新能源發(fā)電與控制技術（第3版）

目 錄
序
前言
本書常用變量及符號說明
第1 章 新能源發(fā)電與控制技術導論 1
1.1 能源儲備與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 1
1.1.1 我國的能源結構與儲備 1
1.1.2 我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 3
1.2 能源的分類與基本特征 4
1.2.1 能源的分類 4
1.2.2 能源的基本特征 4
1.2.3 新能源及主要特征 5
1.2.4 分布式能源及主要特征 6
1.3 新能源發(fā)電———能源轉(zhuǎn)換的重要形式 9
1.3.1 新能源發(fā)電技術的應用 9
1.3.2 我國新能源發(fā)電的現(xiàn)狀 10
1.4 新能源發(fā)電與控制技術的經(jīng)濟意義 12
1.4.1 能源是經(jīng)濟發(fā)展的引擎 12
1.4.2 新能源發(fā)電的經(jīng)濟意義 14
第2 章 電源變換和控制技術基礎
知識 18
2.1 常用電力電子器件及其分類 18
2.1.1 電力電子器件的特征和分類 18
2.1.2 不可控型器件———電力二極管 19
2.1.3 半控型器件———晶閘管 20
2.1.4 全控型器件———電力MOSFET 和絕緣柵雙極型晶體管IGBT 21
2.2 半導體功率器件的驅(qū)動與保護電路 24
2.2.1 晶閘管觸發(fā)驅(qū)動器 24
2.2.2 IGBT 和MOSFET 驅(qū)動器 25
2.2.3 功率器件的保護電路 30
2.3 常用脈寬調(diào)制(PWM) 控制技術 33
2.3.1 直流PWM 控制技術 33
2.3.2 正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)
控制技術 35
2.3.3 SVPWM 與CHBPWM 控制技術 38
2.4 AC—DC 變換電路 40
2.4.1 二極管整流器———不控整流 40
2.4.2 晶閘管整流器———相控整流 41
2.4.3 PWM 整流器———斬波整流 42
2.5 DC—DC 變換電路 44
2.5.1 單管非隔離式DC—DC 變換器 45
2.5.2 隔離式DC—DC 變換器 46
2.6 DC—AC 變換電路 49
2.6.1 常用DC—AC 變換電路 49
2.6.2 DC—AC 逆變器的分類 50
2.7 AC—AC 變換電路 51
2.7.1 AC—AC 交流斬波(降壓)調(diào)壓器 51
2.7.2 典型AC—AC 變換電路 52
本章小結 54
第3 章 風能?風力發(fā)電與控制技術 55
3.1 風的特性及風能利用 55
3.1.1 風的產(chǎn)生 55
3.1.2 風的特性與風能 56
3.1.3 風能的利用 59
3.2 風力發(fā)電及其工作原理 60
3.2.1 風力發(fā)電機組的分類及結構 60
3.2.2 風力機及風能轉(zhuǎn)換原理 61
3.2.3 風力發(fā)電機及工作原理 64
3.3 風力機的調(diào)節(jié)與控制 72
3.3.1 風力機的定槳距調(diào)節(jié)與控制 73
3.3.2 風力機的變槳距調(diào)節(jié)與控制 73
3.3.3 風力機偏航系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制 76
3.4 風力發(fā)電機組的控制 77
3.4.1 風力發(fā)電機組的恒速恒頻控制 77
3.4.2 風力發(fā)電機組的變速恒頻控制 78
3.5 風力發(fā)電機組的并網(wǎng)與安全運行 90
3.5.1 同步風力發(fā)電機組的并網(wǎng)技術 90
3.5.2 異步風力發(fā)電機組的并網(wǎng)技術 93
3.5.3 雙饋異步風力發(fā)電機的并網(wǎng)運行系統(tǒng) 98
3.5.4 風力發(fā)電機組的并網(wǎng)安全運行與防護措施 99
3.6 風力發(fā)電的經(jīng)濟技術性評價 105
3.6.1 風力發(fā)電的經(jīng)濟性指標 105
3.6.2 影響風力發(fā)電經(jīng)濟性的主要因素 107
本章小結 108
第4 章 太陽能?光伏發(fā)電與控制技術 110
4.1 太陽的輻射及太陽能利用 110
4.1.1 太陽的輻射 110
4.1.2 太陽能的轉(zhuǎn)換與利用 114
4.2 光伏發(fā)電原理與太陽電池 121
4.2.1 太陽能光伏發(fā)電的原理 121
4.2.2 太陽電池的發(fā)展與分類 123
4.2.3 光伏陣列與輸出特性 125
4.2.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)的構成與分類 128
4.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)的MPPT 控制技術 133
4.3.1 光伏電池的最大功率點及環(huán)境特性影響 133
4.3.2 光伏電池最大功率點跟蹤與控制策略 134
4.3.3 光伏電池最大功率點的仿真與實現(xiàn) 138
4.4 獨立式光伏發(fā)電系統(tǒng) 141
4.4.1 獨立式光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構及工作原理 141
4.4.2 獨立式光伏供電系統(tǒng)的儲能與充放電控制技術 142
4.5 并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng) 145
4.5.1 并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構及工作原理 145
4.5.2 并網(wǎng)光伏逆變器的頻率跟蹤與鎖相控制技術 149
4.5.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)安全運行與防護措施 151
4.6 光伏發(fā)電的發(fā)展前景與經(jīng)濟技術評價 153
本章小結 155
第5 章 生物質(zhì)能發(fā)電與控制技術 156
5.1 生物質(zhì)能的形式及其利用 156
5.1.1 生物質(zhì)能的概念 156
5.1.2 生物質(zhì)能存在的形式 158
5.1.3 生物質(zhì)能的開發(fā)利用與發(fā)展狀況 159
5.2 生物質(zhì)能的制取與發(fā)電技術 165
5.2.1 生物質(zhì)能的制取與發(fā)電分類 165
5.2.2 沼氣發(fā)電技術與控制策略 170
5.2.3 垃圾焚燒發(fā)電技術與控制策略 181
5.2.4 生物質(zhì)燃料電池的發(fā)電技術 189
5.2.5 生物質(zhì)直接液化制燃料油的發(fā)電技術 194
5.3 生物質(zhì)能的并網(wǎng)發(fā)電及對電網(wǎng)的影響 198
5.4 生物質(zhì)能發(fā)電的經(jīng)濟技術性評價 200
本章小結 202
第6 章 分布式電源與微電網(wǎng)組網(wǎng)技術 204
6.1 分布式能源的特征及其應用 204
6.1.1 分布式能源的特征 205
6.1.2 分布式能源的應用 206
6.2 分布式供電與儲能技術 208
6.2.1 天然氣?燃氣發(fā)電與控制技術 209
6.2.2 氫能?氫燃料電池發(fā)電與控制技術 215
6.2.3 分布式供電與混合儲能技術 220
6.3 微電網(wǎng)與多單元混合組網(wǎng)技術 225
6.3.1 基于直流母線并網(wǎng)的微電網(wǎng)技術 227
6.3.2 基于交流與直流混合組網(wǎng)的微電網(wǎng)技術 233
6.3.3 微電網(wǎng)的調(diào)度與可靠性分析 236
6.4 電能質(zhì)量與控制技術 243
6.4.1 功率因數(shù)校正 244
6.4.2 諧波治理與補償技術 245
6.4.3 三相電壓技術 248
6.5 分布式能源的綜合利用及經(jīng)濟技術評價 249
6.5.1 分布式能源的綜合利用 249
6.5.2 分布式能源的經(jīng)濟技術與可行性評價 250
本章小結 255
第7 章 核能發(fā)電與應用技術 256
7.1 核能的形式及其利用 256
7.1.1 核能的主要形式 256
7.1.2 核能的和平利用 259
7.2 核反應原理及反應裝置 259
7.2.1 核反應堆工作原理 259
7.2.2 核反應堆裝置 260
7.3 核能發(fā)電技術與發(fā)電設備 261
7.4 核電站的運行與監(jiān)控系統(tǒng) 263
7.4.1 核電站的運行 263
7.4.2 核電站的監(jiān)控系統(tǒng) 266
7.5 核能發(fā)電的經(jīng)濟技術性評價 271
本章小結 272
第8 章 其他形式新能源的發(fā)電與應用技術 274
8.1 其他形式的新能源載體簡介 274
8.1.1 水能簡介 274
8.1.2 海洋能簡介 275
8.1.3 地熱能簡介 276
8.2 水能與小水力發(fā)電技術 276
8.2.1 水力資源與水能的利用 276
8.2.2 水輪機及其工作原理 277
8.2.3 水力發(fā)電及其控制技術 282
8.3 海洋能的利用與發(fā)電技術 295
8.3.1 海洋能的分類與應用 295
8.3.2 海洋能發(fā)電原理與應用技術 299
8.3.3 海洋能發(fā)電的綜合評價 312
8.4 地熱能發(fā)電與應用技術 314
8.4.1 地熱能概述 314
8.4.2 地熱能發(fā)電原理與應用技術 316
本章小結 318
參考文獻 320