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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