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電-氫耦合系統集成理論與方法/儲能科學與技術叢書/中國能源革命與先進技術叢書

  • 作者：袁鐵江//田雪沁//閆華光//滕越|責編:付承桂//楊瓊
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111779759
  • 出版日期：2025/06/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：388
人民幣：RMB 139 元      售價：元
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內容大鋼
    氫能及其系統與石油、煤炭、風、光、水和核能等的耦合集成，是構建氫能經濟或者社會的關鍵一環，其理論和實踐意義突出。通過電－氫耦合集成，可以實現電能和氫能的相互轉換，提高電力系統的靈活性和可靠性，從而實現能源的高效利用和電力系統的穩定運行，為構建新型電力系統和實現碳中和目標提供重要支持。為此，本書闡述了清潔電能電解水制氫、高壓氣態儲氫、加氫和用氫的基本原理和特性，圍繞氫能與其他能源耦合應用的場景，介紹了氫能及其系統耦合集成的基本原理、應用技術和方法等。
    本書可為從事能源、電力、環境科學等領域的研究人員、工程師提供參考，也可為電氣工程、能源動力工程專業的高年級本科生和研究生提供參考。
作者介紹
袁鐵江//田雪沁//閆華光//滕越|責編:付承桂//楊瓊
目錄
序一
序二
前言
第1章  氫能與能源演變簡史
  1.1  氫能發展歷史概述
    1.1.1  氫能與生命起源
    1.1.2  氫能發展過程
  1.2  能源與社會形態
  1.3  能源系統的演進規律
    1.3.1  原始社會的能源
    1.3.2  能源與文明社會
  1.4  氫能：未來社會的能源
    1.4.1  后工業化時代能源發展的困境
    1.4.2  綠氫——破局的路徑選擇
  1.5  電-氫耦合的基本形態和挑戰
    1.5.1  電-氫耦合的基本形態
    1.5.2  電-氫互動關鍵問題
第2章  氫能來源
  2.1  概述
  2.2  天然氫
  2.3  化石燃料制氫
    2.3.1  煤制氫
    2.3.2  天然氣制氫
  2.4  工業副產氫
  2.5  電解水制氫
    2.5.1  工作原理
    2.5.2  技術經濟特性分析
    2.5.3  碳排放核算
  2.6  案例分析
    2.6.1  各類制氫技術成本對比
    2.6.2  不同場景下制氫平準化成本分析
    2.6.3  PEM電解水制氫機組全壽命周期經濟性分析
  參考文獻
第3章  氫能儲-輸系統及運行特性
  3.1  概述
  3.2  高壓氣態儲氫
    3.2.1  儲氫系統的結構
    3.2.2  儲氫環節運行特性建模
    3.2.3  儲氫環節技術經濟特性
  3.3  高壓氣態輸氫
    3.3.1  天然氣摻氫系統的結構和物理性質
    3.3.2  摻氫管道壓力特性建模
    3.3.3  摻氫管道衰減特性建模
    3.3.4  摻氫管道滲透特性建模
  3.4  氫高壓加註
    3.4.1  加註設備
    3.4.2  加註技術
  3.5  高壓氣態儲-輸氫系統設計優化
    3.5.1  基本原理
    3.5.2  設計建模

  3.6  案例分析
  參考文獻
第4章  用氫及其負荷特性
  4.1  概述
  4.2  工業用氫
    4.2.1  合成氨用氫
    4.2.2  合成甲醇用氫
    4.2.3  氫冶金
  4.3  交通用氫
    4.3.1  電-氫-交通耦合系統基本結構
    4.3.2  HFCV加氫負荷計算模型
    4.3.3  交通用氫負荷特性分析
    4.3.4  電-氫-交通耦合系統協同優化
    4.3.5  案例分析
  4.4  建築用氫
    4.4.1  建築氫能供能系統
    4.4.2  氫能建築全壽命周期成本評估
    4.4.3  建築氫能供能系統容量規劃
    4.4.4  案例分析
  4.5  電力用氫
    4.5.1  電力用氫的典型場景
    4.5.2  電力用氫的潛力分析
第5章  光伏-電解槽直接耦合制氫技術
  5.1  概述
  5.2  PV-EC直接耦合制氫系統的結構與原理
    5.2.1  系統結構與建模
    5.2.2  系統耦合機理
  5.3  PV-EC直接耦合制氫系統運行控制優化
    5.3.1  系統優化演算法
    5.3.2  系統運行控制策略
  5.4  PV-EC直接耦合制氫系統規劃設計優化
    5.4.1  系統拓撲優化設計
    5.4.2  系統結構參數規劃
  5.5  案例分析
    5.5.1  算例參數
    5.5.2  運行控制結果
  參考文獻
第6章  規模化電解水制氫站集成優化技術
  6.1  概述
  6.2  電解水制氫機組的結構和接線方式
    6.2.1  鹼性電解水制氫機組的內部結構
    6.2.2  PEM電解水制氫機組的內部結構
    6.2.3  制氫機組的接線方式
  6.3  電解水制氫機組運行優化
    6.3.1  多電堆耦合運行策略
    6.3.2  多機組協同運行優化
    6.3.3  案例分析
  6.4  制氫站集群併網規劃優化
    6.4.1  數學模型
    6.4.2  求解方法

    6.4.3  案例研究
  參考文獻
第7章  鹼性-PEM混聯制氫站集成優化技術
  7.1  概述
  7.2  混聯制氫站的結構與原理
    7.2.1  結構設計
    7.2.2  運行機理
  7.3  混聯制氫站運行優化模擬
    7.3.1  能效分析
    7.3.2  功率分配策略
  7.4  混聯制氫站容量優化規劃
    7.4.1  容量參數設計
    7.4.2  技術經濟特性評估
  7.5  案例研究
  參考文獻
第8章  制氫站電-氫互動控制優化技術
  8.1  概述
  8.2  制氫站併網控制策略
    8.2.1  控制目標
    8.2.2  VSG控制
    8.2.3  下垂控制
    8.2.4  算例分析
  8.3  制氫站協調控制策略
    8.3.1  控制目標
    8.3.2  有限狀態機
    8.3.3  模型預測控制
    8.3.4  算例分析
  參考文獻
第9章  電-氫-電耦合系統
  9.1  概述
  9.2  能源樞紐
    9.2.1  基本結構設計
    9.2.2  容量規劃優化
    9.2.3  併網運行控制
  9.3  氫儲能系統
    9.3.1  基本原理與結構
    9.3.2  容量規劃優化
    9.3.3  併網運行控制
  9.4  案例分析
    9.4.1  能源樞紐
    9.4.2  氫儲能系統
  參考文獻
第10章  電-氫-碳耦合系統
  10.1  概述
  10.2  電-氫-碳耦合的基本形態與實現路徑
    10.2.1  電-氫-碳耦合的基本形態
    10.2.2  電-氫-碳耦合的實現路徑
  10.3  電-氫-碳耦合系統集成優化方法
    10.3.1  數學規劃優化
    10.3.2  系統動力學

    10.3.3  氫夾點分析技術
  10.4  電-氫-碳耦合系統運行控制
    10.4.1  電-氫-碳耦合系統不確定性分析
    10.4.2  電-氫-碳耦合系統協調控制方法
  10.5  案例分析
    10.5.1  考慮儲-用氫特性的PEM電解水制氫系統規劃
    10.5.2  風-氫-煤化工耦合系統能量廣域協調控制
    10.5.3  風-氫-煤化工耦合系統動力學建模與分析
  參考文獻
第11章  風-氫-火耦合系統
  11.1  概述
  11.2  結構與原理
    11.2.1  系統組成與建模
    11.2.2  換熱網路設計
    11.2.3  綜合評估
  11.3  風-氫-火耦合系統規劃與運行優化
    11.3.1  系統規劃設計
    11.3.2  運行優化策略
  11.4  案例分析
  參考文獻
第12章  電-氫耦合商業模式
  12.1  概述
  12.2  電-氫耦合商業模式發展現狀
    12.2.1  國內外典型商業模式
    12.2.2  氫能發展及區域分佈特點
  12.3  電-氫耦合潛在商業模式
    12.3.1  商業模式理論體系
    12.3.2  典型商業模式合集
  12.4  電-氫耦合的經濟性評估
    12.4.1  關鍵影響因素
    12.4.2  電-氫耦合的經濟性指標
  12.5  算例分析
    12.5.1  案例介紹——六安兆瓦級氫能綜合利用示範站
    12.5.2  商業模式分析
    12.5.3  經濟性評估
  參考文獻

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