wind energy generation modelling and control

### 风能发电：建模与控制 #### 背景介绍 《风能发电：建模与控制》一书由Wiley出版集团于2009年首次出版，是一本详细介绍风力发电系统设计、建模及控制策略的专业著作。本书作者包括Olimpo Anaya-Lara（斯特拉斯克莱德大学）、Nick Jenkins、Janaka Ekanayake（卡迪夫大学）、Phill Cartwright（罗尔斯·罗伊斯公司）以及Mike Hughes（伦敦帝国理工学院顾问），他们均在风能领域拥有丰富的研究经验和实践经验。 #### 内容概述 本书旨在为读者提供全面深入的理解风力发电系统的理论基础和技术细节，特别关注于风力发电机的建模方法和控制技术。以下是本书覆盖的一些关键知识点： 1. **风电场规划与设计**： - 风资源评估技术。 - 风电场选址考虑因素。 - 风电机组布置原则。 2. **风力发电机原理**： - 不同类型风力发电机的工作原理（如异步发电机、永磁同步发电机等）。 - 发电机效率分析。 - 发电机性能测试方法。 3. **风力发电系统的数学模型**： - 基于物理原理建立风力发电机的数学模型。 - 模型简化与线性化技术。 - 计算机模拟技术的应用。 4. **风力发电系统的控制策略**： - 功率调节机制。 - 最大功率点跟踪(MPPT)算法。 - 风速变化时的稳定控制方法。 - 并网运行条件下的频率与电压控制策略。 5. **风力发电并网技术**： - 风电并网标准与规定。 - 电力电子变换器在风电系统中的应用。 - 微电网中的风能集成问题。 6. **风电系统的故障诊断与维护**： - 风电机组常见故障类型及其原因分析。 - 故障预测与健康管理(FPHM)技术。 - 维护策略优化。 7. **案例研究与实践指导**： - 实际风电项目的分析与总结。 - 基于模型的控制技术在具体工程中的应用示例。 #### 技术细节解析 - **最大功率点跟踪(MPPT)**：为了提高风力发电系统的整体效率，MPPT算法被广泛应用。通过实时调整发电机的转速或负载来追踪最优工作点，从而确保即使在风速变化的情况下也能实现最大的能量捕获。 - **风速变化时的稳定控制**：针对风速变化引起的输出波动，本书介绍了多种稳定控制策略，包括但不限于滑模控制、模糊逻辑控制等高级控制方法。 - **电力电子变换器**：作为风电系统的关键组成部分之一，电力电子变换器负责将风力发电机产生的电能转换成适合电网接入的形式。书中详细讨论了不同类型的变换器及其适用场景。 #### 结论 《风能发电：建模与控制》是一本极具价值的参考书，不仅为学术研究人员提供了理论支持，也为工程技术人员提供了实际操作指南。通过对风力发电系统的全面解析，本书有助于推动风能领域的技术创新和发展，为可持续能源的未来贡献重要力量。无论是初学者还是专业人士，都能从本书中获得宝贵的知识和灵感。