补发电系统145



第9章 海上风电场151

9.1 海上风电场的构成及特点152

9.2 海上风电场的建设155

9.3 海上风力发电的现状与前景157



第10章 偏远地区供电系统161

10.1 偏远地区的供电方式162

10.2 偏远地区的供电模式168



附录172

附录A 风电场场址选择技术规定173

附录B 风力发电场设计技术规范(DL/T 53832007)175

附录C 风电发展十三五规划180



参考文献192