前言

风能作为可再生能源中最具有经济开发价值的清洁能源，具有蕴量大、分布广、可再生、无污染等优点。世界主要国家均非常重视风电的开发利用，据报道，截至2015年年底，全球风电累计装机容量达432GW。推进风资源的开发利用，建设风力发电工程符合我国能源发展战略的需要。我国政府高度重视并鼓励风电的开发利用，促进了我国风电事业连续、高速发展。2015年我国风电新增装机容量30.5GW，约占全球新增风电装机容量的45%，截至2015年年底，累计风电装机容量达145.1GW，约占全球累计风电装机容量的31%。

风电场电气系统是风电技术的重要环节，随着风电的迅速发展，需要更多的掌握风电知识的技术人员，特别是广大从事风电相关研究、设计、安装及运行维护的人员需要掌握风电场电气系统方面的知识，因此，很多高校均陆续开设风电专业，社会上很多单位也开办各种风电知识普及和风电专业基础教育的培训班。应对这些专业教育和培训，虽然已有少量资料和文章介绍风电场电气系统的相关知识，但仍缺少完整、系统的风电场电气方面的专业书籍，特别是风电场集电系统、海上风电、风电线路施工等方面的教学用书。本书在风电场电气系统理论分析的基础上，结合我国多个风电场电气系统设计、安装和运行维护方面的经验，翔实地讲述风电场电气系统的相关知识，供从事风电场电气系统的技术人员学习。本书既可作为从事风力发电工作的各类技术人员学习、培训教材，也可作为高等院校有关专业的教学参考用书。

全书共分11章。第1章介绍风电场电气系统的基本概念；第2章分析风电场电气主接线，主要介绍风电场电气主接线基本形式、风电场升压变电站电气主接线以及典型的风电场电气主接线实例；第3章进行风电场短路电流计算分析；第4章分析导体的发热与选择方法；第5章详细介绍风电场主要电气设备及其选择，包括风力发电机、变压器、高压开关设备、电抗器和电容器、互感器、支柱绝缘子和穿墙套管、低压电气设备等；第6章讲述风电场集电线路设计，包括场内架空集电线路、场内电缆集电线路等，并进行集电线路经济成本与可靠性评估；第7章介绍风电场防雷与接地系统，包括风电机组、风电场升压站和风电场集电线路的防雷与接地等；第8章讲述风电场的控制与安全保护系统，包括风电场接入系统技术要求、风力发电的电气控制系统、风电场有功功率控制、风电场系统安全、风电机组的运行维护技术和操作电源与中央信号系统等；第9章对海上风电场电气系统进行详细分析；第10章介绍风电场内集电线路及光缆线路施工技术；第11章介绍风电场无功补偿技术。

本书第6章、第7章和第10章由中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司杨文斌编写，第11章由中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司刘峰编写，其余各章由河海大学马宏忠以及江苏省电力检修公司陈涛涛编写。全书由河海大学马宏忠负责统稿。参加本书编写工作的还有河海大学的黄春梅、张琳、崔杨柳、吴秋池，中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司的杨林刚、傅春翔、孙长江、施朝晖，中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司的田新、徐珊珊等。

感谢中国水利水电出版社李莉、汤何美子的大力支持，感谢河海大学鞠平、陈星莺和郑源等教授及河海大学能源与电气学院相关老师的大力支持。

本书的研究工作得到国家自然科学基金51177039、51577050的资助，特此感谢。

本书编写过程中参考了大量的文献资料，对所引用的资料已尽可能列在书后的参考文献中，但其中难免有所遗漏，特别是有些资料经反复引用，已很难查到原始出处，在此特向被遗漏参考文献的作者表示歉意，并向所有文献作者表示衷心的感谢。

由于能力与精力有限，书中内容仍有局限与欠缺之处，有待不断充实与更新，衷心希望读者不吝赐教。

编者

2017年1月