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前言1

第1章 绪论1

1.1能源及其分类1

1.1.1一次能源与二次能源1

1.1.2可再生能源与非再生能源1

1.1.3常规能源与新能源1

1.2能源的计量单位与品质评价3

1.2.1能源的计量单位3

1.2.2能源的品质评价3

1.3开发利用可再生能源的必要性4

1.3.1能源形势4

1.3.2环境污染6

1.4可再生能源发电的基本特点和发展概况7

1.4.1全球可再生能源发电发展概况7

1.4.2中国可再生能源发电发展概况10

思考题与习题13

第2章 风力发电14

2.1概论14

2.1.1风能的转换与利用14

2.1.2风力发电系统的基本构成与类型15

2.2风16

2.2.1风的形成16

2.2.2风速与风力等级19

2.2.3风向与风频21

2.3风资源22

2.4风力机的基本原理与结构23

2.4.1风力机的基本类型23

2.4.2风力机的工作原理25

2.4.3风能利用系数28

2.4.4风力机的功率控制29

2.5风力发电机32

2.5.1风力发电机的主要类型32

2.5.2笼型异步发电机—恒速运行32

2.5.3双馈异步发电机—变速运行35

2.5.4低速永磁同步发电机—变速运行39

2.5.5风力发电机的最新发展43

2.6变桨系统与偏航系统46

2.6.1变桨系统46

2.6.2偏航系统48

2.7风力发电机组的运行与控制49

2.7.1控制目标49

2.7.2基本控制内容50

2.7.3定桨距恒速风力发电机组的运行与控制52

2.7.4变桨距恒速风力发电机组的运行与控制53

2.7.5变桨距变速风力发电机组的运行与控制55

2.8风力发电机组的低电压穿越61

2.8.1低电压穿越的基本概念及相关规范61

2.8.2低电压对风力发电机组的影响62

2.8.3低电压穿越技术63

思考题与习题65

第3章 太阳能发电67

3.1概述67

3.2太阳辐射69

3.2.1日地关系与太阳常数69

3.2.2太阳辐射入射角的计算70

3.2.3日出与日落时角71

3.2.4日照时间71

3.3中国的太阳能资源及分布情况72

3.4太阳能热发电技术73

3.4.1塔式太阳能热发电系统73

3.4.2槽式太阳能热发电系统79

3.4.3碟式太阳能热发电系统83

3.5太阳能光伏发电技术86

3.5.1太阳电池的分类87

3.5.2晶体硅太阳电池的发电原理89

3.5.3太阳电池的基本电学特性92

3.5.4太阳电池的等效电路95

3.5.5太阳电池最大功率点跟踪控制96

3.6太阳电池的建模与仿真100

3.7光伏系统的应用分类与设计实例102

3.7.1离网非户用系统103

3.7.2离网户用系统104

3.7.3光伏并网系统105

3.7.4混合系统106

3.7.5光伏并网系统设计107

3.7.6光伏离网系统设计108

思考题与习题112

第4章 海洋能发电113

4.1概述113

4.1.1海洋能的分类113

4.1.2海洋能的开发114

4.1.3中国海洋能资源及开发利用概况115

4.2海洋能发电技术117

4.2.1潮汐发电117

4.2.2波浪发电122

4.2.3海洋温差发电126

4.2.4海流发电128

4.2.5海洋盐差发电132

4.3海洋能发电的未来展望135

思考题与习题136

第5章 生物质发电137

5.1概述137

5.1.1生物质和生物质能137

5.1.2生物质能转化利用技术138

5.1.3中国的生物质资源139

5.2生物质燃烧发电技术140

5.2.1生物质燃烧技术141

5.2.2固体燃料成型技术143

5.2.3生物质燃烧热发电145

5.2.4生物质燃烧的污染排放与控制147

5.3生物质气化发电技术148

5.3.1生物质的气化技术148

5.3.2生物质气化发电152

5.3.3城市固体废弃物气化熔融技术153

5.4生物质生物转化发电技术155

5.4.1沼气发电155

5.4.2生物质燃料电池158

思考题与习题160

第6章 地热发电161

6.1概述161

6.1.1地热资源的分类162

6.1.2中国的地热资源162

6.1.3国内外地热资源开发利用的现状与前景164

6.2地热发电技术165

6.2.1地热发电的方式165

6.2.2世界典型地热电站介绍168

6.3地热能利用的制约因素和环境保护169

6.3.1常见的制约因素169

6.3.2对环境的影响171

思考题与习题172

第7章 可再生能源发电中的功率变换技术173

7.1功率半导体器件与驱动保护电路173

7.1.1功率半导体器件概述173

7.1.2功率二极管与晶闸管175

7.1.3全控型功率器件178

7.1.4功率器件的驱动与保护电路179

7.2交流—直流整流电路182

7.2.1单相桥式不可控整流电路182

7.2.2单相和三相可控整流电路183

7.2.3 PWM整流电路186

7.3基本直流一直流变换电路188

7.3.1降压式（Buck）变换电路188

7.3.2升压式（Boost）变换电路191

7.3.3升降压式（Boost-Buck）变换电路与库克电路（Cuk电路）192

7.4直流—交流逆变技术193

7.5大功率变流技术197

7.5.1电力电子器件的串并联技术198

7.5.2多电平变流技术199

7.6典型方案实例203

7.6.1光伏并网逆变器典型方案204

7.6.2不可控整流+晶闸管逆变方案205

7.6.3二极管整流+Boost+逆变方案205

7.6.4 PWM整流+逆变（背靠背双PWM）方案206

思考题与习题206

第8章 可再生能源发电中的电力储能技术208

8.1电力储能系统的作用和类型208

8.2蓄电池储能211

8.2.1常用蓄电池的类型211

8.2.2蓄电池的等效电路214

8.2.3蓄电池的主要特性214

8.2.4蓄电池的充放电控制216

8.3飞轮储能217

8.3.1飞轮储能概述217

8.3.2飞轮储能的原理218

8.3.3飞轮储能的结构218

8.4超导磁体储能220

8.5超级电容器储能222

8.5.1超级电容器的原理223

8.5.2超级电容器的特点和类型225

8.5.3超级电容器的应用226

思考题与习题229

附录230

附录A 常用单位230

附录B 主要符号表231

参考文献234