海洋波浪與潮流能電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
定 價(jià)：119 元
叢書(shū)名：新能源開(kāi)發(fā)與利用叢書(shū)
- 作者：劉星寧
- 出版時(shí)間：2018/11/1
- ISBN：9787111601579
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TM612
- 頁(yè)碼：308
- 紙張：
- 版次：
- 開(kāi)本：16開(kāi)
海洋可再生能源完全綠色、 無(wú)溫室氣體排放，儲(chǔ)量豐富，分布廣泛。政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)與國(guó)際能源署的報(bào)告均指出，海洋能將成為未來(lái)可再生能源供給中的重要組成部分，在應(yīng)對(duì)全球氣候變化與傳統(tǒng)化石能源衰竭等方面都將發(fā)揮重要作用。海洋能屬于新興產(chǎn)業(yè)，發(fā)展迅速。預(yù)計(jì)在未來(lái)10～20年中，歐洲、美國(guó)、亞洲與南美洲都將出現(xiàn)吉瓦級(jí)的商業(yè)化項(xiàng)目。
《海洋波浪與潮流能電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)》從電氣工程師的角度出發(fā)，主要針對(duì)離岸波浪能與潮流能發(fā)電場(chǎng)并網(wǎng)與輸配電問(wèn)題展開(kāi)內(nèi)容，涉及發(fā)電機(jī)的選擇與功率定級(jí)、電力存儲(chǔ)、臍帶纜與陣列布置、數(shù)值建模與仿真技術(shù)、控制理論與實(shí)現(xiàn)策略、電力系統(tǒng)及海洋能電氣系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題等。
譯者序
原書(shū)前言
致謝
貢獻(xiàn)者名單
第1章 引言1
第2章海洋能裝置中的發(fā)電機(jī)3
2.1引言3
2.2發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系選擇綜述4
2.2.1定速方案4
2.2.2變速方案5
2.3 海洋能裝置發(fā)電機(jī)功能綜述6
2.3.1能量轉(zhuǎn)換7
2.3.2原動(dòng)機(jī)效率優(yōu)化7
2.3.3功率平滑7
2.3.4裝置阻尼控制7
2.4波浪能系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)8
2.4.1電刷運(yùn)行8
2.4.2運(yùn)行與維護(hù)8
2.4.3腐蝕環(huán)境10
2.4.4機(jī)械問(wèn)題10
2.4.5波浪能裝置需求分類10
2.5潮流能系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)12
2.5.1潮流與潮流能轉(zhuǎn)換裝置特征13
2.5.2發(fā)電機(jī)系統(tǒng)規(guī)格16
2.6海洋能裝置發(fā)電機(jī)控制的電力電子學(xué)19
2.6.1全橋變速配置中背靠背變流器的控制19
2.6.2發(fā)電機(jī)側(cè)變流器控制20
2.6.3電網(wǎng)側(cè)變流器控制24
2.6.4變速驅(qū)動(dòng)的容錯(cuò)運(yùn)行28
2.7結(jié)論30
2.8參考文獻(xiàn)30
第3章 臍帶纜與陣列布置35
3.1并網(wǎng)布置界定35
3.1.1引言35
3.1.2一般要求與制約因素36
3.1.3陣列布置界定38
3.1.4輸電方案42
3.1.5輸電模型44
3.1.6輸電效率46
3.1.7輸電電纜設(shè)計(jì)49
3.2并網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施工程50
3.2.1連接點(diǎn)界定51
3.2.2并網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施組成52
3.2.3連接單元的概念性替代方案53
3.3動(dòng)態(tài)電纜與連接器設(shè)計(jì)60
3.3.1參考標(biāo)準(zhǔn)與指南60
3.3.2典型海底電纜的組成61
3.3.3臍帶纜組件的初步界定與設(shè)計(jì)65
3.3.4臍帶纜的力學(xué)模型與驗(yàn)證75
3.3.5海洋能裝置的連接器78
3.3.6輔助組件79
3.3.7臍帶纜連接的動(dòng)力學(xué)分析82
3.3.8建議與結(jié)論85
3.4參考文獻(xiàn)85
第4章并網(wǎng)（第一部分）：電力系統(tǒng)與波浪能裝置的相互作用90
4.1引言90
4.2波浪能發(fā)電與電網(wǎng)之間的相互作用90
4.2.1發(fā)電功率特性91
4.2.2離岸與近岸的高壓交流輸電92
4.2.3功率平滑93
4.2.4儲(chǔ)能設(shè)備影響95
4.2.5功率振蕩對(duì)保護(hù)設(shè)備的影響95
4.2.6功率振蕩對(duì)電壓的影響97
4.2.7無(wú)功功率控制98
4.2.8功率振蕩對(duì)頻率的影響98
4.2.9調(diào)速器控制102
4.3海洋能系統(tǒng)離網(wǎng)運(yùn)行104
4.3.1偏遠(yuǎn)地區(qū)電氣化系統(tǒng)方案104
4.3.2原型裝置的離網(wǎng)測(cè)試系統(tǒng)105
4.4結(jié)論105
4.5參考文獻(xiàn)106
第5章并網(wǎng)（第二部分）：電能質(zhì)量108
5.1波形的電能質(zhì)量108
5.1.1引言108
5.1.2電壓108
5.1.3頻率116
5.1.4長(zhǎng)時(shí)間中斷117
5.2供電電能質(zhì)量118
5.2.1接地/中性點(diǎn)處理118
5.2.2電壓控制與支撐118
5.2.3功率輸出可控性118
5.2.4頻率備用響應(yīng)120
5.2.5低電壓故障穿越121
5.2.6黑啟動(dòng)能力123
5.2.7抄表/遙測(cè)與遙控123
5.2.8電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的斷網(wǎng)權(quán)123
5.3指南與標(biāo)準(zhǔn)124
5.3.1引言124
5.3.2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)125
5.3.3英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)127
5.4結(jié)論127
5.5參考文獻(xiàn)128
第6章并網(wǎng)（第三部分）：案例研究130
6.1引言130
6.2案例研究：潮流能SeaGen裝置130
6.2.1引言130
6.2.2測(cè)試方法132
6.2.3SeaGen裝置與類似風(fēng)機(jī)的電能質(zhì)量性能對(duì)比138
6.2.4結(jié)論141
6.3案例研究：波浪能141
6.3.1引言141
6.3.2點(diǎn)吸收式波浪能陣列場(chǎng)對(duì)BIMEP與AMETS局地電網(wǎng)的影響142
6.3.3將閃變等級(jí)視為測(cè)試場(chǎng)短路特征函數(shù)的分析150
6.4波浪能容量161
6.4.1容量因子與容量值: 發(fā)電系統(tǒng)測(cè)量的充分性161
6.4.2容量值計(jì)算163
6.4.3實(shí)例研究：愛(ài)爾蘭164
6.5參考文獻(xiàn)170
第7章電能存儲(chǔ)系統(tǒng)175
7.1引言175
7.2儲(chǔ)能動(dòng)機(jī)175
7.2.1功率平滑175
7.2.2低電壓穿越 (LVRT)177
7.2.3輔助服務(wù)177
7.3儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用方式177
7.3.1波浪能陣列場(chǎng)應(yīng)用儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法178
7.3.2儲(chǔ)能系統(tǒng)在單臺(tái)波浪能發(fā)電裝置中的應(yīng)用178
7.3.3離岸WEC電功率攝取系統(tǒng)中的儲(chǔ)能策略182
7.4電能存儲(chǔ)——技術(shù)描述183
7.4.1超導(dǎo)磁儲(chǔ)能 (SMES)183
7.4.2電池184
7.4.3超級(jí)電容184
7.4.4電容184
7.4.5技術(shù)比較185
7.5儲(chǔ)能系統(tǒng)（ESS）實(shí)例研究186
7.6電儲(chǔ)能相關(guān)問(wèn)題193
7.6.1循環(huán)法194
7.6.2老化模型202
7.7根據(jù)性能準(zhǔn)則確定電容規(guī)模203
7.7.1平滑質(zhì)量準(zhǔn)則203
7.8參考文獻(xiàn)209
第8章 控制系統(tǒng)——設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)214
8.1控制方案概述214
8.1.1引言214
8.1.2什么是控制215
8.1.3海洋能中的控制系統(tǒng)220
8.1.4結(jié)論222
8.2控制策略對(duì)潮流能裝置中電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響222
8.2.1潮流能攝取的通用控制策略223
8.2.2定速變槳潮流能發(fā)電機(jī)224
8.2.3變速定槳水輪機(jī)224
8.2.4潮流能水輪機(jī)控制226
8.3控制策略對(duì)波浪能裝置中電氣系統(tǒng)的影響230
8.3.1引言230
8.3.2控制方案與WEC電氣系統(tǒng)的關(guān)系230
8.3.3效率對(duì)功率攝取的影響235
8.3.4討論237
8.4參考文獻(xiàn)237
第9章 建模與仿真技術(shù)244
9.1潮流能發(fā)電裝置的全過(guò)程建模244
9.1.1建模需求245
9.1.2資源建模246
9.1.3水平軸水輪機(jī)水動(dòng)力學(xué)模型247
9.1.4傳動(dòng)系模型248
9.1.5發(fā)電機(jī)模型250
9.1.6系統(tǒng)全局模型251
9.2波浪能發(fā)電裝置的全過(guò)程建模252
9.2.1性能分析252
9.2.2并網(wǎng)分析254
9.3電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型255
9.3.1電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型255
9.3.2模型開(kāi)發(fā)與分析256
9.3.3風(fēng)電產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)258
9.3.4海洋能產(chǎn)業(yè)需求260
9.4參考文獻(xiàn)261
第10章 海洋能電氣系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)264
10.1海洋能電氣系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)學(xué)挑戰(zhàn)與優(yōu)化264
10.1.1海洋能電氣系統(tǒng)簡(jiǎn)介與組成264
10.1.2電氣系統(tǒng)組件的預(yù)期成本265
10.1.3海洋能電氣系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)266
10.1.4海洋能電氣系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化269
10.1.5海洋能電氣系統(tǒng)的成本削減272
10.2海洋能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性與電力成本276
10.2.1引言276
10.2.2資本支出277
10.2.3運(yùn)營(yíng)成本281
10.2.4拆撤與回收成本283
10.2.5收益方法：補(bǔ)貼與可再生能源義務(wù)證書(shū)283
10.2.6經(jīng)濟(jì)投入因子285
10.2.7債權(quán)比286
10.2.8經(jīng)濟(jì)指標(biāo)287
10.2.9技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方法與工具289
10.3參考文獻(xiàn)290
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