第1章 能源与能源互联网 1
1.1 能源的发展与现状 1
1.1.1 能源的发展 1
1.1.2 世界能源现状 2
1.1.3 中国能源现状 4
1.2 能源转换技术 6
1.3 能源存储与传输 7
1.4 能源互联网的提出 13
1.4.1 能源互联网的基本定义 14
1.4.2 能源互联网的特点 16
1.5 能源互联网的能源类型 18
1.6 能源互联网的系统结构 19
1.7 能源互联网的网络结构 21
1.7.1 电能网络 22
1.7.2 交通网络 23
1.7.3 热能网络 24
1.7.4 新能源网络 26
1.7.5 石化网络 26
1.8 能源互联网的通信结构 26
1.8.1 能源互联网中的软件结构 27
1.8.2 能源互联网的标准协议 29
1.9 本章小结 30
第2章 自能源 31
2.1 自能源的概念与结构 31
2.2 自能源的信息物理系统 31
2.2.1 自能源的信息物理特性 34
2.2.2 相互依存的信息物理网络 34
2.2.3 两层网络级联失效分析 36
2.3 自能源的能量管理与协调控制 37
2.3.1 自能源的能量管理 37
2.3.2 自能源的协调控制 39
2.4 自能源与能源市场 43
2.4.1 能源市场的交易机制 43
2.4.2 自能源的交易策略 44
2.5 本章小结 45
第3章 能量的标度与梯级利用 46
3.1 相关定义与定律 46
3.2 能量的标度 47
3.2.1 能量的性质 47
3.2.2 能量的单位 48
3.3 能量的量与质 49
3.3.1 能量的平衡方程 49
3.3.2 ？的平衡方程 50
3.3.3 EUD图像？分析方法 51
3.4 能源的特点 52
3.4.1 一次能源 52
3.4.2 二次能源 54
3.5 能源的梯级利用 55
3.5.1 物理能综合梯级利用 55
3.5.2 余热锅炉型联合循环 57
3.5.3 排气全燃型联合循环 58
3.5.4 化学能和物理能综合梯级利用 59
3.6 总能系统的全息特性 62
3.6.1 总能系统全息特性与全工况特性概念 62
3.6.2 总能系统全息特性的性能指标 63
3.7 本章小结 65
第4章 多能源转换路由器 66
4.1 能源路由器总述 66
4.2 电力能源路由器 67
4.2.1 电力能源路由器的总体框架 67
4.2.2 电力能源路由器的运行模式 69
4.2.3 电力能源路由器的功能需求 69
4.3 能源路由器中多能源网络接入 71
4.4 多能源转换路由器——能量枢纽 75
4.4.1 能量枢纽的模型 76
4.4.2 储能装置建模 78
4.4.3 能量枢纽的价值分析 80
4.4.4 基于能量枢纽的多能源系统优化规划与优化运行 80
4.5 本章小结 82
第5章 能源互联网的电力电子化 83
5.1 能源互联网与电力电子技术 83
5.2 AC-DC整流器 84
5.2.1 不控整流器 84
5.2.2 PWM整流器 86
5.2.3 PWM整流器的数学模型 88
5.2.4 PWM整流器的控制策略 90
5.3 DC-DC变换器 93
5.3.1 非隔离型电路 94
5.3.2 隔离型电路 95
5.3.3 双向Buck-Boost变换器 96
5.4 DC-AC逆变器 98
5.4.1 现有逆变器分类 98
5.4.2 逆变器的拓扑结构 99
5.4.3 不同类型逆变器的典型控制策略 100
5.4.4 并网逆变器的锁相环 105
5.5 AC-AC变流器 106
5.5.1 双PWM变频器 106
5.5.2 固态变压器 108
5.6 本章小结 113
第6章 能源转换中的电能转换 114
6.1 风力发电 114
6.1.1 风力发电概述 114
6.1.2 风力发电系统 115
6.1.3 风力发电系统的并网与控制 116
6.1.4 新型风力发电技术 118
6.1.5 风能在能源互联网中的地位 120
6.2 太阳能发电 120
6.2.1 太阳能发电概述 120
6.2.2 太阳能光伏发电 121
6.2.3 太阳能热发电 123
6.2.4 太阳能在能源互联网中的地位 124
6.3 生物质发电 124
6.3.1 生物质发电概述 124
6.3.2 沼气发电 126
6.3.3 生物质发电的并网 126
6.3.4 生物质能在能源互联网中的地位 127
6.4 燃气发电 127
6.4.1 燃气发电概述 127
6.4.2 燃气发电机 128
6.4.3 微型燃气轮机发电系统 128
6.4.4 天然气在能源互联网中的地位 129
6.5 水力发电 129
6.5.1 水力发电概述 129
6.5.2 水力发电站 129
6.5.3 水力发电机组 130
6.5.4 水轮机调速器系统 131
6.5.5 水能在能源互联网中的地位 132
6.6 火力发电 132
6.6.1 火力发电概述 133
6.6.2 火力发电厂 133
6.6.3 汽轮机 134
6.6.4 供热式汽轮机 135
6.6.5 余热发电技术 136
6.6.6 火力发电的发展方向 137
6.7 其他能源发电 137
6.7.1 地热能发电 137
6.7.2 核能发电与应用技术 138
6.7.3 潮汐能发电与应用技术 138
6.8 本章小结 139
第7章 能源转换中的热能转换 140
7.1 地热能 140
7.1.1 浅层地热能利用 140
7.1.2 深层地热能的特点与利用 144
7.2 余热能 145
7.2.1 工业余热能简介 145
7.2.2 工业余热利用技术 145
7.3 热泵技术 148
7.3.1 空气源热泵系统 148
7.3.2 水源热泵系统 149
7.3.3 地源热泵系统 149
7.3.4 太阳空气双源热泵系统 149
7.3.5 水环热泵空调系统 151
7.3.6 高温热泵技术 151
7.4 热电联产技术 153
7.5 本章小结 157
第8章 能源互联网中的其他能源相互转换 158
8.1 源头蓄能 158
8.2 冗余电能转换 159
8.2.1 非并网风电理论 160
8.2.2 非并网风电海水淡化技术 161
8.3 可再生能源间的相互转换 163
8.3.1 水电解制氢 164
8.3.2 生物质制氢 165
8.3.3 太阳能制氢 167
8.3.4 等离子化学法制氢 168
8.4 可再生能源制化石能源 170
8.4.1 新能源制煤 170
8.4.2 新能源制油 172
8.4.3 新能源制气 176
8.5 本章小结 178
第9章 能量存储与传输技术 179
9.1 能量存储技术 179
9.1.1 蓄电池储能 180
9.1.2 超级电容器储能 182
9.1.3 压缩空气储能 183
9.1.4 飞轮储能 184
9.1.5 抽水蓄能 185
9.1.6 热能存储 185
9.1.7 氢储能 186
9.2 储能技术在能源互联网中的作用 187
9.2.1 电网调峰调频 187
9.2.2 支撑高比例可再生能源发电电网的运行 188
9.2.3 电质量与可靠性 189
9.2.4 社区或家庭备用电源 189
9.2.5 微网储能 189
9.2.6 电动汽车 190
9.3 能量传输技术 190
9.3.1 交流电能传输 191
9.3.2 直流电能传输 192
9.3.3 无线电能传输 192
9.3.4 热传输 193
9.4 其他形式的能量存储与传输 193
9.5 本章小结 194
参考文献 195