Wind and solar power systems design, analysis, and operation

目录
译者序
原书前言
关于本书
第1篇 风力发电系统
第1章 绪论
1.1 工业概览
1.2 对可再生能源的鼓励措施
1.3 电力部门的愿景
1.3.1 模块化增长方式
1.3.2 排放效益
1.3.3 用户的选择
参考文献
第2章 风力发电
2.1 全球风力发电的发展
2.2 美国风力发电的发展
2.3 欧洲与英国风力发电的发展
2.4 印度风力发电的发展
参考文献
第3章 风速与能量
3.1 风速与功率的关系
3.2 从风中获得能量
3.3 风轮扫掠面积
3.4 空气密度
3.5 全球风模式
3.6 风速分布
3.6.1 威布尔概率分布
3.6.2 众数风速和平均风速
3.6.3 立方均根速度
3.6.4 众数风速、平均风速和RMC风速
3.6.5 能量分布
3.6.6 数字化数据处理
3.6.7 轮毂高度效应
3.6.8 可靠性数据的重要性
3.7 风速预测
3.8 风力资源图
3.8.1 美国风力资源图
3.8.2 英国和欧洲的风力资源
3.8.3 墨西哥风力资源图
3.8.4 其他国家的风力资源图
参考文献
第4章 风力发电系统
4.1 系统元件
4.1.1 塔架
4.1.2 风力机
4.1.3 叶片
4.1.4 速度控制
4.2 风力机的额定容量
4.3 功率与风速和TSR的关系
4.4 最大风能捕获
4.5 最大功率运行
4.5.1 固定TSR方案
4.5.2 峰值功率点跟踪方案
4.6 系统设计的折衷
4.6.1 风力机塔架和间距
4.6.2 叶片的数量
4.6.3 风轮的上风向或下风向
4.6.4 水平轴和垂直轴
4.7 系统控制要求
4.7.1 速度控制
4.7.2 速率控制
4.8 环境影响方面
4.8.1 可闻噪声
4.8.2 电磁干扰
4.8.3 对鸟类的影响
4.8.4 其他影响
4.9 潜在的灾难
4.9.1 火灾
4.9.2 地震
4.10 系统设计趋势
参考文献
第5章 发电机
5.1 直流发电机
5.2 同步发电机
5.3 异步发电机
5.3.1 结构
5.3.2 工作原理
5.3.3 转子速度与转差
5.3.4 等效电路
5.3.5 效率与冷却
5.3.6 自励电容
5.3.7 转矩—速度特性
5.3.8 暂态过程
5.4 双馈异步发电机
5.5 直驱发电机
参考文献
第6章 发电机传动系统
6.1 速度控制区域
6.2 发电机的传动
6.2.1 单定速传动
6.2.2 双定速传动
6.2.3 变速齿轮传动
6.2.4 变速电力电子技术
6.2.5 歇尔皮斯变速传动
6.2.6 变速直接传动
6.3 传动的选择
6.4 切出速度的选择
参考文献
第7章 海上风电场
7.1 海上项目
7.2 美国的法律问题
7.3 对环境的影响
7.4 离岸成本
7.5 向岸上输送功率
7.5.1 交流电缆
7.5.2 直流电缆
7.6 海水的成分
7.7 海浪的能量与功率
7.8 海上建筑物设计
7.8.1 海上建筑物的受力
7.9 腐蚀
7.10 地基
7.10.1 单桩式
7.10.2 压重式
7.10.3 角桩式
7.11 建场材料
7.12 风电场的维护
参考文献
第2篇 光伏发电系统
第8章 光伏发电
8.1 光伏发电项目
8.2 光伏发电系统的集成化构建
8.3 光伏电池技术
8.3.1 单晶硅
8.3.2 多晶硅和半晶硅
8.3.3 薄膜电池
8.3.4 非晶硅
8.3.5 球形电池
8.3.6 聚光电池
8.3.7 多结电池
8.4 太阳能分布图
8.5 技术发展趋势
参考文献
第9章 光伏电力系统
9.1 光伏电池
9.2 组件与阵列
9.3 等效电路
9.4 开路电压与短路电流
9.5 I-V曲线和P-V曲线
9.6 阵列设计
9.6.1 阳光强度
9.6.2 阳光入射角
9.6.3 遮蔽效应
9.6.4 温度效应
9.6.5 气候效应
9.6.6 电气负荷匹配
9.6.7 阳光循迹
9.7 峰值功率运行
9.8 系统部件
参考文献
第3篇 系统集成
第10章 储能
10.1 蓄电池
10.2 蓄电池的种类
10.2.1 铅—酸蓄电池
10.2.2 镍—镉蓄电池
10.2.3 镍—金属氢化物蓄电池
10.2.4 锂离子蓄电池
10.2.5 锂聚合物蓄电池
10.2.6 锌—空气蓄电池
10.3 等效电路
10.4 性能特点
10.4.1 充/放电电压
10.4.2 充/放电比率
10.4.3 能效
10.4.4 内阻
10.4.5 充电效率
10.4.6 自放电与涓流充电
10.4.7 记忆效应
10.4.8 温度效应
10.4.9 内部损耗与温升
10.4.10 随机失效
10.4.11 耗损失效
10.4.12 蓄电池类型对比
10.5 关于铅—酸蓄电池的更多内容
10.6 蓄电池设计
10.7 蓄电池充电
10.8 充电调节器
10.8.1 多充电速率
10.8.2 单充电速率
10.8.3 无调节的充电
10.9 蓄电池的管理
10.9.1 监测与控制
10.9.2 安全性
10.10 飞轮
10.10.1 能量关系
10.10.2 飞轮系统的元件
10.10.3 飞轮比蓄电池的优点
10.11 超导磁场
10.12 压缩空气
10.13 各种储能技术的对比
参考文献
第11章 电力电子技术
11.1 基本的开关器件
11.2 AC—DC整流器
11.3 DC—AC逆变器
11.4 频率变换电路
11.5 电网接口控制
11.5.1 电压控制
11.5.2 频率控制
11.6 电池充电/放电变换电路
11.6.1 电池充电变换电路
11.6.2 电池放电变换电路
11.7 功率分流
参考文献
第12章 独立电力系统
12.1 独立的光伏发电系统
12.2 电力车辆
12.3 独立的风力发电系统
12.4 混合系统
12.4.1 与柴油机发电混合的系统
12.4.2 与燃料电池发电混合的系统
12.4.3 模式控制器
12.4.4 负荷分配
12.5 系统容量计算
12.5.1 功率与能量估计
12.5.2 电池容量计算
12.5.3 光伏发电阵列容量计算
12.6 风力发电场的容量计算
参考文献
第13章 连网的系统
13.1 连网的要求
13.2 与电网同步
13.2.1 涌流
13.2.2 同步运行
13.2.3 负荷暂态
13.2.4 安全性
13.3 运行极限
13.3.1 电压调节
13.3.2 稳定极限
13.4 能量存储与负荷计划
13.5 电源规划工具
13.6 风力发电场与电网的集成
13.7 电网稳定问题
13.7.1 低电压的克服
13.7.2 用于提高稳定性的能量储存技术
13.8 分布式发电
参考文献
第14章 电气性能
14.1 电压、电流与功率的关系
14.2 最大效率的元件设计
14.3 电气系统模型
14.4 静态节点阻抗与电压调节
14.5 动态节点阻抗与纹波
14.6 谐波
14.7 电能质量
14.7.1 谐波畸变因子
14.7.2 电压瞬态与暂降
14.7.3 电压闪变
14.8 可再生能源发电系统容量限制
14.8.1 系统强度
14.8.2 连网标准
14.9 雷击保护
14.10 美国电气标准
参考文献
第15章 电厂经济
15.1 能量传递因子
15.2 初始投资成本
15.3 可用性与维护
15.4 能量成本估计
15.5 灵敏度分析
15.5.1 风速的影响
15.5.2 塔高的影响
15.6 收益率指标
15.6.1 风力发电厂扫描图
15.6.2 太阳光伏发电扫描图
15.6.3 独立的太阳光伏发电厂供电及与电网线路相连供电的比较
15.7 混合经济性
15.8 工程财务
参考文献
第16章 未来展望
16.1 到2015年全世界的电力需求
16.2 京都议定书
16.3 风力发电的未来
16.4 太阳光伏发电的未来
16.5 风力发电与光伏发电的成长
16.6 生产成本的下降
16.7 市场的占有率
16.8 电力公司重组的影响
16.8.1 1992年的能源政策法案
16.8.2 对绿色电能的影响
16.8.3 绿色电力市场
16.9 紧张的电力网络
参考文献
第4篇 辅助发电技术
第17章 太阳能热发电系统
17.1 能量收集
17.1.1 抛物槽型
17.1.2 中央接收器型
17.1.3 抛物形碟型
17.2 太阳Ⅱ电厂
17.3 同步发电机
17.3.1 等效电路
17.3.2 励磁方法
17.3.3 电力的输出
17.3.4 暂态稳定极限
17.4 商业发电厂
17.5 近来的发展趋势
参考文献
第18章 辅助发电技术
18.1 热致风力发电
18.2 洋流发电
18.3 海洋波浪发电
18.4 压电发电机
18.5 喷气辅助风力机
18.6 太阳热微型透平机
18.7 热光伏系统
参考文献
第19章 相向旋转的风力机
19.1 引言
19.2 潜在的应用
19.3 数学模型
19.3.1 速度分量
19.3.2 力分量
19.4 试验样机设计
19.4.1 设计方法
19.4.2 传感器的选择
19.5 试验样机测试
19.5.1 发电机性能测试
19.5.2 风力机性能测试
19.5.3 现场测试仪器
19.5.4 现场测试数据讨论
19.5.5 扰流抖振
19.6 风电场功率密度
19.7 设备更新及其回收
19.7.1 双风力机背靠背前后安装
19.7.2 单个发电机上的相向旋转转子
19.7.3 设备升级成本及其回收期
19.8 结论
致谢
参考文献
附录
附录A 缩略语
附录B 单位的前缀与换算