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第一部分 海上风能和海上风电场选址介绍 3

第1章 海上风能介绍 3

1.1 风能 3

1.2 海上风电场 4

1.3 能量成本 4

1.4 风电机组 5

1.5 争议问题 6

缩略语 6

参考文献 7

第2章 海上风电场建设和运行的经济学研究 8

2.1 引言 8

2.2 投资成本 9

2.3 运行费用 13

2.4 海上风电场的主要经济驱动因素 14

2.5 单位电量成本 17

2.6 未来海上风电的成本 19

2.7 结论 20

缩略语 21

参考文献 22

第3章 海上风电场的风资源：特点与评估 23

3.1 风资源评估的关键事项 23

3.2 海上风资源环境的性质 24

3.3 重要数据参数 27

3.4 观测方法 30

3.5 建模方法 35

3.6 未来趋势 40

缩略语 40

参考文献 43

第4章 测量海上风况的遥感技术 47

4.1 引言 47

4.2 传统方法 48

4.3 基于表面的遥感技术 50

4.4 星载RS 60

4.5 案例研究——近海风电场项目 61

4.6 未来趋势 63

缩略语 63

参考文献 65

第二部分 海上风电机组主要组件和设计 69

第5章 海上风电机组叶片材质的研发 69

5.1 对叶片材质的主要要求 69

5.2 叶片设计过程中测试材料和结构的作用 73

5.3 关于材料选择和叶片设计的案例研究 74

5.4 未来趋势 79

缩略语 82

变量 82

参考文献 83

第6章 海上风电机组叶片的设计 85

6.1 引言 85

6.2 空气动力学 86

6.3 材料 91

6.4 结构设计 98

6.5 制造 104

缩略语 105

变量 106

参考文献 109

第7章 海上风电机组齿轮箱设计及传动系动力学分析 110

7.1 引言 110

7.2 WTGS齿轮箱设计——概念阶段 112

7.3 WTGS齿轮箱设计——研发阶段 117

7.4 WTGS齿轮箱设计——生产阶段 119

7.5 动力传动系统动态分析 121

7.6 总结 125

缩略语 125

参考文献 127

第8章 海上风电机组发电机的设计 129

8.1 发电机设计的关键问题 129

8.2 电机的类型和操作原理 133

8.3 发电机的实际设计与制造 142

8.4 海上风电机组发电机的选择 145

8.5 海上风力发电机的未来趋势 149

缩略语 151

参考文献 153

第9章 电力电子部件建模 155

9.1 概况 155

9.2 半导体元件和开关电子管 156

9.3 滤波电感器 166

9.4 滤波电容器 171

9.5 评价手段和设计方法 175

9.6 1MW的2L-VSC的计算案例 188

缩略语 199

变量 199

参考文献 204

第10章 海上风电机组塔架的设计 206

10.1 简介 206

10.2 塔架功能及类型 207

10.3 参考标准 213

10.4 螺旋设计过程和负荷分析 218

10.5 壳体和法兰尺寸 232

10.6 辅材、其他结构细节和涂层 243

10.7 优化考虑 250

10.8 结束语 260

缩略语 261

变量 264

希腊符号列表 268

参考文献 270

第11章 漂浮式海上风电机组的设计 277

11.1 介绍 277

11.2 漂浮式海上风电机组设计：主要预备步骤 279

11.3 漂浮式海上风电机组设计的关键问题 284

11.4 总结：案例研究 288

11.5 未来趋势 290

缩略语 291

变量 292

参考文献 294

第三部分 海上风电场并网 299

第12章 海上风电场阵列 299

12.1 海上风电场阵列的基础 299

12.2 设计原则 299

12.3 主要内容 300

12.4 拓扑结构 305

12.5 变流器连接方式和集电装置设计 306

12.6 风电场尾流布局——尾流效应 313

12.7 控制目标 314

12.8 集电装置的设计过程 314

缩略语 316

参考文献 318

第13章 连接海上风电机组和陆上设施的电缆 320

13.1 介绍 320

13.2 海上风电场电缆 320

13.3 海上电缆的安装、保护和挑战 325

13.4 悬浮风电机组和变电所的动态电缆 329

13.5 海底电缆的机械特性 330

13.6 海上风电场展望 333

缩略语 334

参考文献 336

第14章 海上风电机组与陆上电网的并网 338

14.1 介绍 338

14.2 风电场集电系统 338

14.3 海上风电输电系统 340

14.4 电压源换流器 342

14.5 未来海上风力发电输电计划的发展 347

14.6 总结 349

缩略语 349

参考文献 351

第15章 海上风电场储能 354

15.1 介绍 354

15.2 储能技术 356

15.3 展示性案例研究：位于澳大利亚Rhodes岛和希腊Astypalaia岛的S-PSS 363

15.4 结论 375

缩略语 376

参考文献 377

第16章 水电的灵活性与输电网络拓展以支持海上风电的并网 380

16.1 介绍 380

16.2 技术 381

16.3 总结案例学习 384

16.4 具体情况 385

16.5 总结 390

16.6 结论 398

缩略语 399

参考文献 401

第四部分 海上风电场的安装和运营 405

第17章 海上风电场的装配、运输、安装和调试 405

17.1 引言 405

17.2 部件交付 405

17.3 陆上装配 406

17.4 海上运输 407

17.5 海上安装 408

17.6 测试和调试 412

17.7 结论和展望 414

缩略语 416

参考文献 417

第18章 海上风电机组的状态监控 418

18.1 海上风电机组可靠性 418

18.2 海上风电机组运营和维护所面临的挑战 420

18.3 海上风电机组状态监控技术 421

18.4 海上风电机组状态监控系统 424

18.5 用于风电机组状态监控的信号处理技术 432

18.6 风电机组状态监控的现有问题和未来趋势 434

缩略语 435

参考文献 437

第19章 海上风电场的健康和安全 441

19.1 介绍 441

19.2 法律框架 441

19.3 安全管理系统 442

19.4 计划、执行、检查、处理 442

19.5 海上可再生能源产业 443

19.6 计划 443

19.7 执行 445

19.8 检查 449

19.9 处理 450

19.10 展望 450

19.11 结论 451

缩略语 451

第20章 海上风电机组基础分析和设计 453

20.1 海上风电机组结构体的基础选择 453

20.2 海上基础的载荷系统 454

20.3 海上风电机组单桩基础的一般情况 456

20.4 海上设计规范和方法 457

20.5 单桩—土壤性能调查 457

20.6 海上风电机组基础设计 460

20.7 未来展望和研究需要 462

缩略语 463

变量 463

参考文献 465

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