進(jìn)入新世紀(jì)以來，能源與環(huán)境成為人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問題。對可再生能源的開發(fā)利用，特別是對風(fēng)能的開發(fā)利用，受到各國的高度關(guān)注。我國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，目前風(fēng)電總裝機(jī)已達(dá)221GW，穩(wěn)居世界第一。近年來，為完成能源產(chǎn)業(yè)鏈升級和節(jié)能減排的目標(biāo)，我國提供了大量政策和財(cái)政支持，鼓勵(lì)企業(yè)在可再生能源領(lǐng)域開展研發(fā)工作。風(fēng)電行業(yè)不僅是可再生能源行業(yè)的排頭兵，也是國家能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。“十四五”規(guī)劃及國家能源發(fā)展戰(zhàn)略對風(fēng)電尤其是海上風(fēng)電發(fā)展提出了更高的要求，為實(shí)現(xiàn)我國節(jié)能減排的承諾和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)，必須認(rèn)真總結(jié)近二十年風(fēng)電發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，走出一條適合我國國情的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展道路。
　　本書在總結(jié)國內(nèi)外風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場控制相關(guān)理論與實(shí)踐的基礎(chǔ)上，由單機(jī)控制到機(jī)群控制、由陸上風(fēng)電到海上風(fēng)電，從風(fēng)力機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制器設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�、機(jī)組協(xié)調(diào)等方面，闡述安全可靠、綠色環(huán)保、高效經(jīng)濟(jì)的風(fēng)電機(jī)組控制和風(fēng)電場協(xié)調(diào)的內(nèi)容。作者在多年科研工作和教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，對原有同類書籍的內(nèi)容進(jìn)行了較大的調(diào)整和補(bǔ)充，不僅引入了控制方面的新理論和方法，而且增加了海上風(fēng)電方面多章節(jié)內(nèi)容，對近十年來最新的研究成果加以總結(jié)和整理，填補(bǔ)了海上風(fēng)電方面的內(nèi)容空白。因此，本書系統(tǒng)深入闡述了風(fēng)電機(jī)組控制技術(shù)與海上風(fēng)電機(jī)群控制技術(shù)的原理、方法和技術(shù)，充分反映了該領(lǐng)域的前沿性和時(shí)代性。
　　本書特點(diǎn)包括：首先，模塊清晰，體系完整。伴隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組控制理論和技術(shù)發(fā)展迅速，新成果不斷涌現(xiàn)。本書整合了風(fēng)電機(jī)組控制的基本理論、傳統(tǒng)控制和最新方法，先介紹風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)、分類、模型和相關(guān)理論，再給出風(fēng)電機(jī)組控制的主要問題和方法；針對兩大主流風(fēng)電機(jī)組（直驅(qū)永磁和雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組）的控制問題進(jìn)行具體論述；在陸上風(fēng)電機(jī)組研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究海上風(fēng)電機(jī)組，具體包括故障診斷、網(wǎng)絡(luò)自愈與多機(jī)組協(xié)調(diào)，因此，體系更為完整，適用性更強(qiáng)。其次，內(nèi)容新穎，緊扣前沿。風(fēng)電作為新興的熱點(diǎn)領(lǐng)域，近十年成果豐富。本書內(nèi)容合理吸收了風(fēng)電領(lǐng)域國內(nèi)外最新理論和實(shí)踐成果，融人了新理論、新機(jī)型、新方法和新策略；尤其是近年來海上風(fēng)電發(fā)展的重要控制成果，從單機(jī)控制延伸到機(jī)群控制，從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕嵌妊芯慷鄼C(jī)的故障檢測與自愈控制問題，填補(bǔ)了同類課程教學(xué)資料方面的空白，也體現(xiàn)了本書的新穎性和前沿性。再次，注重理實(shí)結(jié)合，由淺人深。風(fēng)電機(jī)組控制是針對跨學(xué)科復(fù)雜對象的復(fù)雜控制問題。本書綜合多學(xué)科的相關(guān)理論和應(yīng)用實(shí)例，理論聯(lián)系實(shí)際，闡述風(fēng)電機(jī)組控制的核心思想和關(guān)鍵技術(shù)；從基礎(chǔ)理論到實(shí)際應(yīng)用，從單機(jī)控制到機(jī)群協(xié)調(diào)，從陸上風(fēng)場到海上風(fēng)場，由淺入深，循序漸進(jìn)，展開相關(guān)內(nèi)容，便于讀者分層次、模塊化學(xué)習(xí)。本書可作為高校本科高年級學(xué)生的課程教材，也可作為高�？蒲腥藛T和研究生進(jìn)行風(fēng)電控制研究的參考資料，以及新能源領(lǐng)域工程技術(shù)人員的參考用書。
　　本書結(jié)構(gòu)如下：第1章是緒論部分，主要介紹風(fēng)力發(fā)電的研究背景、發(fā)展現(xiàn)狀、風(fēng)電機(jī)組類型以及相關(guān)控制技術(shù)；第2章是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)和主要理論，其中包括風(fēng)電機(jī)組基本結(jié)構(gòu)、分類、基礎(chǔ)理論和主要機(jī)型的數(shù)學(xué)模型，特別介紹了后續(xù)章節(jié)中多次用到的拉格朗日系統(tǒng)和Hamilton系統(tǒng)；第3章是定槳距與變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，從風(fēng)電機(jī)組發(fā)展歷史出發(fā)，重點(diǎn)介紹傳統(tǒng)的定槳距風(fēng)電機(jī)組、變槳距風(fēng)電機(jī)組和變速風(fēng)電機(jī)組；第4章是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制，主要闡述傳統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組中的控制問題及主要控制方法，特別介紹了PID控制的應(yīng)用，并按照額定風(fēng)速以上和以下兩種情況說明轉(zhuǎn)速控制和功率控制；第5章是雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組預(yù)測與控制，包括風(fēng)速預(yù)測、非線性控制、協(xié)調(diào)控制、低電壓穿越控制等新型控制方法；第6章是永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組非線性控制，從Lyapunov穩(wěn)定性理論出發(fā)，進(jìn)行非線性控制、Hamilton控制、切換控制等新型控制器設(shè)計(jì)；第7章是海上風(fēng)電及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化，研究海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，探究無線通信和自愈方法；第8章是海上風(fēng)電機(jī)組故障診斷與自愈控制，按照故障診斷技術(shù)、故障定位、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥杂�的思路，展開相關(guān)研究；第9章是海上雙饋機(jī)群分布式協(xié)調(diào)控制研究，基于圖論和分布式Hamilton設(shè)計(jì)，展開分布式協(xié)同控制、主從控制和互補(bǔ)控制的研究；第10章是海上雙饋風(fēng)電機(jī)群不確定協(xié)調(diào)控制研究，包括非諧波擾動抑制和時(shí)滯控制策略設(shè)計(jì)。本書遵循由淺入深，逐步遞進(jìn)的原則，除第1章緒論外，本書可劃分為以下三個(gè)模塊：第一模塊包括第2章、第3章和第4章，針對常規(guī)風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)和模型，闡述相關(guān)理論和傳統(tǒng)控制方法；第二模塊包括第5章和第6章，分別針對雙饋風(fēng)電機(jī)組和永磁風(fēng)電機(jī)組兩類主流機(jī)型，闡述非線性控制、協(xié)調(diào)控制、切換控制、低電壓穿越控制等新型控制方法；第三模塊包括第7章、第8章、第9章和第10章，針對海上風(fēng)電系統(tǒng)，闡述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、故障診斷、自愈控制、分布式控制、協(xié)調(diào)控制等內(nèi)容。
　　本書的出版得到了國家自然科學(xué)基金（NO.51777058）的資助。在本書撰寫過程中，得到了河海大學(xué)各位領(lǐng)導(dǎo)和老師的關(guān)心和支撐，在此對他們表示由衷的感謝！同時(shí)我們還得到一些研究生的直接幫助，特別要提到的是吳曉月、程明曦、張秋橋、汪海姍、鄧燕國、徐林、方尚尚、韋玲艷等同學(xué)，在此對他們表示誠摯的謝意！
　　由于編著者水平有限，書中難免存在一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，敬請讀者給予批評和指正。