智能电网关键技术研究与应用丛书高效可再生能源发电系统及并网技术(原书第2版) 本书特色
本书介绍了高效可再生能源发电系统及并网技术，理论与实用性并重，内容主要包含电力系统、光伏发电和风力发电系统，以及其他可再生能源、能源效率和智能电网三部分。第壹部分内容从电路的基本原理出发，由浅入深地给出了诸如功率因数、三相电力系统、电能质量等专业知识点，也特别回顾了现代电力工业的发展历程和相关政策法规的演化史， 使读者能尽快地掌握和熟悉电力系统的基本原理和发展历史；第二和第三部分内容主要涉及高效可再生能源发电系统关键技术，包括将太阳能转换为电能的光伏组件及光伏发电、光伏抽水等应用系统技术，风能和风力发电系统的相关技术，以及近年来新兴的光热发电、波浪能发电、潮汐能发电、水力发电、生物质发电、地热发电、抽水蓄能发电等技术。*后以智能电表两侧的可再生能源发电系统与并网电力系统的运行经济性分析为切入点，针对性地介绍了需求侧响应、热电联产、电能储能、燃料电池等关键技术。
本书可作为电气和机械工程本科生和研究生的教科书，但由于它内容非常丰富，也可以作为相关专业的工程技术人员、研究人员和能源决策人员的参考资料。
智能电网关键技术研究与应用丛书高效可再生能源发电系统及并网技术(原书第2版) 内容简介
本 书 介 绍 了 高 效 可 再 生 能 源 发 电 系 统 及 并 网 技 术 ， 理 论 与 实 用 性 并 重 ， 内 容 主 要 包 含 电 力 系 统 、 光 伏 发 电 和 风 力 发 电 系 统 ， 以 及 其 他 可 再 生 能 源 、 能 源 效 率 和 智 能 电 网 三 部 分 。 第 一 部 分 内 容 从 电 路 的 基 本 原 理 出 发 ， 由 浅 入 深 地 给 出 了 诸 如 功 率 因 数 、 三 相 电 力 系 统 、 电 能 质 量 等 专 业 知 识 点 ， 也 特 别 回 顾 了 现 代 电 力 工 业 的 发 展 历 程 和 相 关 政 策 法 规 的 演 化 史 ，
使 读 者 能 尽 快 地 掌 握 和 熟 悉 电 力 系 统 的 基 本 原 理 和 发 展 历 史 ； 第 二 和 第 三 部 分 内 容 主 要 涉 及 高 效 可 再 生 能 源 发 电 系 统 关 键 技 术 ， 包 括 将 太 阳 能 转 换 为 电 能 的 光 伏 组 件 及 光 伏 发 电 、 光 伏 抽 水 等 应 用 系 统 技 术 ， 风 能 和 风 力 发 电 系 统 的 相 关 技 术 ， 以 及 近 年 来 新 兴 的 光 热 发 电 、 波 浪 能 发 电 、 潮 汐 能 发 电 、 水 力 发 电 、 生 物 质 发 电 、 地 热 发 电 、 抽 水 蓄 能 发 电 等 技 术 。 很 后 以 智 能 电 表 两 侧 的 可 再 生 能 源 发 电 系 统 与 并 网 电 力 系 统 的 运 行 经 济 性 分 析 为 切 入 点 ， 针 对 性 地 介 绍 了 需 求 侧 响 应 、 热 电 联 产 、 电 能 储 能 、 燃 料 电 池 等 关 键 技 术 。
本 书 可 作 为 电 气 和 机 械 工 程 本 科 生 和 研 究 生 的 教 科 书 ， 但 由 于 它 内 容 非 常 丰 富 ， 也 可 以 作 为 相 关 专 业 的 工 程 技 术 人 员 、 研 究 人 员 和 能 源 决 策 人 员 的 参 考 资 料 。
智能电网关键技术研究与应用丛书高效可再生能源发电系统及并网技术(原书第2版) 目录
目 录
译者的话
原书前言
第１章 美国电力工业史１
１?１ 电磁学：电力基本知识１
１?２ 爱迪生和西屋的早期之争２
１?３ 电力公司的监管制度４
１?３?１ １９３５年公用事业控股公司法案４
１?３?２ １９７８年公用事业管理政策法案５
１?３?３ 公用发电与自用发电５
１?３?４ 向非公用事业发电厂开放电网６
１?３?５ 竞争性市场的出现７
１?４ 电力基础设施：电网１１
１?４?１ 北美电网１１
１?４?２ 电力供需平衡１３
１?４?３ 电网稳定性１６
１?４?４ 行业数据１７
１?５ 电力基础设施：发电２０
１?５?１ 基荷蒸汽发电厂２１
１?５?２ 燃煤蒸汽发电厂２２
１?５?３ 燃气轮机发电２５
１?５?４ 联合循环发电厂２６
１?５?５ 综合气化联合循环发电厂２６
１?５?６ 核能发电２８
１?６ 常规发电厂相关财务知识３１
１?６?１ 年度固定成本３１
１?６?２ 均化发电成本３３
１?６?３ 筛选曲线３５
１?６?４ 负荷时间曲线３６
１?６?５ 碳成本和其他外部费用３９
１?７ 小结４０
参考文献４０
第２章 电路、磁路基础４２
２?１ 电路简介４２
２?２ 重要电气量定义４３
２?２?１ 电荷４３
Ⅷ 高效可再生能源发电系统及并网技术（原书第２版）
２?２?２ 电流４３
２?２?３ 基尔霍夫电流定律４４
２?２?４ 电压４６
２?２?５ 基尔霍夫电压定律４６
２?２?６ 功率４７
２?２?７ 功（能量） ４７
２?２?８ 小结４８
２?３ 理想电压源、电流源４８
２?３?１ 理想电压源４８
２?３?２ 理想电流源４９
２?４ 电阻４９
２?４?１ 欧姆定律４９
２?４?２ 电阻串联５０
２?４?３ 电阻并联５１
２?４?４ 分压器５２
２?４?５ 导线电阻５３
２?５ 电容５７
２?６ 磁路简介５９
２?６?１ 电磁变换５９
２?６?２ 磁路６０
２?７ 电感６２
２?７?１ 电感的物理特性６２
２?７?２ 电感的电磁特性６４
２?８ 变压器６６
２?８?１ 理想变压器６７
２?８?２ 励磁损耗６９
第３章 电力系统基础７２
３?１ 电压和电流有效值７２
３?２ 正弦电压激励下的理想元件７４
３?２?１ 理想电阻７４
３?２?２ 理想电容７６
３?２?３ 理想电感７８
３?２?４ 阻抗７９
３?３ 功率因数８２
３?３?１ 功率三角形８３
３?３?２ 功率因数调整８５
３?４ 单相三线制居民供电８６
３?５ 三相供电系统８９
３?５?１ 对称性联结供电系统８９
目 录 Ⅸ
３?５?２ △联结三相供电系统９４
３?６ 同步发电机９５
３?６?１ 旋转磁场９６
３?６?２ 同步发电机相量模型９８
３?７ 输电和配电９９
３?７?１ 输配电网损９９
３?７?２ 输配电系统中的无功功率Ｑ １０２
３?７?３ 有功功率和无功功率对线路压降的影响１０３
３?８ 电能质量１０６
３?８?１ 谐波简介１０７
３?８?２ 总谐波畸变１０９
３?８?３ 谐波与中线过载１１０
３?８?４ 变压器内部谐波１１２
３?９ 电力电子学１１２
３?９?１ 交流－直流变换１１２
３?９?２ 直流－直流变换１１５
３?９?３ 直流－交流逆变１１９
３?１０ 背靠背电压源变换器１２１
参考文献１２２
第４章 太阳能资源１２３
４?１ 太阳光谱１２３
４?２ 地球轨道１２６
４?３ 正午太阳高度角１２８
４?４ 一天中任意时刻的太阳位置１３１
４?５ 用于遮蔽分析的太阳轨迹图１３４
４?６ 利用阴影图进行遮蔽分析１３６
４?７ 太阳时与时钟时１３９
４?８ 日升日落１４１
４?９ 晴天太阳直射１４３
４?１０ 晴天日照强度１４６
４?１０?１ 直射辐射１４６
４?１０?２ 散射辐射１４７
４?１０?３ 反射辐射１４９
４?１０?４ 太阳跟踪系统１５０
４?１１ 月均晴天日照强度１５５
４?１２ 太阳辐射测量１５９
４?１３ 正常环境下日照强度１６２
４?１３?１ 太阳能采集板上的典型气象年日照强度１６２
４?１４ 月均日照强度１６５
Ⅹ 高效可再生能源发电系统及并网技术（原书第２版）
参考文献１７２
第５章 光伏材料及电气特性１７３
５?１ 简介１７３
５?２ 半导体基本原理１７４
５?２?１ 带隙能１７５
５?２?２ 带隙能对光伏效率的影响１７８
５?２?３ ＰＮ结１８０
５?２?４ ＰＮ结二极管１８２
５?２?５ 通用光伏电池１８４
５?３ 光伏材料１８５
５?３?１ 晶体硅１８５
５?３?２ 非晶硅１８８
５?３?３ 砷化镓１８９
５?３?４ 碲化镉１９０
５?３?５ 铜铟镓硒１９１
５?４ 光伏电池的等效电路１９２
５?４?１ 光伏电池的简化等效电路１９２
５?４?２ 光伏电池的精确等效电路１９４
５?５ 从电池单元到模块、阵列１９７
５?５?１ 从电池单元到电池模块１９８
５?５?２ 从光伏电池模块到光伏阵列２００
５?６ 标准测试条件下的光伏电池电流－电压曲线２０１
５?７ 温度和日照强度对电流－电压曲线的影响２０４
５?８ 遮蔽对电流－电压曲线的影响２０６
５?８?１ 光伏电池被遮蔽的物理原理２０６
５?８?２ 采用旁路二极管和阻流二极管改善遮蔽影响２０９
５?９ *大功率点跟踪器２１２
５?９?１ 降压－升压变换器２１２
５?９?２ *大功率点跟踪控制器２１６
参考文献２１９
第６章 光伏发电系统２２０
６?１ 简介２２０
６?２ 电表用户侧的并网光伏发电系统２２０
６?２?１ 并网光伏发电系统组件２２０
６?２?２ 微型逆变器２２２
６?２?３ 净电能计量和上网电价２２４
６?３ 光伏发电系统性能预测２２５
６?３?１ 与温度无关的光伏发电功率降额２２５
６?３?２ 与温度相关的光伏发电功率降额２２９
目 录 Ⅺ
６?３?３ 光伏发电系统运行的“峰值小时”预测方法２３２
６?３?４ 估算光伏电池标准化发电量２３４
６?３?５ 光伏并网系统的容量系数２３５
６?３?６ 实际设计中需考虑的相关事项２３６
６?４ 光伏发电系统相关经济问题２３９
６?４?１ 光伏发电系统成本２３９
６?４?２ 摊销成本２４１
６?４?３ 现金流分析２４４
６?４?４ 居民的电费费率结构２４６
６?４?５ 商业和工业的电费费率结构２４８
６?４?６ 商业建筑光伏发电系统的经济性２５０
６?４?７ 购电协议２５１
６?４?８ 具备公网供电容量的光伏发电系统２５２
６?５ 带储能的独立光伏发电系统２５３
６?５?１ 独立光伏发电系统相关组件２５４
６?５?２ 自控式光伏电池模块２５５
６?５?３ 负荷预测２５７
６?５?４ 假设带有*大功率点跟踪器开始光伏电池阵列设计２６０
６?５?５ 电池２６２
６?５?６ 铅酸电池基本原理２６３
６?５?７ 电池存储容量２６５
６?５?８ 用库仑效率代替能量效率２６８
６?５?９ 电池容量设计２６９
６?５?１０ 不带*大功率点跟踪器的光伏电池阵列设计２７２
６?５?１１ 简单的设计模板２７４
６?５?１２ 独立光伏发电系统的成本２７７
６?６ 光伏抽水系统２７９
６?６?１ 光伏抽水系统的电气部分２８０
６?６?２ 液压泵特性曲线２８１
６?６?３ 液压系统特性曲线２８４
６?６?４ 综合性能预测２８７
参考文献２８９
第７章 风力发电系统２９１
７?１ 风力发电的发展史２９１
７?２ 风力机技术：风轮２９５
７?３ 风力机技术：风力发电机２９８
７?３?１ 定速同步发电机２９８
７?３?２ 笼型感应发电机２９９
７?３?３ 双馈感应发电机３０１
Ⅻ 高效可再生能源发电系统及并网技术（原书第２版）
７?３?４ 变速同步发电机３０１
７?４ 风能３０２
７?４?１ 空气密度的温度和高度校正３０４
７?４?２ 塔筒高度的影响３０６
７?５ 风力机输出功率曲线３０９
７?５?１ 贝茨极限３０９
７?５?２ 理想风电机组输出功率曲线３１１
７?５?３ 实际功率曲线３１２
７?５?４ 国际电工委员会对风电机组的分类３１５
７?５?５ 风速测量３１６
７?６ 平均风功率密度３１７
７?６?１ 离散风速直方图３１７
７?６?２ 风电概率密度函数３２０
７?６?３ 威布尔和瑞利统计３２１
７?６?４ 利用瑞利统计计算平均风功率密度３２２
７?６?５ 风力分级３２４
７?７ 风电机组发电量估算３２５
７?７?１ 风速累积分布函数３２６
７?７?２ 实际功率曲线的威布尔统计３２８
７?７?３ 一种估算容量系数的简便方法３３３
７?８
智能电网关键技术研究与应用丛书高效可再生能源发电系统及并网技术(原书第2版) 作者简介
Gilbert M. Masters 斯坦福大学电气工程专业博士学位，主要从事能源与环境，特别是高效可再生能源方向的相关教学工作。目前他是斯坦福大学土木与环境工程专业的名誉教授，已经出版了多部关于环境工程的著作。
