随着世界经济特别是工业化的快速发展,全球能源、环境、气候变化问题日益突出,已成为各国面临的共同挑战。
《大规模非并网风电系统理论与实践》一书试图以风资源为突破口,撬动高耗能工业低碳化、煤炭利用清洁化、淡化水资源可持续和多能源协同供电系统分布化的杠杆,推动中国和世界经济向低碳化、可持续化发展。
目录
前言 \ 1
序一 \ 1
序二 \ 3
序三 \ 7
Preface Three \ 13
第一章 快速发展期的中国风电 \ 1
第一节 中国风电发展的现状和展望 \ 2
一、中国风电发展的现状 \ 2
二、中国风能资源价值评估与开发阶段划分研究 \ 17
三、中国风电发展目标分析与展望 \ 26
第二节 中国风电发展亟待解决的问题 \ 35
一、中国发展风电与西方发达国家的背景差异 \ 35
二、中国发展风电需解决的认识误区 \ 38
三、走符合国情的风电发展特色之路 \ 41
第二章 非并网风电理论体系 \ 48
第一节 非并网风电理论起源 \ 48
一、利用风能资源开发苏北滩涂 \ 48
二、沿海地区风能立体蒸发制盐的研究 \ 53
第二节 非并网风电理论内涵 \ 57
一、非并网风电系统的内涵 \ 57
二、非并网风/网协同智能供电耦合关系 \ 61
三、非并网多能源协同供电系统运行规律 \ 67
四、非并网风电系统的仿真模型 \ 69
第三节 风电非并网接入模型构建 \ 72
一、发展风电非并网接入的必要性 \ 72
二、风电非并网接入技术的运行机理 \ 73
三、风电等新能源非并网接入的模型分析 \ 74
第四节 非并网风电产业体系应用前景分析 \ 75
一、风电淡化海水的战略需求与前景 \ 76
二、煤炭清洁化与风煤多能源系统的协同发展 \ 76
三、风电采油实现节能减排 \ 78
四、风电铝一体化突破高载能产业发展瓶颈 \ 78
第五节 非并网风电理论发展的前景和意义 \ 79
一、对世界风电创新发展的意义 \ 79
二、我国发展非并网风电的战略意义 \ 82
三、发展非并网风电对其他国家的借鉴意义 \ 87
第三章 非并网风电理论在电解工业的应用探索 \ 96
第一节 非并网风电电解铝系统 \ 96
一、非并网仿真风电铝电解可行性试验研究 \ 96
二、非并网风电电解铝模型建立与实验分析 \ 104
三、非并网风电电解铝应用研究 \ 119
四、非并网风电用于铝电解的运行机理分析 \ 124
五、大规模非并网风电有色冶金产业基地空间布局研究 \ 130
第二节 非并网风电氯碱系统 \ 137
一、非并网风电就用于氯碱工业的可行性试验研究 \ 138
二、非并网风电氯碱试验系统开发 \ 145
三、非并网风电氯碱化工产业基地布局研究 \ 150
四、江苏非并网风电氯碱产业基地建设研究 \ 166
第三节 非并网风电制氢系统 \ 168
一、非并网风电应用于水电解制氢可行性试验研究 \ 168
二、非并网风电制氢系统工业性试验研究 \ 173
三、非并网风电制氢系统的控制与优化 \ 178
四、江苏非并网风电规模化制氢产业基地建设研究 \ 184
五、京沪沿海氢能高速公路示范区发展战略研究 \ 187
第四章 非并网多能源协同供电的示范应用 \ 201
第一节 非并网风电海水淡化系统 \ 201
一、新型风电海水淡化系统研究 \ 201
二、大规模海上风电海水淡化系统研究 \ 205
三、风电海水淡化工业性试验研究 \ 209
四、大规模非并网风电海水淡化基地布局研究 \ 216
第二节 非并网风电油田供电系统 \ 223
一、风网互补智能供电系统研究 \ 223
二、风网互补智能供电系统在油田示范应用 \ 226
三、风(光)网互补系统在油田的应用 \ 230
第三节 非并网风电协同供电系统的其它应用 \ 233
一、风沼电一体化发电供气系统 \ 233
二、非并网风电与大规模蓄电相结合 \ 237
三、非并网风电远距离大规模输水工程探索 \ 243
第五章 风/煤多能源系统 \ 248
第一节 风电煤化工一体化系统 \ 248
一、风/煤多能源系统研究 \ 248
二、风/煤制甲醇集成系统 \ 252
三、风/煤制乙二醇集成系统 \ 258
第二节 风电煤清洁利用系统 \ 262
一、风/煤制天然气集成系统 \ 263
二、风/煤液化制油集成系统 \ 266
三、风/煤多能源系统的环境效益研究 \ 269
第六章 非并网风力发电系统 \ 274
第一节 新一代非并网风力机组 \ 274
一、大型风力机组功率控制的方法 \ 274
二、非并网风力发电机组运行原理 \ 275
第二节 定桨距风轮气动特性的转速控制研究 \ 277
一、定桨距风轮三维失速机理及其气动性能 \ 278
二、定桨距风轮转速控制模型及设计方法 \ 281
第三节 低速直驱双凸极发电机研究 \ 287
一、双凸极无刷直流发电机应用在风电方面的基石理论 \ 288
二、大功率双凸极发电机低速运行提高功率密度和效率的方法 \ 293
三、双凸极发电机转矩与转速的控制机理研究 \ 296
四、双凸极电机的实验验证方法及试验研究 \ 305
第四节 非并网风力发电系统控制研究 \ 313
一、风力发电系统的结构与模型 \ 313
二、风力发电系统的功率控制 \ 317
三、风力机模拟技术 \ 341
四、风力发电系统的风洞实验研究 \ 347
第五节 风力机气固耦合振动问题研究 \ 353
一、风力机气固耦合振动分析方法 \ 353
二、风力机故障实验研究及其状态监测系统的开发 \ 358
三、风力发电机组故障信号分析方法 \ 378
第七章 非并网风电产业体系与政策体系 \ 386
第一节 非并网风电产业体系 \ 386
一、大规模非并网风电产业体系构建的思路与原则 \ 386
二、大规模非并网风电产业体系图谱 \ 389
第二节 非并网风电产业指标体系 \ 395
一、非并网风电产业综合经济效益评价指标体系 \ 395
二、大规模非并网风电适宜产业的选择评价指标体系 \ 405
三、非并网风电产业集群绩效评价指标体系 \ 412
第三节 非并网风电投融资体系 \ 417
一、风电投融资分析 \ 417
二、非并网风电产业投资机遇分析 \ 420
三、非并网风电产业投资风险对策分析 \ 420
第四节 非并网风电政策体系 \ 422
一、政府引导下的非并网风电产学研究创新联盟 \ 423
二、促进非并网风电产业发展的政策体系 \ 427
三、以特色产业基地推进大规模非并网风电产业发展 \ 430
第八章 我国主要非并网风电产业基地建设的区域分布及建设规划 \ 433
第一节 长江三角洲地区风能资源开发与大规模非并网风电产业基地建设 \ 433
一、长三角地区风能资源及空间分布特点 \ 433
二、长三角地区风能资源开发和非并网电基地建设现状及问题 \ 436
三、长三角地区大规模非并网风电产业基地建设条件与前景 \ 439
四、长三角地区大规模非并网风电与高耗能无碳型产业基地建设 \ 441
五、长三角地区大规模非并网风电产业基地建设的对策建议 \ 445
第二节 环渤海地区风能资源开发与大规模非并网风电产业基地建设 \ 447
一、环渤海地区风能资源的空间分布与开发利用价值评估 \ 447
二、环渤海地区风能资源开发利用及风电产业发展现状 \ 450
三、环渤海地区大规模非并网风电产业基地布局的适宜性分析 \ 454
四、环渤海地区大规模非并网风电与高耗能无碳型产业基地建设目标 \ 456
第三节 西北地区风能资源开发与大规模并网及非并网风电产业基地建设 \ 459
一、西北地区风能资源开发利用的价值评估 \ 460
二、西北地区风电产业发展现状与发展前景 \ 462
三、西北地区大规模并网与非并网风电及高耗能无碳型产业基地建设 \ 467
四、西北地区风能资源开发和并网及非并网风电产业发展的政策措施 \ 471
第四节 中部崛起中的风能资源开发与非并网风电产业发展重点研究 \ 472
一、中部地区风能资源的空间分布与开发利用价值评估 \ 473
二、中部地区风能资源开发利用现状及存在的问题分析 \ 476
三、中部地区并网与非并网风电产业发展目标与重点区域 \ 480
四、中部地区风能资源开发与风电产业发展对策 \ 485
第五节 珠江三角洲地区大规模并网与非并网风电产业基地建设 \ 487
一、资源基础 \ 488
二、优势与机遇 \ 489
三、基本态势与挑战 \ 494
四、发展目标与基地建设构想 \ 498
第九章 海上风电场与非并网风电技术利用 \ 502
第一节 海上风电的发展和展望 \ 502
一、发展海上风电的优势 \ 502
二、海上风电发展的现状 \ 503
三、我国海上风电的发展面临的问题 \ 505
第二节 海上风电的投资与建设 \ 508
一、欧洲(丹麦)海上风电场概况及建设经验 \ 508
二、海上风电的技术和投资分析 \ 515
三、大规模非并网风电海上风电场建设运行体系 \ 517
第三节 打造中国海上“风电三峡” \ 523
一、长三角洲海辐射沙洲建设海上“风电三峡” \ 523
二、应用于大规模海上风电的非并网风电系统 \ 526
三、长三角海上“风电三峡”建设现状 \ 529
四、推动海上“风电三峡”建设的政策建议 \ 532
附录 \ 537
附录1:国家“973”计划“非并网风电”项目验收汇报材料 \ 537
附录2:国家“973”计划“非并网风电”项目课题结题验收会 \ 548
附录3:国家“973”计划“非并网风电”项目团队 \ 549
附录4:非并网风电铝电解试验与评审 \ 552
附录5:非并网风电制氯碱试验 \ 556
附录6:非并网风电制氢试验与评审 \ 558
附录7:非并网风电海水淡化试验与评审 \ 562
附录8:非并网风电抽油试验与评审 \ 566
附录9:非并网风电海水淡化—制氢—氢能汽车系统评审 \ 569
附录10:向国家科技部、中国工程院汇报非并网风电淡化海水产业项目 \ 571
附录11:国家发展和改革委员会文件 \ 612
附录12:能源4.0:重塑经济结构 \ 618
附录13:国家“973”计划大规模非并网风电项目研究成果介绍 \ 625
附录14:能源4.0:产业能源互联网 \ 647
附录15“爱戴恩师 昌辉永照 \ 671
参考文献 \ 681
后记 \ 689