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高效可再生能源發電系統及併網技術(原書第2版)/智能電網關鍵技術研究與應用叢書

  • 作者：(美)吉爾伯特·M.馬斯特斯|譯者:王賓//楊尚霖//龔立嬌
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111621003
  • 出版日期：2019/07/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：457
人民幣：RMB 150 元      售價：元
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內容大鋼
    本書介紹了高效可再生能源發電系統及併網技術，理論與實用性並重，內容主要包含電力系統、光伏發電和風力發電系統，以及其他可再生能源發電技術三部分。第一部分內容從電路的基本原理出發，由淺入深地給出了比如功率因數、三相電力系統、電能質量等專業知識點，也特別回顧了現代電力工業的發展歷程和相關政策法規的演化史，使讀者能儘快地掌握和熟悉電力系統的基本原理和發展歷史；第二和第三部分內容主要涉及高效可再生能源發電系統關鍵技術，包括將太陽能轉換為電能的光伏組件及光伏發電、光伏抽水等應用系統技術，風能和風力發電系統的相關技術，以及近年來新興的光熱發電、波浪能發電、潮汐能發電、水力發電、生物質發電、地熱發電、抽水蓄能發電等技術。最後以智能電錶兩側的可再生能源發電系統與併網電力系統的運行經濟性分析為切入點，針對性地介紹了需求側響應、熱電聯產、電能儲能、燃料電池等關鍵技術。
作者介紹
(美)吉爾伯特·M.馬斯特斯|譯者:王賓//楊尚霖//龔立嬌
    吉爾伯特·M.馬斯特斯（Gilbert M.Masters），斯坦福大學電氣工程專業博士學位，主要從事能源與環境，特別是高效可再生能源方向的相關教學工作。目前他是斯坦福大學土木與環境工程專業的名譽教授，已經出版了多部關於環境工程的著作。
目錄
譯者的話
原書前言
第1章  美國電力工業史
  1.1  電磁學:電力基本知識
  1.2  愛迪生和西屋的早期之爭
  1.3  電力公司的監管制度
    1.3.1  1935年公用事業控股公司法案
    1.3.2  1978年公用事業管理政策法案
    1.3.3  公用發電與自用發電
    1.3.4  向非公用事業發電廠開放電網
    1.3.5  競爭性市場的出現
  1.4  電力基礎設施:電網
    1.4.1  北美電網
    1.4.2  電力供需平衡
    1.4.3  電網穩定性
    1.4.4  行業數據
  1.5  電力基礎設施:發電
    1.5.1  基荷蒸汽發電廠
    1.5.2  燃煤蒸汽發電廠
    1.5.3  燃氣輪機發電
    1.5.4  聯合循環發電廠
    1.5.5  綜合氣化聯合循環發電廠
    1.5.6  核能發電
  1.6  常規發電廠相關財務知識
    1.6.1  年度固定成本
    1.6.2  均化發電成本
    1.6.3  篩選曲線
    1.6.4  負荷時間曲線
    1.6.5  碳成本和其他外部費用
  1.7  小結
  參考文獻
第2章  電路、磁路基礎
  2.1  電路簡介
  2.2  重要電氣量定義
    2.2.1  電荷
    2.2.2  電流
    2.2.3  基爾霍夫電流定律
    2.2.4  電壓
    2.2.5  基爾霍夫電壓定律
    2.2.6  功率
    2.2.7  功（能量）
    2.2.8  小結
  2.3  理想電壓源、電流源
    2.3.1  理想電壓源
    2.3.2  理想電流源
  2.4  電阻
    2.4.1  歐姆定律
    2.4.2  電阻串聯
    2.4.3  電阻並聯
    2.4.4  分壓器

    2.4.5  導線電阻
  2.5  電容
  2.6  磁路簡介
    2.6.1  電磁變換
    2.6.2  磁路
  2.7  電感
    2.7.1  電感的物理特性
    2.7.2  電感的電磁特性
  2.8  變壓器
    2.8.1  理想變壓器
    2.8.2  勵磁損耗
第3章  電力系統基礎
  3.1  電壓和電流有效值
  3.2  正弦電壓激勵下的理想元件
    3.2.1  理想電阻
    3.2.2  理想電容
    3.2.3  理想電感
    3.2.4  阻抗
  3.3  功率因數
    3.3.1  功率三角形
    3.3.2  功率因數調整
  3.4  單相三線制居民供電
  3.5  三相供電系統
    3.5.1  對稱性聯結供電系統
    3.5.2  △聯結三相供電系統
  3.6  同步發電機
    3.6.1  旋轉磁場
    3.6.2  同步發電機相量模型
  3.7  輸電和配電
    3.7.1  輸配電網損
    3.7.2  輸配電系統中的無功功率Q
    3.7.3  有功功率和無功功率對線路壓降的影響
  3.8  電能質量
    3.8.1  諧波簡介
    3.8.2  總諧波畸變
    3.8.3  諧波與中線過載
    3.8.4  變壓器內部諧波
  3.9  電力電子學
    3.9.1  交流-直流變換
    3.9.2  直流-直流變換
    3.9.3  直流-交流逆變
  3.10  背靠背電壓源變換器
  參考文獻
第4章  太陽能資源
  4.1  太陽光譜
  4.2  地球軌道
  4.3  正午太陽高度角
  4.4  一天中任意時刻的太陽位置
  4.5  用於遮蔽分析的太陽軌跡圖
  4.6  利用陰影圖進行遮蔽分析

  4.7  太陽時與時鐘時
  4.8  日升日落
  4.9  晴天太陽直射
  4.10  晴天日照強度
    4.10.1  直射輻射
    4.10.2  散射輻射
    4.10.3  反射輻射
    4.10.4  太陽跟蹤系統
  4.11  月均晴天日照強度
  4.12  太陽輻射測量
  4.13  正常環境下日照強度
    4.13.1  太陽能採集板上的典型氣象年日照強度
  4.14  月均日照強度
  參考文獻
第5章  光伏材料及電氣特性
  5.1  簡介
  5.2  半導體基本原理
    5.2.1  帶隙能
    5.2.2  帶隙能對光伏效率的影響
    5.2.3  PN結
    5.2.4  PN結二極體
    5.2.5  通用光伏電池
  5.3  光伏材料
    5.3.1  晶體硅
    5.3.2  非晶硅
    5.3.3  砷化鎵
    5.3.4  碲化鎘
    5.3.5  銅銦鎵硒
  5.4  光伏電池的等效電路
    5.4.1  光伏電池的簡化等效電路
    5.4.2  光伏電池的精確等效電路
  5.5  從電池單元到模塊、陣列
    5.5.1  從電池單元到電池模塊
    5.5.2  從光伏電池模塊到光伏陣列
  5.6  標準測試條件下的光伏電池電流-電壓曲線
  5.7  溫度和日照強度對電流-電壓曲線的影響
  5.8  遮蔽對電流-電壓曲線的影響
    5.8.1  光伏電池被遮蔽的物理原理
    5.8.2  採用旁路二極體和阻流二極體改善遮蔽影響
  5.9  最大功率點跟蹤器
    5.9.1  降壓-升壓變換器
    5.9.2  最大功率點跟蹤控制器
  參考文獻
第6章  光伏發電系統
  6.1  簡介
  6.2  電錶用戶側的併網光伏發電系統
    6.2.1  併網光伏發電系統組件
    6.2.2  微型逆變器
    6.2.3  凈電能計量和上網電價
  6.3  光伏發電系統性能預測

    6.3.1  與溫度無關的光伏發電功率降額
    6.3.2  與溫度相關的光伏發電功率降額
    6.3.3  光伏發電系統運行的「峰值小時」預測方法
    6.3.4  估算光伏電池標準化發電量
    6.3.5  光伏併網系統的容量係數
    6.3.6  實際設計中需考慮的相關事項
  6.4  光伏發電系統相關經濟問題
    6.4.1  光伏發電系統成本
    6.4.2  攤銷成本
    6.4.3  現金流分析
    6.4.4  居民的電費費率結構
    6.4.5  商業和工業的電費費率結構
    6.4.6  商業建築光伏發電系統的經濟性
    6.4.7  購電協議
    6.4.8  具備公網供電容量的光伏發電系統
  6.5  帶儲能的獨立光伏發電系統
    6.5.1  獨立光伏發電系統相關組件
    6.5.2  自控式光伏電池模塊
    6.5.3  負荷預測
    6.5.4  假設帶有最大功率點跟蹤器開始光伏電池陣列設計
    6.5.5  電池
    6.5.6  鉛酸電池基本原理
    6.5.7  電池存儲容量
    6.5.8  用庫侖效率代替能量效率
    6.5.9  電池容量設計
    6.5.10  不帶最大功率點跟蹤器的光伏電池陣列設計
    6.5.11  簡單的設計模板
    6.5.12  獨立光伏發電系統的成本
  6.6  光伏抽水系統
    6.6.1  光伏抽水系統的電氣部分
    6.6.2  液壓泵特性曲線
    6.6.3  液壓系統特性曲線
    6.6.4  綜合性能預測
  參考文獻
第7章  風力發電系統
  7.1  風力發電的發展史
  7.2  風力機技術:風輪
  7.3  風力機技術:風力發電機
    7.3.1  定速同步發電機
    7.3.2  籠型感應發電機
    7.3.3  雙饋感應發電機
    7.3.4  變速同步發電機
  7.4  風能
    7.4.1  空氣密度的溫度和高度校正
    7.4.2  塔筒高度的影響
  7.5  風力機輸出功率曲線
    7.5.1  貝茨極限
    7.5.2  理想風電機組輸出功率曲線
    7.5.3  實際功率曲線
    7.5.4  國際電工委員會對風電機組的分類

    7.5.5  風速測量
  7.6  平均風功率密度
    7.6.1  離散風速直方圖
    7.6.2  風電概率密度函數
    7.6.3  威布爾和瑞利統計
    7.6.4  利用瑞利統計計算平均風功率密度
    7.6.5  風力分級
  7.7  風電機組發電量估算
    7.7.1  風速累積分佈函數
    7.7.2  實際功率曲線的威布爾統計
    7.7.3  一種估算容量係數的簡便方法
  7.8  風電場
    7.8.1  陸上可開發利用的風能
    7.8.2  海上風電場
  7.9  風力發電的經濟效益
    7.9.1  風力發電的年均電價
    7.9.2  帶有改進的加速成本回收系統和生產稅抵減的平準化能源成本
    7.9.3  風電系統的債務與股權融資
  7.10  風力發電對環境的影響
  參考文獻
第8章  更多類型可再生能源發電系統
  8.1  引言
  8.2  聚焦式光熱發電系統
    8.2.1  熱機的卡諾效率
    8.2.2  直接日照強度
    8.2.3  聚焦式光熱發電系統的冷凝器冷卻
    8.2.4  聚焦式光熱發電系統的熱能存儲
    8.2.5  線性槽式光熱發電系統
    8.2.6  塔式光熱發電系統
    8.2.7  線性菲涅耳反射式光熱發電系統
    8.2.8  碟式斯特林光熱發電系統
    8.2.9  聚焦式光熱發電系統技術總結
  8.3  波浪能發電
    8.3.1  波浪能源
    8.3.2  波浪能發電技術
    8.3.3  波浪能發電性能預測
    8.3.4  波浪能發電的未來
  8.4  潮汐能發電
    8.4.1  潮汐能發電基本原理
    8.4.2  引發潮汐的原因
    8.4.3  估算潮汐功率
    8.4.4  估算潮汐能發電功率
  8.5  水力發電
    8.5.1  水力發電系統結構
    8.5.2  水力發電的基本原理
    8.5.3  水輪機
    8.5.4  損耗計算
    8.5.5  微型水電系統的流量測量
    8.5.6  微型水輪機的電氣特性
  8.6  抽水蓄能發電

  8.7  生物質發電
  8.8  地熱發電
  參考文獻
第9章  以計量電錶為分界的兩側系統
  9.1  引言
  9.2  智能電網
    9.2.1  配電自動化系統
    9.2.2  電壓/無功功率優化
    9.2.3  電網控制優化
    9.2.4  智能電錶
    9.2.5  需求側響應
    9.2.6  動態調度
  9.3  電能存儲
    9.3.1  固定式蓄電池存儲
    9.3.2  電動汽車與移動式電池存儲
  9.4  需求側管理
    9.4.1  傳統電價定價模式導致的不利影響
    9.4.2  有效需求側管理的必要條件
    9.4.3  需求側管理的成本-效益措施
  9.5  能源效率的經濟性分析
    9.5.1  節能特性曲線
    9.5.2  溫室氣體減排曲線
  9.6  熱電聯產系統
    9.6.1  熱電聯產系統提高效率的措施
    9.6.2  熱電聯產系統的經濟性分析
  9.7  熱電聯產技術
    9.7.1  高熱值與低熱值
    9.7.2  微型燃氣輪機
    9.7.3  活塞式內燃機
  9.8  燃料電池
    9.8.1  燃料電池的發展歷史
    9.8.2  燃料電池的基本原理
    9.8.3  燃料電池的熱力學:焓
    9.8.4  熵與燃料電池的理論效率
    9.8.5  吉布斯自由能和燃料電池的效率
    9.8.6  燃料電池的理想電氣特性
    9.8.7  燃料電池的實際電氣特性
    9.8.8  燃料電池的種類
    9.8.9  制氫技術
  參考文獻

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