海洋波浪與潮流能電氣系統(tǒng)設(shè)計

定　價：￥119.00

作　者：	Raymond，Alcorn，Dara O’Sullivan 著，劉臻，黎明譯
出版社：	機械工業(yè)出版社
叢編項：	新能源開發(fā)與利用叢書
標(biāo)　簽：	暫缺

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ISBN：	9787111601579	出版時間：	2018-11-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	297	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　海洋可再生能源完全綠色、無溫室氣體排放，儲量豐富，分布廣泛。政府間氣候變化專門委員會與國際能源署的報告均指出，海洋能將成為未來可再生能源供給中的重要組成部分，在應(yīng)對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)計在未來10～20年中，歐洲、美國、亞洲與南美洲都將出現(xiàn)吉瓦級的商業(yè)化項目?！逗Ｑ蟛ɡ伺c潮流能電氣系統(tǒng)設(shè)計》從電氣工程師的角度出發(fā)，主要針對離岸波浪能與潮流能發(fā)電場并網(wǎng)與輸配電問題展開內(nèi)容，涉及發(fā)電機的選擇與功率定級、電力存儲、臍帶纜與陣列布置、數(shù)值建模與仿真技術(shù)、控制理論與實現(xiàn)策略、電力系統(tǒng)及海洋能電氣系統(tǒng)的經(jīng)濟問題等。

作者簡介

　　Ray Alcorn博士，時任愛爾蘭科克大學(xué)水利與海洋研究中心執(zhí)行主任，該中心的研究覆蓋波浪、潮流與海上風(fēng)能的各個應(yīng)用領(lǐng)域。Alcorn博士從15年前電氣工程本科階段學(xué)習(xí)開始接觸海洋能，在研究生階段加入了貝爾法斯特女王大學(xué)的海洋能團隊。他后來進入工業(yè)界，主要從事全尺度波浪能電站的設(shè)計、投放與運行維護。Alcorn博士加入愛爾蘭海洋能產(chǎn)業(yè)協(xié)會后，一直擔(dān)任秘書長至今。目前，他還作為國際能源署海洋能系統(tǒng)（IEA-OES）的專家負責(zé)執(zhí)行相關(guān)協(xié)議，以及國際電工委員會（IEC）專家團成員編制海洋能領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)。 Dara O'Sullivan，作為愛爾蘭科克大學(xué)水利與海洋研究中心高級博士后研究人員，主要負責(zé)海洋能開發(fā)、功率變換與控制、電動機控制與并網(wǎng)電力電子技術(shù)中的電力學(xué)部分。他作為電力系統(tǒng)與并網(wǎng)方面的專家，參與了國際能源署海洋能系統(tǒng)協(xié)議執(zhí)行與國際電工委員會的海洋能標(biāo)準(zhǔn)編制。他在開發(fā)世界上個波浪能與潮流能電力系統(tǒng)的動態(tài)并網(wǎng)模型中發(fā)揮了重要作用。

圖書目錄

譯者序
原書前言
致謝
貢獻者名單
第1章引言1
第2章海洋能裝置中的發(fā)電機3
2.1引言3
2.2發(fā)電機傳動系選擇綜述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)電機功能綜述6
2.3.1能量轉(zhuǎn)換7
2.3.2原動機效率優(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8
2.4.1電刷運行8
2.4.2運行與維護8
2.4.3腐蝕環(huán)境10
2.4.4機械問題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)電機系統(tǒng)規(guī)格16
2.6海洋能裝置發(fā)電機控制的電力電子學(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)動的容錯運行28
2.7結(jié)論30
2.8參考文獻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49
3.2并網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施工程50
3.2.1連接點界定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動態(tài)電纜與連接器設(shè)計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65
3.3.4臍帶纜的力學(xué)模型與驗證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臍帶纜連接的動力學(xué)分析82
3.3.8建議與結(jié)論85
3.4參考文獻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儲能設(shè)備影響95
4.2.5功率振蕩對保護設(shè)備的影響95
4.2.6功率振蕩對電壓的影響97
4.2.7無功功率控制98
4.2.8功率振蕩對頻率的影響98
4.2.9調(diào)速器控制102
4.3海洋能系統(tǒng)離網(wǎng)運行104
4.3.1偏遠地區(qū)電氣化系統(tǒng)方案104
4.3.2原型裝置的離網(wǎng)測試系統(tǒng)105
4.4結(jié)論105
4.5參考文獻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長時間中斷117
5.2供電電能質(zhì)量118
5.2.1接地/中性點處理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黑啟動能力123
5.2.7抄表/遙測與遙控123
5.2.8電網(wǎng)運營商的斷網(wǎng)權(quán)123
5.3指南與標(biāo)準(zhǔn)124
5.3.1引言124
5.3.2國際標(biāo)準(zhǔn)125
5.3.3英國標(biāo)準(zhǔn)127
5.4結(jié)論127
5.5參考文獻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測試方法132
6.2.3SeaGen裝置與類似風(fēng)機的電能質(zhì)量性能對比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點吸收式波浪能陣列場對BIMEP與AMETS局地電網(wǎng)的影響142
6.3.3將閃變等級視為測試場短路特征函數(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)測量的充分性161
6.4.2容量值計算163
6.4.3實例研究：愛爾蘭164
6.5參考文獻170
第7章電能存儲系統(tǒng)175
7.1引言175
7.2儲能動機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儲能系統(tǒng)的應(yīng)用方式177
7.3.1波浪能陣列場應(yīng)用儲能系統(tǒng)的方法178
7.3.2儲能系統(tǒng)在單臺波浪能發(fā)電裝置中的應(yīng)用178
7.3.3離岸WEC電功率攝取系統(tǒng)中的儲能策略182
7.4電能存儲——技術(shù)描述183
7.4.1超導(dǎo)磁儲能 (SMES)183
7.4.2電池184
7.4.3超級電容184
7.4.4電容184
7.4.5技術(shù)比較185
7.5儲能系統(tǒng)（ESS）實例研究186
7.6電儲能相關(guān)問題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209
第8章控制系統(tǒng)——設(shè)計與實現(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控制策略對潮流能裝置中電氣系統(tǒng)設(shè)計的影響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224
8.2.3變速定槳水輪機224
8.2.4潮流能水輪機控制226
8.3控制策略對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效率對功率攝取的影響235
8.3.4討論237
8.4參考文獻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水平軸水輪機水動力學(xué)模型247
9.1.4傳動系模型248
9.1.5發(fā)電機模型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)動態(tài)模型255
9.3.1電力系統(tǒng)的動態(tài)模型255
9.3.2模型開發(fā)與分析256
9.3.3風(fēng)電產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗258
9.3.4海洋能產(chǎn)業(yè)需求260
9.4參考文獻261
第10章海洋能電氣系統(tǒng)經(jīng)濟學(xué)264
10.1海洋能電氣系統(tǒng)的經(jīng)濟學(xué)挑戰(zhàn)與優(yōu)化264
10.1.1海洋能電氣系統(tǒng)簡介與組成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)濟挑戰(zhàn)266
10.1.4海洋能電氣系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)化269