前言

風能作為可再生能源中最具有經濟開發價值的清潔能源，具有蘊量大、分布廣、可再生、無污染等優點。世界主要國家均非常重視風電的開發利用，據報道，截至2015年年底，全球風電累計裝機容量達432GW。推進風資源的開發利用，建設風力發電工程符合我國能源發展戰略的需要。我國政府高度重視并鼓勵風電的開發利用，促進了我國風電事業連續、高速發展。2015年我國風電新增裝機容量30.5GW，約占全球新增風電裝機容量的45%，截至2015年年底，累計風電裝機容量達145.1GW，約占全球累計風電裝機容量的31%。

風電場電氣系統是風電技術的重要環節，隨著風電的迅速發展，需要更多的掌握風電知識的技術人員，特別是廣大從事風電相關研究、設計、安裝及運行維護的人員需要掌握風電場電氣系統方面的知識，因此，很多高校均陸續開設風電專業，社會上很多單位也開辦各種風電知識普及和風電專業基礎教育的培訓班。應對這些專業教育和培訓，雖然已有少量資料和文章介紹風電場電氣系統的相關知識，但仍缺少完整、系統的風電場電氣方面的專業書籍，特別是風電場集電系統、海上風電、風電線路施工等方面的教學用書。本書在風電場電氣系統理論分析的基礎上，結合我國多個風電場電氣系統設計、安裝和運行維護方面的經驗，翔實地講述風電場電氣系統的相關知識，供從事風電場電氣系統的技術人員學習。本書既可作為從事風力發電工作的各類技術人員學習、培訓教材，也可作為高等院校有關專業的教學參考用書。

全書共分11章。第1章介紹風電場電氣系統的基本概念；第2章分析風電場電氣主接線，主要介紹風電場電氣主接線基本形式、風電場升壓變電站電氣主接線以及典型的風電場電氣主接線實例；第3章進行風電場短路電流計算分析；第4章分析導體的發熱與選擇方法；第5章詳細介紹風電場主要電氣設備及其選擇，包括風力發電機、變壓器、高壓開關設備、電抗器和電容器、互感器、支柱絕緣子和穿墻套管、低壓電氣設備等；第6章講述風電場集電線路設計，包括場內架空集電線路、場內電纜集電線路等，并進行集電線路經濟成本與可靠性評估；第7章介紹風電場防雷與接地系統，包括風電機組、風電場升壓站和風電場集電線路的防雷與接地等；第8章講述風電場的控制與安全保護系統，包括風電場接入系統技術要求、風力發電的電氣控制系統、風電場有功功率控制、風電場系統安全、風電機組的運行維護技術和操作電源與中央信號系統等；第9章對海上風電場電氣系統進行詳細分析；第10章介紹風電場內集電線路及光纜線路施工技術；第11章介紹風電場無功補償技術。

本書第6章、第7章和第10章由中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司楊文斌編寫，第11章由中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司劉峰編寫，其余各章由河海大學馬宏忠以及江蘇省電力檢修公司陳濤濤編寫。全書由河海大學馬宏忠負責統稿。參加本書編寫工作的還有河海大學的黃春梅、張琳、崔楊柳、吳秋池，中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司的楊林剛、傅春翔、孫長江、施朝暉，中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司的田新、徐珊珊等。

感謝中國水利水電出版社李莉、湯何美子的大力支持，感謝河海大學鞠平、陳星鶯和鄭源等教授及河海大學能源與電氣學院相關老師的大力支持。

本書的研究工作得到國家自然科學基金51177039、51577050的資助，特此感謝。

本書編寫過程中參考了大量的文獻資料，對所引用的資料已盡可能列在書后的參考文獻中，但其中難免有所遺漏，特別是有些資料經反復引用，已很難查到原始出處，在此特向被遺漏參考文獻的作者表示歉意，并向所有文獻作者表示衷心的感謝。

由于能力與精力有限，書中內容仍有局限與欠缺之處，有待不斷充實與更新，衷心希望讀者不吝賜教。

編者

2017年1月