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第1章　可再生能源基础1

1.1　可再生能源1

1.1.1　可再生能源概述1

1.1.2　常用的可再生能源1

1.2　可再生能源发电技术及其基本分类2

1.3　可再生能源离网发电4

1.3.1 可再生能源离网发电的主要应用4

1.3.2 可再生能源并网发电和离网发电的主要区别7

1.4 发展可再生能源离网发电的意义7

1.4.1　社会效益7

1.4.2　可再生能源离网发电的经济效益9

1.4.3　可再生能源离网发电的环境效益10

1.5　风能、光伏发电产业现状和前景11

1.5.1　风能发电产业现状和前景11

1.5.2　光伏发电产业现状和前景14

习题16

第2章　风能和风资源评估18

2.1 风能基础18

2.1.1 风18

2.1.2　描述风力的主要参数19

2.1.3　风能24

2.1.4　风和风能的其他特征26

2.2　我国的风能分布28

2.2.1 中国的风能分布28

2.2.2　主要风带28

2.2.3　影响中国风能资源的主要因素30

2.3　风能的主要特点31

2.3.1　风能的优点31

2.3.2　风能的缺点31

2.4　风资源测量和评估31

2.4.1　风能资源评估方法31

2.4.2　风资源测量和评估程序33

2.4.3　风资源评估的重要性33

2.5　风力发电机选址33

2.6　小规模离网发电时的风资源间接评估34

习题35

第3章　风力发电技术36

3.1　风力发电基本原理36

3.2　风力机主要类型与结构36

3.2.1　风力发电机类型36

3.2.2　水平轴和垂直轴风力发电机36

3.2.3　上风型和下风型风力发电机38

3.3　风力发电机组工作原理和特性38

3.3.1　小型风力发电机组工作原理38

3.3.2　小型风力发电机组的基本组成39

3.3.3　风力机的输出功率43

3.4　独立运行的风力发电机组43

3.4.1　风力发电机组的运行43

3.4.2　独立运行风力发电机组44

3.4.3　风力发电机组性能评价45

3.4.4　独立运行风力发电系统的特点46

3.5 多台风力发电机组组成的风力发电系统47

3.6　风力发电系统的主要应用47

习题52

第4章　太阳辐射原理和太阳能资源54

4.1　我国的太阳能资源54

4.2　太阳能光伏电站选址和定位57

4.2.1　确定方位57

4.2.2　确定倾角58

4.3　场地日照条件评价59

4.3.1 阴影影响59

4.3.2 日照条件评估59

习题60

第5章　太阳能光伏发电技术61

5.1　太阳电池组件及方阵61

5.1.1 太阳电池组件的I-V特性和相关参数62

5.1.2　温度和辐射度对太阳电池组件输出特性的影响62

5.1.3 太阳电池的“热斑效应”63

5.2　太阳能光伏发电系统的主要应用64

习题73

第6章　储能蓄电池74

6.1 蓄电池应用简介74

6.1.1 蓄电池在可再生能源离网发电中的应用74

6.1.2　常用蓄电池类型74

6.1.3 蓄电池的命名方法、型号组成及其代表意义77

6.2　铅酸蓄电池77

6.2.1　铅酸蓄电池结构及工作原理77

6.2.2 阀控密封式铅酸蓄电池（VRLA）的基本结构和工作原理78

6.3　铅酸蓄电池主要性能及影响因素79

6.3.1　蓄电池容量79

6.3.2　蓄电池使用寿命80

6.3.3　蓄电池效率81

6.4　蓄电池的选择81

6.4.1 可再生能源独立供电系统对储能蓄电池的要求81

6.4.2　选择蓄电池类型82

6.5 蓄电池组83

6.5.1 蓄电池的串联、并联和蓄电池组83

6.5.2　确定蓄电池组的储电容量83

习题85

第7章　充放电控制器86

7.1　充放电控制器的功能86

7.2　蓄电池过放电保护基本原理88

7.2.1　铅酸蓄电池放电特性88

7.2.2　常规过放电保护原理88

7.2.3　蓄电池剩余容量控制法89

7.3　充放电控制器的基本技术参数90

7.4　充放电控制器的分类90

7.4.1　并联型控制器90

7.4.2　串联型控制器90

7.4.3　脉宽调制型控制器90

7.4.4 MPPT控制器91

7.4.5　智能型控制器91

7.5 风力发电系统控制器输入端的整流部分93

7.5.1 蓄电池稳压型风能控制器的工作原理94

7.5.2 AC-DC风能控制器的原理和特点94

7.6　其他太阳能供电系统充电控制器95

7.6.1 多路控制器（蓄电池稳压模式）95

习题95

第8章　直流-交流逆变器96

8.1 可再生能源供电系统对逆变器的技术要求96

8.2　逆变器的分类和电路结构96

8.2.1　逆变器的基本电路97

8.2.2　电力电子器件的分类97

8.3　常见逆变器交流输出类型98

8.3.1　方波逆变器98

8.3.2　阶梯波逆变器98

8.3.3　正弦波逆变器98

8.3.4　并网型逆变器99

8.3.5　几种功率转换电路的比较99

8.4　逆变器的控制电路100

8.5　逆变器的保护电路100

8.6　逆变器检测电路101

8.7　逆变器的显示与通信101

8.8　逆变器的主要技术性能指标101

习题103

第9章　可再生能源互补系统104

9.1 可再生能源互补系统概述104

9.1.1 开发可再生能源互补发电系统的意义104

9.1.2　互补系统的分类104

9.2　风光互补发电系统105

9.2.1　风光互补发电系统组成105

9.2.2　风光互补发电系统的合理配置105

9.3　风柴互补发电系统106

9.3.1 直流总线型风柴混合发电系统106

9.3.2　交流总线型风柴混合发电系统108

9.4　风光柴互补发电系统108

9.5　风水互补系统109

9.5.1　风水互补系统概念109

9.5.2　风水互补发电系统的设计110

9.6　柴油发电机基础110

9.6.1　柴油发电机110

9.6.2　汽油发电机111

9.6.3　柴油发电机组或汽油发电机组的选型112

9.7　互补系统的经济性112

9.8　科学合理地选择和设计可再生能源供电系统113

习题113

第10章 交流配电和局域电网115

10.1 可再生能源离网独立供电系统的构成和局域（村落）电网115

10.2　村落电网基本要求116

10.2.1　站内线路116

10.2.2　输配电线路116

10.3　交流配电116

10.3.1 可再生能源交流配电装置基本原理结构117

10.3.2　可再生能源交流配电装置的技术要求118

10.3.3 可再生能源交流配电装置的其他要求119

10.4　低压配电线路120

10.4.1　导线类型简介120

10.4.2　确定导线截面120

10.4.3　选择导线类型121

10.4.4　低压配电线路的其他组成部件121

10.5　接地和防雷121

10.5.1　雷击的危害121

10.5.2 可再生能源离网独立供电系统的防雷措施122

10.5.3 可再生能源离网独立供电系统的接地要求122

10.6　低压配电124

10.6.1 总配电盘124

10.6.2　定时控制配电盘124

10.6.3　户用配电盘125

10.7　用户负载126

10.7.1 电阻性负载126

10.7.2　感性负载126

10.7.3　典型负载应用126

习题127

第11章　户用系统129

11.1　专门设计的户用系统129

11.2　商品类户用系统130

11.2.1　太阳能户用系统131

11.2.2　商品类风能户用系统132

11.2.3　商品化风光互补户用系统133

习题133

第12章　风能太阳能社区供电系统设计134

12.1　负荷分析和负荷增长估算134

12.1.1　负荷类型134

12.1.2　负荷与用电量计算134

12.1.3　负荷增长评估135

12.2　选择适合的可再生能源发电技术136

12.3　发电系统的设计138

12.3.1　风力独立发电系统设计138

12.3.2　太阳能光伏发电系统设计139

12.3.3　可再生能源互补发电系统140

12.3.4　燃油后备供电设备的容量设计（使用柴油、汽油或其他燃料）141

12.4　系统综合设计142

12.4.1　蓄电池容量确定142

12.4.2　控制器142

12.4.3 DC/AC逆变器142

12.4.4　监测设备143

12.5　系统设计实例143

12.5.1　风力发电系统设计实例143

12.5.2　太阳能发电系统设计实例146

12.5.3　互补系统设计实例149

习题151

第13章　风能太阳能发电系统的安装和试运行152

13.1 风力发电系统的安装和试运行152

13.1.1　收货和搬运152

13.1.2　安装塔架时的安全性154

13.1.3　上倾拉索塔的安装154

13.1.4　拉索张力调整158

13.1.5　风力发电机的装配和系统吊装160

13.1.6　接线盒和控制器的连接161

13.1.7　试运行161

13.1.8　风力发电系统的验收162

13.2　安装太阳能系统162

13.2.1　安装准备162

13.2.2　工具和材料163

13.2.3　安装太阳电池方阵163

13.2.4　安装控制器和逆变器165

13.2.5　安装交流配电柜（箱）165

13.2.6　光伏系统布线166

13.2.7　光伏发电系统安装调试大纲167

13.3　风光互补系统的安装168

13.4　蓄电池组的安装169

13.4.1 安全第一169

13.4.2　安装蓄电池要领169

13.4.3　安装蓄电池组169

13.5　安装柴油发电机170

13.5.1　安装柴油发电机组170

13.5.2　安装／调试备用充电机170

习题171

第14章 风能太阳能发电系统的运行和维护保养172

14.1　风能太阳能供电系统的运行172

14.1.1　集中供电系统172

14.1.2　户用系统175

14.2　风能太阳能发电系统的维护保养175

14.2.1 风力发电机组的日常维护175

14.2.2　太阳能阵列的日常维护176

14.2.3 蓄电池的日常维护177

14.2.4　控制器、逆变器等电子设备的日常维护179

14.2.5　柴油发电机的日常维护179

14.2.6　输电线路的日常维护180

14.2.7　低压配电盘维护管理181

习题182

第15章　风能太阳能发电系统的故障诊断及处理183

15.1 风力发电机组的故障诊断及处理183

15.2　太阳能阵列的故障诊断及处理184

15.2.1　电池板组件的维护184

15.2.2　太阳能电池板支架185

15.3　蓄电池的故障诊断及处理185

15.4　控制器、逆变器等电子设备的故障诊断及处理188

15.4.1　充电控制器的常见故障188

15.4.2　逆变器的常见故障188

15.5　柴油发电机的故障诊断及处理188

15.6　局域电网的常见故障、原因和处理方法190

15.7　低压配电盘故障诊断及处理191

习题192

第16章　风能太阳能发电系统及电站安全193

16.1　安全概述193

16.2　基本安全信息193

16.2.1 系统电流和电压193

16.2.2　布线和断开要求193

16.2.3　接地194

16.2.4　可再生能源供电系统输出194

16.3　现场安全须知194

16.3.1　现场不安全因素194

16.3.2　现场工作安全要求195

习题197

参考文献198