Grid Integration of Wind Energy Conversion Systems

出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Heier, Siegfried

页数:446

译者:Waddington, Rachel

出版时间:2006-6

价格:1313.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780470868997

具体描述

Wind energy is a reliable, natural and renewable electrical power supply. The high installed capacity of today’s wind turbines and decreasing plant costs have shown that wind power can be competitive with conventional, more heavily polluting, fuels in the long term. Focusing on the electrical engineering aspects of wind energy, this completely revised edition provides a detailed treatment of electrical and mechanical components and their interdependency, power control and supervision in wind power plants, and the grid integration facility. The book incorporates all the recent technical developments in electrical power conversion systems and essential operating conditions. Provides guidelines for the design, construction and installation of wind power plants Presents the history of wind technology, wind resources and economics of wind energy generation Introduces operating results and cost considerations Describes the fundamental characteristics and theoretical tools of electrical and mechanical components Discusses conventional and new types of generators, converters and power electronics Offers a comprehensive treatment of grid integration including the effect of power fluctuations on harmonics Focuses on improved use of grid capacities and grid support for fixed-and variable-speed controlled wind power plants Outlines power conditioning and control systems to ensure the safe operation of plants Fully revised and updated, this new edition will continue to be the definitive resource for researchers and practitioners involved in the planning, installation and grid integration of wind turbines and power plants. The thorough approach will also prove highly beneficial to university students and practitioners in wind engineering, turbine design and manufacture and electrical power engineering.

用户评价

这本书的封面设计着实吸引人，那深邃的蓝色背景上点缀着模拟风力发电机叶片旋转的动态线条，一下子就勾起了我对新能源技术的好奇心。我记得拿到书的时候，那种厚重感和纸张的质感就让人觉得这不是一本泛泛而谈的科普读物，而是真正深入技术内核的专业著作。它似乎瞄准的是一个非常前沿且至关重要的领域——如何将风能这种波动性极强的可再生能源，平稳、高效地并入我们现有的电力基础设施之中。我猜想，这本书一定详尽地剖析了各种复杂的控制策略和电力电子技术，比如那些关于暂态稳定性和电压/频率控制的数学模型，没有这些硬核内容，谈何“集成”？我更期待看到书中如何处理电网侧的动态响应问题，毕竟风电场大规模接入后，对电网的惯量和阻尼支撑能力提出了前所未有的挑战。如果它能提供一些实用的案例研究，展示不同电网结构下，采用何种逆变器技术和高级控制算法能取得最优效果，那这本书的价值就无可估量了。

这本书给我的第一印象是，它绝非一本轻松的闲书，而更像是一本需要仔细研读、时不时要拿起笔在旁边做笔记的工具书。我猜测，它深入探讨了风电并网的“软”科学——即标准和规范。毕竟，要实现大规模集成，技术标准是基石。书中会不会详细阐述国际和国内的并网导则中，对风电场有功/无功功率的控制要求、爬坡速率限制，以及与其他发电机组的协调运行机制？我尤其感兴趣的是关于“一次调频”和“二次调频”的贡献。传统机组在电网频率波动时扮演着主要支撑角色，而风电并网后，如何通过变流器快速响应来协助维持电网频率的稳定，这中间的技术细节想必是本书的精华所在。如果能有章节专门对比不同风力机容量和电网强度下的控制参数整定方法，那就太棒了，这直接关系到工程实践的可行性。

这本书的价值，我想不仅在于罗列了已有的解决方案，更在于它对未来发展趋势的预判和探讨。随着储能技术和智能电网的深度融合，风电的“集成”概念正在被重新定义。我推测，这本书的后半部分或许会拓展到“风电-储能”混合系统的优化调度和控制上。如何利用电池储能系统来平滑风电的输出波动，甚至提供惯量支撑，将是未来电网运行的关键。此外，书中会不会触及到分布式能源管理系统（DERMS）中风电场的协调控制？如何在高渗透率场景下，利用先进的通信技术和分布式优化算法，实现成千上万个风电单元的“集群智慧”，共同维护电网的整体安全与经济性？如果能包含对这些未来挑战的深入思考和初步的模型构建，那么这本书的地位就不仅仅是参考手册，而更像是指引行业发展的灯塔了。

从整体的阅读体验来看，这本书散发着一种严谨的学术气息和高度的工程实用性相融合的独特气质。它似乎在努力弥合理论研究者与一线设计工程师之间的鸿沟。我猜想，书中一定有一部分内容聚焦于先进的“电网同步技术”，比如如何精确地实现虚拟同步发电机（VSG）的功能，使其在弱电网环境下也能表现出如同传统同步机般的稳定特性。这不仅仅是简单的电流或电压控制，而是对惯量和阻尼的物理模拟。此外，处理大规模风电并网带来的谐波抑制和功率质量问题也是不可或缺的一环。我期待看到作者如何运用现代信号处理技术和滤波器设计理论，确保并网点的电压和电流波形满足电能质量标准，尤其是在风速变化剧烈时，如何避免间歇性波动引发系统级的谐波共振。

阅读完这本书的目录结构，我立刻能感受到作者在知识体系构建上的深思熟虑。它似乎不是简单地罗列技术点，而是遵循着从基础理论到实际应用的逻辑链条进行展开。我想，开篇必然会回顾一下传统同步发电机与现代电力电子变流器在电网连接特性上的本质区别，这为后续讨论“集成”的难度奠定了理论基础。接着，我相信会有大篇幅聚焦于变流器的拓扑结构选择及其对电网特性的影响，尤其是那些能提供电网支撑功能（如无功补偿和短路容量模拟）的新型变流器技术。我特别关注“故障穿越能力”（Fault Ride-Through, FRT）这一章节，因为这直接关系到风电场在电网发生扰动时能否保持稳定运行，而不是盲目脱网。如果书中能提供清晰的数学推导和仿真结果来佐证不同控制策略下的FRT性能差异，那对于工程师来说简直是宝贵的参考资料。