风力发电的模拟与控制

　　译者序
　　原书前言
　　缩略语与物理量符号
　　第1章 风力发电
　　1.1 风电场
　　1.2 风力发电系统
　　1.2.1 风力机
　　1.2.2 风力机的结构
　　1.3 风电机组与常规发电厂的比较
　　1.3.1 局部影响
　　1.3.2 系统范围的影响
　　1.4 电网法规关于风电接入的相关规章
　　参考文献
　　第2章 风电机组中的电力电子技术
　　2.1 用于FSIG风电机组的软起动器
　　2.2 电压源变流器（VSC）
　　2.2.1 两电平VSC
　　2.2.2 方波运行
　　2.2.3 基于载波的PWM（CB-PWM）
　　2.2.4 开关频率最优PWM（SFO-PWM）
　　2.2.5 规则与不规则采样PWM（RS-PWM与NRS-PWM）
　　2.2.6 特定谐波消去PWM（SHEM）
　　2.2.7 电压空间矢量开关模式（SV-PWM）
　　2.2.8 滞环开关模式
　　2.3 VSC在变速系统中的应用
　　2.3.1 采用二极管桥的VSC
　　2.3.2 背靠背VSC
　　参考文献
　　第3章 同步发电机的模拟
　　3.1 同步发电机的结构
　　3.2 同步发电机的气隙磁场
　　3.3 同步发电机的线圈表示
　　3.4 dq坐标系下的发电机方程
　　3.5 稳态运行
　　3.6 具有阻尼绕组的同步发电机
　　3.7 非降阶模型
　　3.8 降阶模型
　　3.9 大型同步发电机的控制
　　3.9.1 励磁控制
　　3.9.2 原动机控制
　　参考文献
　　第4章 基于定速感应发电机（FSIG）的风电机组
　　4.1 感应电机结构
　　4.1.1 笼型转子
　　4.1.2 绕线转子
　　4.2 稳态特性
　　4.3 用于风力发电的FSIG结构
　　4.3.1 双速运行方式
　　4.3.2 可变转差率运行
　　4.3.3 无功补偿设备
　　4.4 感应电机的模拟
　　4.4.1 FSIG的一个暂态电抗后的电势模型
　　4.5 FSIG风电机组的动态性能
　　4.5.1 小扰动
　　4.5.2 电网故障期间的性能
　　参考文献
　　风力发电的模拟与控制目录
　　第5章 基于双馈感应发电机（DFIG）的风电机组
　　5.1 DFIG的典型结构
　　5.2 稳态特性
　　5.2.1 稳态下的有功功率关系
　　5.2.2 运行状态矢量图
　　5.3 最优风功率捕获控制
　　5.4 DFIG的控制方案
　　5.4.1 电流模式控制（PVdq）
　　5.4.2 转子磁链幅值和相角控制
　　5.5 动态性能评估
　　5.5.1 小干扰
　　5.5.2 电网故障时的性能
　　参考文献
　　第6章 基于全功率变流器（FRC）的风电机组
　　6.1 基于同步发电机的FRC风电机组
　　6.1.1 直驱式风电机组的发电机
　　6.1.2 永磁同步发电机与电励磁同步发电机
　　6.1.3 永磁同步发电机
　　6.1.4 风电机组控制和动态性能评估
　　6.2 基于感应发电机的FRC型风电机组
　　6.2.1 稳态性能
　　6.2.2 FRC-IG风电机组的控制
　　6.2.3 FRC-IG风电机组的性能特性
　　参考文献
　　第7章 风轮动态性能对风电机组运行的影响
　　7.1 叶片的弯曲动态
　　7.2 三质块模型的推导
　　7.3 等效两质块模型
　　7.4 FSIG和DFIG风电机组性能的评估
　　参考文献
　　第8章 风电场对电网动态性能的影响
　　8.1 动态稳定性及其评估
　　8.2 同步发电机的动态特性
　　8.3 同步发电机的同步功率和阻尼功率模型
　　8.4 自动电压调节器对阻尼的影响
　　8.5 发电机运行状态对阻尼的影响
　　8.6 调速器对发电机运行的影响
　　8.7 暂态稳定性
　　8.8 电压稳定性
　　8.9 通用测试系统
　　8.10 发电机类型对电网动态稳定性的影响
　　8.10.1 发电机2为同步发电机
　　8.10.2 发电机2为基于FSIG的风电场
　　8.10.3 发电机2为基于DFIG的风电场（PVdq控制）
　　8.10.4 发电机2为基于DFIG的风电场（FMAC控制）
　　8.10.5 发电机2为基于FRC的风电场
　　8.11 风电场与系统的动态相互作用
　　8.11.1 FSIG对系统阻尼的影响
　　8.11.2 DFIG对系统阻尼的影响
　　8.12 风力发电对系统暂态性能的影响
　　8.12.1 发电机2为同步发电机
　　8.12.2 发电机2为FSIG风电场
　　8.12.3 发电机2为DFIG风电场
　　8.12.4 发电机2为FRC风电场
　　参考文献
　　第9章 电力系统稳定器与风电场的系统阻尼能力
　　9.1 用于同步发电机的电力系统稳定器
　　9.1.1 要求和功能
　　9.1.2 同步发电机的PSS及对发电机性能的影响
　　9.2 用于DFIG的电力系统稳定器
　　9.2.1 要求和功能
　　9.2.2 DFIG-PSS及其对性能的影响
　　9.3 用于FRC风电场的电力系统稳定器
　　9.3.1 要求和功能
　　9.3.2 FRC-PSS及其对性能的影响
　　参考文献
　　第10章 风电场接入电力系统
　　10.1 无功补偿
　　10.1.1 静止无功补偿器（SVC）
　　10.1.2 静止同步补偿器（STATCOM）
　　10.1.3 STATCOM与FSIG的稳定性
　　10.2 高压交流接入
　　10.3 高压直流接入
　　10.3.1 LCC-HVDC
　　10.3.2 VSC-HVDC
　　10.3.3 多端HVDC
　　10.3.4 高压直流输电--机会和挑战
　　10.4 海底电网设计实例
　　10.4.1 Beatrice海上风电场
　　10.4.2 陆上电网连接点
　　10.4.3 技术分析
　　10.4.4 成本分析
　　10.4.5 推荐的连接点
　　参考文献
　　第11章 应对系统故障的风电机组控制
　　11.1 风电机组对频率调节的影响
　　11.1.1 频率控制
　　11.1.2 风电机组的转动惯量
　　11.1.3 快速一次响应
　　11.1.4 慢速一次响应
　　11.2 故障穿越（FRT）
　　11.2.1 FSIG机组
　　11.2.2 DFIG机组
　　11.2.3 FRC机组
　　11.2.4 VSC-HVDC用于连接FSIG风电场
　　11.2.5 VSC-HVDC用于连接FRC风电场
　　参考文献
　　附录
　　附录A 状态空间概念和模型
　　附录B 特征值与特征矢量概论
　　附录C 状态方程的线性化
　　附录D 通用测试系统模型的参数

　　    气候变化和能源供给已越来越引起人们的关注，世界范围内风力发电已成为电能的一个重要来源。现代风电机组采用先进的电力电子技术实现了对发电机的有效控制，并保证了其与电力系统运行的相容性。由徐政编译的这本《风力发电的模拟与控制》描述了大型风电机组中发电机和电力电子系统的基本原理和建模方法，同时讨论了它们怎样与电力系统相互作用以及风电机组对电力系统运行和稳定性的影响。