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第1章 新能源发电与控制技术导论1

1.1 能源储备与可持续发展战略1

1.1.1 我国的能源结构与储备1

1.1.2 我国的可持续发展战略3

1.2 能源的分类与基本特征4

1.2.1 能源的分类4

1.2.2 能源的基本特征5

1.2.3 新能源及主要特征6

1.2.4 分布式能源及主要特征7

1.3 新能源发电——能源转换的重要形式9

1.3.1 新能源发电技术的应用9

1.3.2 我国新能源发电的现状10

1.3.3 新能源发电及电源变换的主要形式11

1.4 新能源发电与控制技术的经济意义22

1.4.1 能源是经济发展的引擎22

1.4.2 新能源发电的经济意义24

本章小结27

第2章 电源变换和控制技术基础知识28

2.1 常用电力电子器件及其分类28

2.1.1 电力电子器件的特征和分类28

2.1.2 不可控型器件——电力二极管29

2.1.3 半控型器件——晶闸管30

2.1.4 全控型器件——电力MOSFET和绝缘栅双极型晶体管IGBT30

2.2 半导体功率器件的驱动与保护电路33

2.2.1 晶闸管触发驱动器34

2.2.2 IGBT和MOSFET驱动器34

2.2.3 功率器件的保护电路41

2.3 常用脉宽调制（PWM）控制技术44

2.3.1 直流PWM控制技术44

2.3.2 正弦波脉宽调制（SPWM）控制技术46

2.3.3 SVPWM与CHBPWM控制技术48

2.4 AC—DC变换电路51

2.4.1 二极管整流器——不控整流51

2.4.2 晶闸管整流器——相控整流52

2.4.3 PWM整流器——斩波整流53

2.5 DC—DC变换电路55

2.5.1 单管非隔离式DC—DC变换器55

2.5.2 隔离式DC—DC变换器56

2.6 DC—AC变换电路60

2.6.1 常用DC—AC变换电路60

2.6.2 DC—AC逆变器的分类60

2.6.3 DC—AC逆变器的参数计算61

2.7 AC—AC变换电路64

本章小结66

第3章 风能、风力发电与控制技术67

3.1 风的特性及风能应用67

3.1.1 风的产生67

3.1.2 风的特性与风能68

3.1.3 风能的利用71

3.2 风力发电机组及其工作原理72

3.2.1 风力发电机组的分类及结构72

3.2.2 风力机及风能转换原理73

3.2.3 风力发电机及工作原理76

3.2.4 独立运行式风力发电机组的控制系统83

3.3 风力机的调节与控制85

3.3.1 风力机的定桨距调节与控制86

3.3.2 风力机的变桨距调节与控制86

3.3.3 风力机偏航系统的调节与控制90

3.4 风力发电机组的控制策略91

3.4.1 风力发电机组的变速恒频控制策略91

3.4.2 双馈异步风力发电机的变速恒频控制策略93

3.4.3 风力发电系统的智能控制98

3.5 风力发电机组的并网技术99

3.5.1 同步风力发电机组的并网技术99

3.5.2 同步风力发电机的并网运行系统102

3.5.3 异步风力发电机组的并网技术103

3.5.4 双馈异步风力发电机的并网运行系统105

3.5.5 风力发电机组的并网安全运行与防护措施107

3.6 风力发电的经济技术性评价109

3.6.1 风力发电的经济性指标109

3.6.2 影响风力发电经济性的主要因素111

本章小结112

第4章 太阳能、光伏发电与控制技术113

4.1 太阳的辐射及太阳能利用113

4.1.1 太阳的辐射113

4.1.2 太阳能的转换与利用117

4.2 光伏发电原理与太阳电池124

4.2.1 太阳能光伏发电的原理124

4.2.2 太阳电池的发展与分类127

4.2.3 光伏阵列与输出特性129

4.2.4 光伏发电系统的构成与分类133

4.3 光伏发电系统的MPPT控制技术137

4.4 独立式光伏发电系统142

4.4.1 独立式光伏发电系统的结构及工作原理142

4.4.2 独立式光伏发电系统的储能与充放电控制技术144

4.5 并网式光伏发电系统146

4.5.1 并网式光伏发电系统的结构及工作原理147

4.5.2 并网光伏逆变器的频率跟踪与锁相控制技术150

4.5.3 光伏发电系统的并网安全运行与防护措施152

4.6 光伏发电的发展前景与经济技术评价154

本章小结156

第5章 水能、小水力发电与控制技术157

5.1 水力资源与水能的利用157

5.1.1 水能及水力资源的特点157

5.1.2 水能及水力资源的利用158

5.2 水力发电159

5.2.1 水电站的分类159

5.2.2 水电站的组成159

5.2.3 小水电的特点161

5.2.4 小水电的新技术及其应用162

5.3 小水力发电机组及工作原理163

5.3.1 小水力发电机组的构成及工作原理163

5.3.2 水轮机及其工作原理164

5.3.3 水力发电机170

5.4 小水力发电机组的控制技术172

5.4.1 小水力发电机组的自动控制系统172

5.4.2 小水力同步发电机自动励磁控制系统181

5.4.3 无功功率补偿技术及装置190

5.4.4 小水力同步发电机组的并网技术196

5.5 小水电站的计算机监控与SCADA系统200

5.5.1 小水电站的计算机监控200

5.5.2 监控和数据采集系统203

5.6 小水力发电的经济技术性评价204

5.6.1 小水力发电的经济技术性评价概述204

5.6.2 小水力发电的经济性评价204

本章小结206

第6章 生物质能发电与控制技术207

6.1 生物质能的形式及其利用207

6.1.1 生物质能的概念207

6.1.2 生物质能存在的形式208

6.1.3 生物质能的开发利用209

6.2 生物质能的制取与发电技术213

6.2.1 生物质能发电产业的发展状况213

6.2.2 生物质能发电技术214

6.2.3 沼气发电技术与控制策略218

6.2.4 垃圾焚烧发电技术与控制策略229

6.2.5 生物质直接液化制燃料油的发电技术237

6.3 生物质能的并网发电及对电网的影响241

6.4 生物质能发电的经济技术性评价243

本章小结246

第7章 分布式能源的利用与控制技术247

7.1 分布式能源的特征及其应用247

7.1.1 分布式能源的特征248

7.1.2 分布式能源的应用249

7.2 天然气、燃气发电与控制技术251

7.2.1 天然气的特征与利用252

7.2.2 小型燃气轮机发电机组256

7.2.3 微型燃气轮机发电机组260

7.2.4 微型燃气轮机发电机组的电气系统与控制技术263

7.3 氢能、氢燃料电池发电与控制技术274

7.3.1 氢能及其利用274

7.3.2 氢燃料电池的特性与分类276

7.3.3 氢燃料电池发电系统的组成与工作原理279

7.3.4 氢燃料电池发电系统的控制技术280

7.4 分布式能源的综合利用及经济技术评价282

7.4.1 分布式能源的综合利用282

7.4.2 分布式能源的经济技术与可行性评价282

本章小结286

第8章 核能发电与应用技术288

8.1 核能的形式及其利用288

8.1.1 核能的主要形式288

8.1.2 核能的和平利用290

8.2 核反应原理及反应装置290

8.2.1 核反应堆工作原理290

8.2.2 核反应堆装置291

8.3 核能发电技术与发电设备292

8.4 核电站的运行与监控系统294

8.4.1 核电站的运行294

8.4.2 核电站的监控系统296

8.5 核能发电的经济技术性评价301

本章小结301

第9章 其他形式新能源的发电与应用技术303

9.1 其他形式的新能源载体简介303

9.2 海洋能的利用与发电技术304

9.2.1 海洋能的分类与应用304

9.2.2 海洋能发电原理与应用技术308

9.2.3 海洋能发电的综合评价322

9.3 地热能发电与应用技术325

9.3.1 地热能概述325

9.3.2 地热能发电原理与应用技术326

本章小结329

参考文献331