海上风电机组技术
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作者葛铭纬
出版社电子工业出版社
ISBN9787121437014
出版时间2021-05
装帧精装
开本16开
定价125元
货号11665505
上书时间2024-12-23
商品详情
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作者简介
葛铭纬，博士，教授，现任华北电力大学新能源学院副院长。担任2020年国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”重点专项指南专家，中国可再生能源学会青委会副秘书长，IET RPG期刊Associate Editor，等职务。
目录
第1章 绪论
1.1 优选海上风电的发展与现状
1.1.1 海上风资源概况
1.1.2 优选海上风电的发展
1.1.3 靠前主要海上风电项目
1.2 中国海上风电的发展与现状
1.2.1 中国海上风浪条件概况
1.2.2 中国海上风电的发展
1.2.3 中国代表性的海上风电机组项目
1.3 海上风电机组技术
1.3.1 海上风电机组技术现状
1.3.2 靠前主要大型海上风电机组
1.3.3 中国目前主要的大型海上风电机组
参考文献
第2章 海上风电机组运行环境
2.1 台风
2.1.1 台风的形成条件
2.1.2 台风的结构
2.1.3 中国沿海地区台风气候特征
2.1.4 台风对风电机组设计的影响
2.2 海洋水文环境
2.2.1 海流
2.2.2 海浪
2.2.3 海冰
2.3 海洋地质
2.3.1 海洋沉积物
2.3.2 海域分类
2.4 其他海洋坏境
2.4.1 气候环境
2.4.2 盐雾
2.4.3 雷电
参考文献
第3章 海上风电机组设计技术
3.1 一体化设计
3.1.1 内容与意义
3.1.2 传统设计与一体化设计对比
3.1.3 优势与难点
3.1.4 应用
3.2 可靠性设计
3.2.1 概述
3.2.2 机械零部件可靠性设计
3.2.3 齿轮箱可靠性设计
3.2.4 发电机可靠性设计
3.2.5 变流器可靠性设计
3.2.6 展望
3.3 防台风设计
3.3.1 台风的基本特征
3.3.2 台风对风电机组造成的破坏
3.3.3 防台风设计技术
3.3.4 其他防台风措施
3.3.5 总结
3.4 防腐蚀设计
3.4.1 概述
3.4.2 腐蚀环境与腐蚀速率
3.4.3 防腐蚀设计形式
3.5 防雷设计
3.5.1 雷电的形成与危害
3.5.2 雷电破坏机理
3.5.3 防雷设计原则与定义
3.5.4 防雷击措施
3.5.5 防雷装置的检查和维护
参考文献
第4章 海上风电机组基础结构
4.1 海上风电机组基础结构种类
4.1.1 桩（承）式基础
4.1.2 重力式基础
4.1.3 桁架式导管架基础
4.1.4 多桩承台基础
4.1.5 桶式基础
4.1.6 漂浮式基础
4.2 海上风电机组基础设计
4.2.1 动力学设计
4.2.2 动力学方程数值解法
4.2.3 疲劳设计
4.3 基础防护设计
4.3.1 基础防撞设施
4.3.2 防冲刷防护处理措施
4.4 本章小结
参考文献
第5章 海上风电机组施工技术
5.1 海上风电机组基础结构施工
5.1.1 单桩基础施工
5.1.2 多桩基础施工
5.1.3 多桩承台基础施工
5.1.4 导管架式基础施工
5.1.5 重力式基础施工
5.1.6 浮式基础施工
5.1.7 桶式基础施工
5.1.8 各种基础施工的优缺点对比
5.2 海上风电机组安装施工
5.2.1 单叶式安装施工
5.2.2 兔耳式安装施工
5.2.3 三叶式安装施工
5.2.4 各种安装方式的优缺点对比
5.3 海上风电机组海缆施工
5.3.1 海缆及海缆附件的选择
5.3.2 海缆铺设施工装备
5.3.3 海缆铺设施工技术
5.4 本章小结
参考文献
第6章 海上风电机组运行和维护
6.1 可靠性的特征量
6.1.1 概率指标
6.1.2 寿命指标
6.1.3 可修复产品的维修指标
6.2 海上风电机组故障分类
6.2.1 叶片和变桨系统故障
6.2.2 主轴承故障
6.2.3 偏航系统故障
6.2.4 齿轮箱
6.2.5 发电机和变流器故障
6.2.6 其他故障
6.3 海上风电机组状态监测技术
6.3.1 用于状态监测的信号及检测技术
6.3.2 风电大数据平台
6.4 海上风电机组故障诊断技术
6.4.1 海上风电机组故障诊断技术概述
6.4.2 风电机组齿轮传动系统扭转振动模型及固有特性分析
6.4.3 风电机组齿轮传动系统振动响应分析
6.4.4 风电机组齿轮传动系统故障模型
6.4.5 风电机组传动链健康状态实时评价模型
6.5 海上风电场运维
6.5.1 天气因素
6.5.2 运维人员
6.5.3 备品备件
6.5.4 维护方法
6.5.5 海上交通方式
参考文献
第7章 海上风电对海洋的影响
7.1 对环境的影响
7.1.1 对物理环境的影响
7.1.2 对化学环境的影响
7.2 海上风电对生物的影响
7.3 融合发展新模式
7.3.1 海上风电+海洋牧场
7.3.2 海上风电+波浪能
7.3.3 海上风电+制氢、储氢
参考文献
第8章 海上风电机组标准及认证
8.1 概述
8.2 海上风电机组标准
8.2.1 通用的几类标准
8.2.2 海上风电机组标准的挑战
8.3 海上风电机组认证
8.3.1 风电机组认证的发展
8.3.2 海上风电机组型式认证
8.3.3 海上风电机组项目认证
8.4 风险评估
参考文献
内容摘要第1章绪论
1.1全球海上风电的发展与现状
海上风资源丰富，距离负荷中心近，不需要占用土地，已成为风力发电开发的重要方向。自1991年世界上第一座海上风电场在丹麦温讷比安装并投入运营以来，海上风电产业快速发展，海上风电机组技术不断进步。2009年，全球海上风电总装机容量仅占风电装机容量的1%。截至2020年底，该比例已提升至4.5%以上，风电机组单机容量也不断增大。2000年，全球陆上新增风电机组的平均单机容量为0.75~1MW，发展至2020年已达到2.9MW。2000
年，海上新增风电机组平均单机容量为1MW，2020年已经突破6MW。
据全球风能协会（GWEC）预测，2021-2025年期间，海上风电复合年增长率为31.5%，到2025年，新增风电装机容量可能会增加到2020年6.1GW的4倍，全球海上风电市场将增加70GW以上[1]。在新兴市场扩张和全球能源转型加速的支撑下，海上风电将在全球风电市场的整体增长中发挥越来越重要的作用。
1.1.1海上风资源概况
相比陆上，海上风资源得天独厚，风速较高且稳定，优势主要表现在以下几个方面：（1）海上风资源更为丰富，根据已经建成的海上风电场运行数据，离岸距离为10km的海上风电场，其风速通常比沿岸陆上高25%左右；（2）海上风况湍流强度较小，主导风向比较稳定，可显著降低风电机组承受的疲劳载荷，增加风电机组的运行寿命；（3）海面粗糙度较小，风电场风切变更小，在设计风电机组时可采用较低的塔架，使成本得到降低。
在全球尺度上，美国国家可再生能源实验室利用QuikSCAT卫星的洋面风散射数据，结合美国国家大气研究中心（NCAR）和美国气象环境预报中心（NCEP）联合发布的NCAR/NCEP再分析资料和海上观测站资料，模拟出了全球海上50m高度的风资源分布。经分析：赤道附近，处于赤道无风带，风速最小；南北回归线附近，属于信风带，风速大；南北半球纬度30°左右，属于副热带无风带，风速相对较小；纬度更高一些的区域，属于盛行西风带，风速普遍很大，如欧洲北海地区，风速较大，盛行西风，南半球纬度为40°～60°之间的咆哮西风带，常年刮极强的西风；两极地区，属于极地东风带，风速也比较大。
从大气环流的角度来看，全球海上风资源的分布与全球气压带和风带的分布虽然密切相关，但在具体海域，由于受区域气候（如季风、海陆风等）和地形（狭管效应、岬角效应、海岸效应等）的影响，风资源呈局地性规律，如我国台湾海峡，受狭管效应的影响，经常出现东北或西南方向的大风。南非的好望角，由于陆地向海中凸出，造成气流辐合，流线密集，形成岬角效应，因此经常出现极高风速等恶劣状况。
英国卢瑟福·阿普尔顿实验室和丹麦RISO实验室利用NCAR/NCEP再分析资料和欧洲各国的海洋观测资料，采用WASP模型推算，得出了欧洲50m高度的海上风资源分布。结果显示，在欧洲的三个主要海域（北海、波罗的海和地中海）中，风资源最丰富的海域为北海，其大部分地区的年平均风速超过9m/s，越靠西，风速越大，如在英国的西海岸，有些海域的平均风速可达10m/s以上；波罗的海的风资源也较为丰富，平均风速为8m/s左右；地中……
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精彩内容
近年来，我国海上风电发展迅速，大量海上风电场投入运行。本书从海上风电机组这一核心发电设备入手，针对海上特有的风浪流耦合环境和地质条件，简要介绍海上风电机组设计技术、海上风电机组基础结构、海上风电机组施工技术、海上风电机组运行和维护、海上风电机组标准及认证等内容。 本书包含海上风电发展现状和海上风电机组运行环境等背景知识，以海上风电机组的设计、施工及运行和维护为主线进行系统介绍，可作为大学工科专业本科生和研究生学习海上风电机组的参考书，也可作为风电工程技术人员的参考书，部分内容也可作为大众科普读物。
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