本书以风力发电机和叶轮为研究对象，详细介绍了双馈风力发电系统和永磁风力发电系统的基本理论、仿真模型和实验平台的构建方法、风力发电机和叶轮故障诊断的研究基础、机组大型化发展趋势下风速时空分布模型的建立和仿真、考虑风速时空分布的叶轮故障影响分析、考虑风速时空分布的风力发电机常见机电故障（如匝间短路、气隙偏心故障等）影响分析、海上风浪耦合下的风电机组故障诊断技术和考虑机组控制策略的风电机组故障诊断技术等，本书内容在一定程度上完善了大型风力发电机组的故障诊断理论体系。本书对于从事风力发电相关开发及研究的广大高校师生，特别是风电机组设计、故障诊断技术领域内学习的研究生有一定的帮助；对于从事风力发电产品的生产设计、监测和运维管理的研究人员、工程技术人员，也有重要的学习和参考价值。

第1章 绪论
1.1 背景及意义
1.2 风力发电系统
1.2.1 典型机组结构
1.2.2 叶轮
1.2.3 风力发电机
1.2.4 机组相关控制策略
1.3 本章小结
第2章 双馈风力发电系统建模设计及仿真
2.1 引言
2.2 风力机空气动力学模型
2.2.1 风力机空气动力学理论
2.2.2 叶片气动力学
2.3 机械结构力学模型
2.3.1 机舱塔座振动模型
2.3.2 传动链模型
2.4 双馈风力发电机及其控制模型
2.4.1 DFIG数学模型
2.4.2 DFIG机侧变流器控制策略
2.4.3 DFIG网侧变流器控制模型
2.5 双馈风电机组仿真模型验证分析
2.5.1 阶跃风速仿真
2.5.2 无功功率阶跃仿真
2.6 本章小结
第3章 永磁风力发电系统建模设计及仿真
3.1 永磁风力发电系统
3.2 永磁风力发电机及控制模型
3.2.1 PMSG的数学模型
3.2.2 PMSG的并网运行控制
3.3 永磁风电机组仿真模型验证分析
3.3.1 恒定风速仿真
3.3.2 阶跃风速下的仿真分析
3.4 本章小结
第4章 风电机组实验平台设计
4.1 引言
4.2 实验平台设计
4.2.1 实验平台系统配置
4.2.2 发电机故障方案设计
4.3 双馈风力发电机组故障模拟平台简介
4.3.1 整体结构
4.3.2 实验结果
4.4 本章小结
第5章 等效风速建模及其空间分布
5.1 引言
5.2 等效风速建模
5.2.1 风剪切
5.2.2 塔影效应
5.2.3 等效风速模型
5.3 等效风速的空间分布
5.3.1 仿真数据
5.3.2 等效风速空间分布的数值模拟
5.4 等效风速空间分布的参数影响分析
5.4.1 叶轮半径R对Weq的影响
5.4.2 塔筒高度H对Weq的影响
5.4.3 塔筒半径a对Weq的影响
5.4.4 悬垂距离x对Weq的影响
5.4.5 风剪切指数α对Weq的影响
5.4.6 叶片数目n对Weq的影响
5.5 本章小结
第6章 风力发电机及叶轮故障诊断研究基础
6.1 引言
6.2 风力发电机常见故障及机理
6.3 风力发电机常用故障诊断方法
6.4 基于信号处理的诊断方法
6.4.1 气隙偏心故障
6.4.2 匝间短路故障
6.4.3 绕组不对称故障
6.4.4 轴承故障
6.4.5 退磁故障
6.5 叶轮故障及诊断研究基础
6.5.1 叶轮不平衡故障
6.5.2 叶轮其他故障
6.6 本章小结
第7章 考虑风速时空分布的风力发电机故障分析
7.1 引言
7.2 等效风速模型
7.2.1 等效风速模型的傅里叶拟合方法
7.2.2 考虑湍流的等效风速模型
7.3 双馈发电机定子绕组故障分析
7.3.1 定子绕组匝间短路故障特征分析
7.3.2 定子绕组匝间短路故障仿真分析
7.3.3 定子绕组匝间短路故障实验分析
7.3.4 总结与讨论
7.4 双馈发电机转子绕组故障分析
7.4.1 转子绕组故障特征分析
7.4.2 转子绕组故障仿真分析
7.4.3 实验研究
7.4.4 总结与讨论
7.5 双馈发电机气隙偏心故障分析
7.5.1 气隙偏心故障特性分析
7.5.2 仿真验证及数据分析
7.5.3 实验验证及数据分析
7.5.4 总结与讨论
7.6 永磁风力发电机故障分析
7.6.1 等效风速模型与发电机耦合关系分析
7.6.2 永磁风力发电机绕组不对称故障影响分析
7.6.3 永磁风力发电机绕组与叶轮复合故障影响分析
7.6.4 仿真及数据分析
7.6.5 总结与讨论
7.7 本章小结
第8章 叶轮故障下发电机特性分析
8.1 引言
8.2 叶轮质量不平衡机理分析
8.3 质量不平衡故障下双馈风力发电机特性分析
8.3.1 DFIG工作原理
8.3.2 发电机定、转子电流分析
8.4 质量不平衡故障谐波频率提取方法
8.4.1 MUSIC算法基本原理
8.4.2 改进MUSIC算法
8.4.3 MMUSIC算法仿真分析
8.5 叶轮质量不平衡故障仿真分析
8.6 质量不平衡实验分析
8.7 叶轮气动不对称故障
8.8 叶轮气动不对称机理分析
8.9 气动不对称故障下双馈风力发电机特性分析
8.10 气动不对称故障仿真分析
8.10.1 气动载荷计算
8.10.2 恒定风速下仿真分析
8.10.3 随机风速下仿真分析
8.11 本章小结
第9章 考虑风速时空分布的叶轮故障分析
9.1 引言
9.3 风速时空分布对双馈机组叶轮故障的影响分析
9.3.1 双馈风力发电机组叶轮故障特征分析
9.3.2 双馈风力发电机组叶轮故障仿真分析
9.3.3 风速分布参数的影响分析
9.4 风速时空分布对永磁机组叶轮故障的影响分析
9.4.1 永磁风力发电机组叶轮故障特征分析
9.4.2 永磁风力发电机组叶轮故障仿真分析
9.4.3 不同叶轮不平衡程度仿真
9.4.4 风速分布参数的影响分析
9.5 本章小结
第10章 海上风电机组风浪耦合下的气动特性及故障影响分析
10.1 引言
10.2 基本理论
10.3