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第1章 能源与能源互联网1

1.1 能源的发展与现状1

1.1.1 能源的发展1

1.1.2 世界能源现状2

1.1.3 中国能源现状4

1.2 能源转换技术6

1.3 能源存储与传输7

1.4 能源互联网的提出13

1.4.1 能源互联网的基本定义14

1.4.2 能源互联网的特点16

1.5 能源互联网的能源类型18

1.6 能源互联网的系统结构19

1.7 能源互联网的网络结构21

1.7.1 电能网络22

1.7.2 交通网络23

1.7.3 热能网络24

1.7.4 新能源网络26

1.7.5 石化网络26

1.8 能源互联网的通信结构26

1.8.1 能源互联网中的软件结构27

1.8.2 能源互联网的标准协议29

1.9 本章小结30

第2章 自能源31

2.1 自能源的概念与结构31

2.2 自能源的信息物理系统31

2.2.1 自能源的信息物理特性34

2.2.2 相互依存的信息物理网络34

2.2.3 两层网络级联失效分析36

2.3 自能源的能量管理与协调控制37

2.3.1 自能源的能量管理37

2.3.2 自能源的协调控制39

2.4 自能源与能源市场43

2.4.1 能源市场的交易机制43

2.4.2 自能源的交易策略44

2.5 本章小结45

第3章 能量的标度与梯级利用46

3.1 相关定义与定律46

3.2 能量的标度47

3.2.1 能量的性质47

3.2.2 能量的单位48

3.3 能量的量与质49

3.3.1 能量的平衡方程49

3.3.2 ？的平衡方程50

3.3.3 EUD图像？分析方法51

3.4 能源的特点52

3.4.1 一次能源52

3.4.2 二次能源54

3.5 能源的梯级利用55

3.5.1 物理能综合梯级利用55

3.5.2 余热锅炉型联合循环57

3.5.3 排气全燃型联合循环58

3.5.4 化学能和物理能综合梯级利用59

3.6 总能系统的全息特性62

3.6.1 总能系统全息特性与全工况特性概念62

3.6.2 总能系统全息特性的性能指标63

3.7 本章小结65

第4章 多能源转换路由器66

4.1 能源路由器总述66

4.2 电力能源路由器67

4.2.1 电力能源路由器的总体框架67

4.2.2 电力能源路由器的运行模式69

4.2.3 电力能源路由器的功能需求69

4.3 能源路由器中多能源网络接入71

4.4 多能源转换路由器——能量枢纽75

4.4.1 能量枢纽的模型76

4.4.2 储能装置建模78

4.4.3 能量枢纽的价值分析80

4.4.4 基于能量枢纽的多能源系统优化规划与优化运行80

4.5 本章小结82

第5章 能源互联网的电力电子化83

5.1 能源互联网与电力电子技术83

5.2 AC-DC整流器84

5.2.1 不控整流器84

5.2.2 PWM整流器86

5.2.3 PWM整流器的数学模型88

5.2.4 PWM整流器的控制策略90

5.3 DC-DC变换器93

5.3.1 非隔离型电路94

5.3.2 隔离型电路95

5.3.3 双向Buck-Boost变换器96

5.4 DC-AC逆变器98

5.4.1 现有逆变器分类98

5.4.2 逆变器的拓扑结构99

5.4.3 不同类型逆变器的典型控制策略100

5.4.4 并网逆变器的锁相环105

5.5 AC-AC变流器106

5.5.1 双PWM变频器106

5.5.2 固态变压器108

5.6 本章小结113

第6章 能源转换中的电能转换114

6.1 风力发电114

6.1.1 风力发电概述114

6.1.2 风力发电系统115

6.1.3 风力发电系统的并网与控制116

6.1.4 新型风力发电技术118

6.1.5 风能在能源互联网中的地位120

6.2 太阳能发电120

6.2.1 太阳能发电概述120

6.2.2 太阳能光伏发电121

6.2.3 太阳能热发电123

6.2.4 太阳能在能源互联网中的地位124

6.3 生物质发电124

6.3.1 生物质发电概述124

6.3.2 沼气发电126

6.3.3 生物质发电的并网126

6.3.4 生物质能在能源互联网中的地位127

6.4 燃气发电127

6.4.1 燃气发电概述127

6.4.2 燃气发电机128

6.4.3 微型燃气轮机发电系统128

6.4.4 天然气在能源互联网中的地位129

6.5 水力发电129

6.5.1 水力发电概述129

6.5.2 水力发电站129

6.5.3 水力发电机组130

6.5.4 水轮机调速器系统131

6.5.5 水能在能源互联网中的地位132

6.6 火力发电132

6.6.1 火力发电概述133

6.6.2 火力发电厂133

6.6.3 汽轮机134

6.6.4 供热式汽轮机135

6.6.5 余热发电技术136

6.6.6 火力发电的发展方向137

6.7 其他能源发电137

6.7.1 地热能发电137

6.7.2 核能发电与应用技术138

6.7.3 潮汐能发电与应用技术138

6.8 本章小结139

第7章 能源转换中的热能转换140

7.1 地热能140

7.1.1 浅层地热能利用140

7.1.2 深层地热能的特点与利用144

7.2 余热能145

7.2.1 工业余热能简介145

7.2.2 工业余热利用技术145

7.3 热泵技术148

7.3.1 空气源热泵系统148

7.3.2 水源热泵系统149

7.3.3 地源热泵系统149

7.3.4 太阳空气双源热泵系统149

7.3.5 水环热泵空调系统151

7.3.6 高温热泵技术151

7.4 热电联产技术153

7.5 本章小结157

第8章 能源互联网中的其他能源相互转换158

8.1 源头蓄能158

8.2 冗余电能转换159

8.2.1 非并网风电理论160

8.2.2 非并网风电海水淡化技术161

8.3 可再生能源间的相互转换163

8.3.1 水电解制氢164

8.3.2 生物质制氢165

8.3.3 太阳能制氢167

8.3.4 等离子化学法制氢168

8.4 可再生能源制化石能源170

8.4.1 新能源制煤170

8.4.2 新能源制油172

8.4.3 新能源制气176

8.5 本章小结178

第9章 能量存储与传输技术179

9.1 能量存储技术179

9.1.1 蓄电池储能180

9.1.2 超级电容器储能182

9.1.3 压缩空气储能183

9.1.4 飞轮储能184

9.1.5 抽水蓄能185

9.1.6 热能存储185

9.1.7 氢储能186

9.2 储能技术在能源互联网中的作用187

9.2.1 电网调峰调频187

9.2.2 支撑高比例可再生能源发电电网的运行188

9.2.3 电质量与可靠性189

9.2.4 社区或家庭备用电源189

9.2.5 微网储能189

9.2.6 电动汽车190

9.3 能量传输技术190

9.3.1 交流电能传输191

9.3.2 直流电能传输192

9.3.3 无线电能传输192

9.3.4 热传输193

9.4 其他形式的能量存储与传输193

9.5 本章小结194

参考文献195