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儲能科學與技術叢書燃料電池的建模與控制及其在分布式發電中的應用 版權信息
- ISBN：9787111614548
- 條形碼：9787111614548 ; 978-7-111-61454-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
儲能科學與技術叢書燃料電池的建模與控制及其在分布式發電中的應用 本書特色
本書中所有的模型在PSpice和MATLAB中都有建立，同時在書中給出了該書所有模型的仿真文件
儲能科學與技術叢書燃料電池的建模與控制及其在分布式發電中的應用 內容簡介
燃料電池技術近年來得到了快速的發展，尤其是在分布式發電的應用領域。本書除介紹質子交換膜燃料電池的建模外，還介紹了固體氧化物燃料電池和電解器的模型，同時分析了用于燃料電池的電力電子接口電路、并網型和獨立型燃料電池發電系統的控制、混合型燃料電池能量系統，以及對燃料電池的挑戰與展望。值得肯定的是，本書中所有的模型在PSpice和MATLAB中都有建立，同時在書中給出了本書所有模型的仿真文件。本書對從事分布式發電、燃料電池方面工作的技術人員以及相關專業的高校師生，將會提供極大的幫助。
儲能科學與技術叢書燃料電池的建模與控制及其在分布式發電中的應用 目錄
譯者序
原書前言
原書致謝
第1章緒論1
11背景：美國電網的形成與重構簡介2
12電力管制放開和分布式發電5
13分布式電源的類型6
14燃料電池分布式電源8
15氫能經濟11
151簡介11
152轉型到氫能經濟的挑戰12
153氫的生產12
154氫能的存儲和配送16
155美國能源部的與氫有關的活動16
156本書的任務18
參考文獻20
第2章燃料電池的工作原理22
21引言23
22元素的化學能與熱能23
23熱力學基礎24
231熱力學**定律24
232熱力學第二定律24
24電化學基礎26
241吉布斯自由能26
25化學反應中的能量平衡27
26能斯特方程28
27燃料電池的基礎29
28燃料電池的類型30
29燃料電池等效電路39
210雙電層電容效應40
211總結41
參考文獻42
第3章質子交換膜燃料電池的動態建模與仿真43
31引言: 燃料電池動態模型的需求44
32專門術語（PEMFC）44
33PEMFC的動態模型建立47
燃料電池的建模與控制及其在分布式發電中的應用目錄331電極上的氣體擴散48
332物質守恒50
333PEMFC的輸出電壓50
334PEMFC的電壓降51
335PEMFC熱力學平衡53
34PEMFC的模型結構54
35PEMFC的等效電路模型55
36PEMFC模型的驗證59
參考文獻64
第4章固體氧化物燃料電池的動態建模與仿真65
41引言66
42術語（SOFC）66
43SOFC動態建模68
431有效分壓69
432物質守恒71
433SOFC輸出電壓72
434管狀SOFC的熱力學能量平衡76
44SOFC動態模型結構78
45恒定燃料流量操作下SOFC模型的響應特性79
451穩態特性79
452動態響應81
46恒定燃料利用率模式下的SOFC模型響應85
461穩態特性86
462動態響應87
參考文獻88
第5章電解槽的運行原理和建模90
51電解槽的運行原理91
52電解槽的動態建模92
521電解槽的靜態（V-I）特性93
522制氫速率的建模93
523電解槽的熱模型94
53電解槽模型的實現95
參考文獻97
第6章應用于燃料電池的功率變換器98
61引言99
62功率半導體開關器件的概述100
621二極管100
622晶閘管100
623雙極結型晶體管101
624金屬-氧化物半導體場效應晶體管102
625門極可關斷晶閘管103
626絕緣柵雙極型晶體管103
627MOS控制晶閘管104
63AC/DC整流器105
631電路拓撲105
632三相可控整流器的簡化模型107
64DC/DC變換器110
641升壓變換器110
642降壓變換器114
65三相DC/AC逆變器117
651電路拓撲117
652狀態空間模型119
653abc/dq變換122
654dq坐標系下狀態空間模型123
655三相VSI的理想模型124
參考文獻127
第7章并網型燃料電池發電系統的控制128
71引言129
72并網系統的配置129
721PEMFC單元的配置130
722SOFC單元的配置131
73DC/DC變換器和逆變器的控制器的設計132
731升壓DC/DC變換器電路和控制器的設計132
732三相VSI的控制器的設計136
74仿真結果143
741期望輸出到電網的有功和無功功率——重載143
742輕載情況下向電網輸出有功功率、從電網吸收無功功率146
743燃料電池的負載性能跟隨分析150
744故障分析152
75總結154
參考文獻154
第8章獨立型燃料電池發電系統的控制157
81引言158
82系統描述和控制策略158
83減緩負載瞬變控制159
831鉛酸蓄電池的電路模型160
832電池充/放電控制器161
833濾波器的設計162
84仿真結果163
841負載的暫態變化163
842負載瞬變減緩166
843蓄電池充/放電控制器170
85總結172
參考文獻172
第9章基于混合燃料電池的能源系統案例研究174
91引言175
92混合電子接口系統176
921直流耦合系統176
922交流耦合系統178
923不同于并網系統的獨立運行系統178
93熱電混合運行模式下的燃料電池179
94案例研究Ⅰ：風能-光伏-燃料電池混合式獨立發電系統180
941系統結構180
942系統單元規格182
943系統組件特性185
944系統控制186
945仿真結果191
95案例研究Ⅱ：混合運行模式SOFC的效率評估196
951熱力學定律與SOFC效率196
952氫燃料熱值200
953SOFC電效率201
954混合熱電聯產運行模式SOFC的效率202
96總結204
參考文獻204
第10章燃料電池目前的挑戰和發展趨勢210
101引言211
102燃料電池系統運行211
1021燃料處理器211
1022燃料電池堆212
1023功率調節器系統213
1024發電廠平衡(BOP)系統215
103當前的挑戰和機遇216
1031成本216
1032燃料和燃料基礎設施216
1033材料和制造217
104美國燃料電池研發項目218
1041美國能源部的SOFC相關項目218
105燃料電池的未來：綜述和作者的觀點219
參考文獻220
附錄運行PEMFC、SOFC模型及其分布式發電應用模型的指南223
原書前言
原書致謝
第1章緒論1
11背景：美國電網的形成與重構簡介2
12電力管制放開和分布式發電5
13分布式電源的類型6
14燃料電池分布式電源8
15氫能經濟11
151簡介11
152轉型到氫能經濟的挑戰12
153氫的生產12
154氫能的存儲和配送16
155美國能源部的與氫有關的活動16
156本書的任務18
參考文獻20
第2章燃料電池的工作原理22
21引言23
22元素的化學能與熱能23
23熱力學基礎24
231熱力學**定律24
232熱力學第二定律24
24電化學基礎26
241吉布斯自由能26
25化學反應中的能量平衡27
26能斯特方程28
27燃料電池的基礎29
28燃料電池的類型30
29燃料電池等效電路39
210雙電層電容效應40
211總結41
參考文獻42
第3章質子交換膜燃料電池的動態建模與仿真43
31引言: 燃料電池動態模型的需求44
32專門術語（PEMFC）44
33PEMFC的動態模型建立47
燃料電池的建模與控制及其在分布式發電中的應用目錄331電極上的氣體擴散48
332物質守恒50
333PEMFC的輸出電壓50
334PEMFC的電壓降51
335PEMFC熱力學平衡53
34PEMFC的模型結構54
35PEMFC的等效電路模型55
36PEMFC模型的驗證59
參考文獻64
第4章固體氧化物燃料電池的動態建模與仿真65
41引言66
42術語（SOFC）66
43SOFC動態建模68
431有效分壓69
432物質守恒71
433SOFC輸出電壓72
434管狀SOFC的熱力學能量平衡76
44SOFC動態模型結構78
45恒定燃料流量操作下SOFC模型的響應特性79
451穩態特性79
452動態響應81
46恒定燃料利用率模式下的SOFC模型響應85
461穩態特性86
462動態響應87
參考文獻88
第5章電解槽的運行原理和建模90
51電解槽的運行原理91
52電解槽的動態建模92
521電解槽的靜態（V-I）特性93
522制氫速率的建模93
523電解槽的熱模型94
53電解槽模型的實現95
參考文獻97
第6章應用于燃料電池的功率變換器98
61引言99
62功率半導體開關器件的概述100
621二極管100
622晶閘管100
623雙極結型晶體管101
624金屬-氧化物半導體場效應晶體管102
625門極可關斷晶閘管103
626絕緣柵雙極型晶體管103
627MOS控制晶閘管104
63AC/DC整流器105
631電路拓撲105
632三相可控整流器的簡化模型107
64DC/DC變換器110
641升壓變換器110
642降壓變換器114
65三相DC/AC逆變器117
651電路拓撲117
652狀態空間模型119
653abc/dq變換122
654dq坐標系下狀態空間模型123
655三相VSI的理想模型124
參考文獻127
第7章并網型燃料電池發電系統的控制128
71引言129
72并網系統的配置129
721PEMFC單元的配置130
722SOFC單元的配置131
73DC/DC變換器和逆變器的控制器的設計132
731升壓DC/DC變換器電路和控制器的設計132
732三相VSI的控制器的設計136
74仿真結果143
741期望輸出到電網的有功和無功功率——重載143
742輕載情況下向電網輸出有功功率、從電網吸收無功功率146
743燃料電池的負載性能跟隨分析150
744故障分析152
75總結154
參考文獻154
第8章獨立型燃料電池發電系統的控制157
81引言158
82系統描述和控制策略158
83減緩負載瞬變控制159
831鉛酸蓄電池的電路模型160
832電池充/放電控制器161
833濾波器的設計162
84仿真結果163
841負載的暫態變化163
842負載瞬變減緩166
843蓄電池充/放電控制器170
85總結172
參考文獻172
第9章基于混合燃料電池的能源系統案例研究174
91引言175
92混合電子接口系統176
921直流耦合系統176
922交流耦合系統178
923不同于并網系統的獨立運行系統178
93熱電混合運行模式下的燃料電池179
94案例研究Ⅰ：風能-光伏-燃料電池混合式獨立發電系統180
941系統結構180
942系統單元規格182
943系統組件特性185
944系統控制186
945仿真結果191
95案例研究Ⅱ：混合運行模式SOFC的效率評估196
951熱力學定律與SOFC效率196
952氫燃料熱值200
953SOFC電效率201
954混合熱電聯產運行模式SOFC的效率202
96總結204
參考文獻204
第10章燃料電池目前的挑戰和發展趨勢210
101引言211
102燃料電池系統運行211
1021燃料處理器211
1022燃料電池堆212
1023功率調節器系統213
1024發電廠平衡(BOP)系統215
103當前的挑戰和機遇216
1031成本216
1032燃料和燃料基礎設施216
1033材料和制造217
104美國燃料電池研發項目218
1041美國能源部的SOFC相關項目218
105燃料電池的未來：綜述和作者的觀點219
參考文獻220
附錄運行PEMFC、SOFC模型及其分布式發電應用模型的指南223
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