套装 高效可再生能源发电系统并网技术+风光新能源发电先进预测技术+新能源消纳的有效安全域及应用 套装全3册 新能源发

商品名称：

新能源发电前沿技术系列 全3册

作 者：

"[美]吉尔伯特·M.马斯特斯 (Gilbert M. Masters) 著； 王宾"； 杨明 李鹏 于一潇； 杨明 于一潇 李梦林

市 场 价：

318.00元

ISBN 号：

9787111621003； 9787111739678； 9787111742319

出版日期：

2019年7月

出 版 社：

机械工业出版社

高效可再生能源发电系统及并网技术（原书第2版）

目 录

译者的话

原书前言

第１章 美国电力工业史１  

１１ 电磁学：电力基本知识１  

１２ 爱迪生和西屋的早期之争２  

１３ 电力公司的监管制度４  

１３１ １９３５年公用事业控股公司法案４  

１３２ １９７８年公用事业管理政策法案５  

１３３ 公用发电与自用发电５  

１３４ 向非公用事业发电厂开放电网６  

１３５ 竞争性市场的出现７  

１４ 电力基础设施：电网１１  

１４１ 北美电网１１  

１４２ 电力供需平衡１３  

１４３ 电网稳定性１６  

１４４ 行业数据１７  

１５ 电力基础设施：发电２０  

１５１ 基荷蒸汽发电厂２１  

１５２ 燃煤蒸汽发电厂２２  

１５３ 燃气轮机发电２５  

１５４ 联合循环发电厂２６  

１５５ 综合气化联合循环发电厂２６  

１５６ 核能发电２８  

１６ 常规发电厂相关财务知识３１  

１６１ 年度固定成本３１  

１６２ 均化发电成本３３  

１６３ 筛选曲线３５  

１６４ 负荷时间曲线３６  

１６５ 碳成本和其他外部费用３９  

１７ 小结４０  

参考文献４０  

第２章 电路、磁路基础４２  

２１ 电路简介４２  

２２ 重要电气量定义４３  

２２１ 电荷４３ 

Ⅷ 高效可再生能源发电系统及并网技术（原书第２版） 

２２２ 电流４３  

２２３ 基尔霍夫电流定律４４  

２２４ 电压４６  

２２５ 基尔霍夫电压定律４６  

２２６ 功率４７  

２２７ 功（能量） ４７  

２２８ 小结４８  

２３ 理想电压源、电流源４８  

２３１ 理想电压源４８  

２３２ 理想电流源４９  

２４ 电阻４９  

２４１ 欧姆定律４９  

２４２ 电阻串联５０  

２４３ 电阻并联５１  

２４４ 分压器５２  

２４５ 导线电阻５３  

２５ 电容５７  

２６ 磁路简介５９  

２６１ 电磁变换５９  

２６２ 磁路６０  

２７ 电感６２  

２７１ 电感的物理特性６２  

２７２ 电感的电磁特性６４  

２８ 变压器６６  

２８１ 理想变压器６７  

２８２ 励磁损耗６９  

第３章 电力系统基础７２  

３１ 电压和电流有效值７２  

３２ 正弦电压激励下的理想元件７４  

３２１ 理想电阻７４  

３２２ 理想电容７６  

３２３ 理想电感７８  

３２４ 阻抗７９  

３３ 功率因数８２  

３３１ 功率三角形８３  

３３２ 功率因数调整８５  

３４ 单相三线制居民供电８６  

３５ 三相供电系统８９  

３５１ 对称性联结供电系统８９ 

目 录 Ⅸ

３５２ △联结三相供电系统９４  

３６ 同步发电机９５  

３６１ 旋转磁场９６  

３６２ 同步发电机相量模型９８  

３７ 输电和配电９９  

３７１ 输配电网损９９  

３７２ 输配电系统中的无功功率Ｑ １０２  

３７３ 有功功率和无功功率对线路压降的影响１０３  

３８ 电能质量１０６  

３８１ 谐波简介１０７  

３８２ 总谐波畸变１０９  

３８３ 谐波与中线过载１１０  

３８４ 变压器内部谐波１１２  

３９ 电力电子学１１２  

３９１ 交流－直流变换１１２  

３９２ 直流－直流变换１１５  

３９３ 直流－交流逆变１１９  

３１０ 背靠背电压源变换器１２１  

参考文献１２２  

第４章 太阳能资源１２３  

４１ 太阳光谱１２３  

４２ 地球轨道１２６  

４３ 正午太阳高度角１２８  

４４ 一天中任意时刻的太阳位置１３１  

４５ 用于遮蔽分析的太阳轨迹图１３４  

４６ 利用阴影图进行遮蔽分析１３６  

４７ 太阳时与时钟时１３９  

４８ 日升日落１４１  

４９ 晴天太阳直射１４３  

４１０ 晴天日照强度１４６  

４１０１ 直射辐射１４６  

４１０２ 散射辐射１４７  

４１０３ 反射辐射１４９  

４１０４ 太阳跟踪系统１５０  

４１１ 月均晴天日照强度１５５  

４１２ 太阳辐射测量１５９  

４１３ 正常环境下日照强度１６２  

４１３１ 太阳能采集板上的典型气象年日照强度１６２  

４１４ 月均日照强度１６５ 

Ⅹ 高效可再生能源发电系统及并网技术（原书第２版） 

参考文献１７２  

第５章 光伏材料及电气特性１７３  

５１ 简介１７３  

５２ 半导体基本原理１７４  

５２１ 带隙能１７５  

５２２ 带隙能对光伏效率的影响１７８  

５２３ ＰＮ结１８０  

５２４ ＰＮ结二极管１８２  

５２５ 通用光伏电池１８４  

５３ 光伏材料１８５  

５３１ 晶体硅１８５  

５３２ 非晶硅１８８  

５３３ 砷化镓１８９  

５３４ 碲化镉１９０  

５３５ 铜铟镓硒１９１  

５４ 光伏电池的等效电路１９２  

５４１ 光伏电池的简化等效电路１９２  

５４２ 光伏电池的精确等效电路１９４  

５５ 从电池单元到模块、阵列１９７  

５５１ 从电池单元到电池模块１９８  

５５２ 从光伏电池模块到光伏阵列２００  

５６ 标准测试条件下的光伏电池电流－电压曲线２０１  

５７ 温度和日照强度对电流－电压曲线的影响２０４  

５８ 遮蔽对电流－电压曲线的影响２０６  

５８１ 光伏电池被遮蔽的物理原理２０６  

５８２ 采用旁路二极管和阻流二极管改善遮蔽影响２０９  

５９ 最大功率点跟踪器２１２  

５９１ 降压－升压变换器２１２  

５９２ 最大功率点跟踪控制器２１６  

参考文献２１９  

第６章 光伏发电系统２２０  

６１ 简介２２０  

６２ 电表用户侧的并网光伏发电系统２２０  

６２１ 并网光伏发电系统组件２２０  

６２２ 微型逆变器２２２  

６２３ 净电能计量和上网电价２２４  

６３ 光伏发电系统性能预测２２５  

６３１ 与温度无关的光伏发电功率降额２２５  

６３２ 与温度相关的光伏发电功率降额２２９ 

目 录 Ⅺ

６３３ 光伏发电系统运行的“峰值小时”预测方法２３２  

６３４ 估算光伏电池标准化发电量２３４  

６３５ 光伏并网系统的容量系数２３５  

６３６ 实际设计中需考虑的相关事项２３６  

６４ 光伏发电系统相关经济问题２３９  

６４１ 光伏发电系统成本２３９  

６４２ 摊销成本２４１  

６４３ 现金流分析２４４  

６４４ 居民的电费费率结构２４６  

６４５ 商业和工业的电费费率结构２４８  

６４６ 商业建筑光伏发电系统的经济性２５０  

６４７ 购电协议２５１  

６４８ 具备公网供电容量的光伏发电系统２５２  

６５ 带储能的独立光伏发电系统２５３  

６５１ 独立光伏发电系统相关组件２５４  

６５２ 自控式光伏电池模块２５５  

６５３ 负荷预测２５７  

６５４ 假设带有最大功率点跟踪器开始光伏电池阵列设计２６０  

６５５ 电池２６２  

６５６ 铅酸电池基本原理２６３  

６５７ 电池存储容量２６５  

６５８ 用库仑效率代替能量效率２６８  

６５９ 电池容量设计２６９  

６５１０ 不带最大功率点跟踪器的光伏电池阵列设计２７２  

６５１１ 简单的设计模板２７４  

６５１２ 独立光伏发电系统的成本２７７  

６６ 光伏抽水系统２７９  

６６１ 光伏抽水系统的电气部分２８０  

６６２ 液压泵特性曲线２８１  

６６３ 液压系统特性曲线２８４  

６６４ 综合性能预测２８７  

参考文献２８９  

第７章 风力发电系统２９１  

７１ 风力发电的发展史２９１  

７２ 风力机技术：风轮２９５  

７３ 风力机技术：风力发电机２９８  

７３１ 定速同步发电机２９８  

７３２ 笼型感应发电机２９９  

７３３ 双馈感应发电机３０１ 

Ⅻ 高效可再生能源发电系统及并网技术（原书第２版） 

７３４ 变速同步发电机３０１  

７４ 风能３０２  

７４１ 空气密度的温度和高度校正３０４  

７４２ 塔筒高度的影响３０６  

７５ 风力机输出功率曲线３０９  

７５１ 贝茨极限３０９  

７５２ 理想风电机组输出功率曲线３１１  

７５３ 实际功率曲线３１２  

７５４ 国际电工委员会对风电机组的分类３１５  

７５５ 风速测量３１６  

７６ 平均风功率密度３１７  

７６１ 离散风速直方图３１７  

７６２ 风电概率密度函数３２０  

７６３ 威布尔和瑞利统计３２１  

７６４ 利用瑞利统计计算平均风功率密度３２２  

７６５ 风力分级３２４  

７７ 风电机组发电量估算３２５  

７７１ 风速累积分布函数３２６  

７７２ 实际功率曲线的威布尔统计３２８  

７７３ 一种估算容量系数的简便方法３３３  

７８ 风电场３３７  

７８１ 陆上可开发利用的风能３３７  

７８２ 海上风电场３４３  

７９ 风力发电的经济效益３４８  

７９１ 风力发电的年均电价３４８  

７９２ 带有改进的加速成本回收系统和生产税抵减的平准化能源成本３５１  

７９３ 风电系统的债务与股权融资３５４  

７１０ 风力发电对环境的影响３５６  

参考文献３５７  

第８章 更多类型可再生能源发电系统３５８  

８１ 引言３５８  

８２ 聚焦式光热发电系统３５８  

８２１ 热机的卡诺效率３５９  

８２２ 直接日照强度３６０  

８２３ 聚焦式光热发电系统的冷凝器冷却３６２  

８２４ 聚焦式光热发电系统的热能存储３６４  

８２５ 线性槽式光热发电系统３６６  

８２６ 塔式光热发电系统３６８  

８２７ 线性菲涅耳反射式光热发电系统３７０ 

目 录 

８２８ 碟式斯特林光热发电系统３７１  

８２９ 聚焦式光热发电系统技术总结３７４  

８３ 波浪能发电３７６  

８３１ 波浪能源３７６  

８３２ 波浪能发电技术３８０  

８３３ 波浪能发电性能预测３８１  

８３４ 波浪能发电的未来３８３  

８４ 潮汐能发电３８４  

８４１ 潮汐能发电基本原理３８４  

８４２ 引发潮汐的原因３８５  

８４３ 估算潮汐功率３８７  

８４４ 估算潮汐能发电功率３９０  

８５ 水力发电３９１  

８５１ 水力发电系统结构３９２  

８５２ 水力发电的基本原理３９３  

８５３ 水轮机３９５  

８５４ 损耗计算３９７  

８５５ 微型水电系统的流量测量３９８  

８５６ 微型水轮机的电气特性３９９  

８６ 抽水蓄能发电４００  

８７ 生物质发电４０２  

８８ 地热发电４０４  

参考文献４０７  

第９章 以计量电表为分界的两侧系统４０８  

９１ 引言４０８  

９２ 智能电网４０９  

９２１ 配电自动化系统４０９  

９２２ 电压／无功功率优化４１０  

９２３ 电网控制优化４１１  

９２４ 智能电表４１３  

９２５ 需求侧响应４１４  

９２６ 动态调度４１５  

９３ 电能存储４１７  

９３１ 固定式蓄电池存储４１７  

９３２ 电动汽车与移动式电池存储４１９  

９４ 需求侧管理４２１  

９４１ 传统电价定价模式导致的不利影响４２２  

９４２ 有效需求侧管理的必要条件４２３  

９４３ 需求侧管理的成本－效益措施４２５ 

 高效可再生能源发电系统及并网技术（原书第２版） 

９５ 能源效率的经济性分析４２６  

９５１ 节能特性曲线４２６  

９５２ 温室气体减排曲线４２９  

９６ 热电联产系统４３１  

９６１ 热电联产系统提高效率的措施４３１  

９６２ 热电联产系统的经济性分析４３２  

９７ 热电联产技术４３５  

９７１ 高热值与低热值４３５  

９７２ 微型燃气轮机４３６  

９７３ 活塞式内燃机４３８  

９８ 燃料电池４４０  

９８１ 燃料电池的发展历史４４０  

９８２ 燃料电池的基本原理４４１  

９８３ 燃料电池的热力学：焓４４２  

９８４ 熵与燃料电池的理论效率４４５  

９８５ 吉布斯自由能和燃料电池的效率４４７  

９８６ 燃料电池的理想电气特性４４８  

９８７ 燃料电池的实际电气特性４４９  

９８８ 燃料电池的种类４５１  

９８９ 制氢技术４５５  

参考文献４５７

风光新能源发电先进预测技术

前言

第1章 风光新能源发电预测背景

1.1 风光新能源发展现状

1.1.1 风电发展现状

1.1.2 光伏发展现状

1.2 风光新能源发电预测系统发展历程

1.2.1 风电预测系统发展历程

1.2.2 光伏发电功率预测系统发展历程

1.3 风光新能源发电预测意义

1.2.3 新能源发电预测对电力系统安全经济运行的意义

1.2.4 新能源发电预测对电力市场高效运行的意义

第2章 风光新能源发电预测基础

2.1 数值天气预报技术

2.1.1 概述

2.2.2 全球尺度数值气象模式

2.2.3中尺度数值气象模式

2.2.4 面向风光新能源发电预测的电力气象预报

2.2 风光新能源发电预测分类

2.2.1 时间尺度分类

2.2.2 空间尺度分类

2.2.3 预测模型分类

2.2.4 预测形式分类

2.3 风光新能源发电预测基础模型

2.3.1 物理模型

2.3.2 统计模型

2.3.3 机器学习与人工智能模型

2.4 风光新能源发电预测评价体系

2.4.1 单值预测评价

2.4.2 概率预测评价

2.4.2 事件预测评价

2.4.4 考核要求

第3章 风电功率单值预测

3.1 风力发电特性分析

3.1.1 气象相依特性

3.1.2 时序波动特性

3.2 风电场功率超短期预测

3.2.1 概述

3.2.2 基本算法原理

3.2.3 基于多变量EDM的风电功率单值预测

3.2.4 算例分析

3.3 风电场功率短期预测

3.3.1 概述

3.3.2 基于减法聚类和GK模糊聚类算法的气象条件分类方法

3.3.3 基于气象分类和XGBoost的短期风电场功率预测

3.3.4 算例分析

3.4 集群风电场功率预测

3.4.1 概述

3.4.2 时空特征深度挖掘的集群风电功率预测模型

3.4.3 算例分析

第4章 光伏功率单值预测

4.1 光伏发电特性分析

4.1.1 气象相依特性

4.1.2 时序波动特性

4.2 光伏功率超短期预测

4.2.1 概述

4.2.2 多时间尺度云团移动预测

4.2.3 考虑云遮挡的光伏功率超短期预测

4.2.4 算例分析

4.3 光伏功率短期预测

4.3.1 概述

4.3.2 基于高斯相似度的相似日检索方法

4.3.3 基于相似日检索与Light-GBM的光伏功率预测模型

4.3.4 算例分析

4.4. 分布式光伏功率预测

4.4.1 概述

4.4.2 基于小波包算法的分布式光伏功率序列分解

4.4.3 分布式光伏平稳序列与波动序列插值过程

4.4.4 算例分析

第5章 风光新能源发电概率预测

5.1 稀疏贝叶斯学习

5.1.1 概述

5.1.2 SBL原理

5.1.3 基于SBL的新能源功率概率预测——以风电为例

5.1.4 算例分析——以风电为例

5.2 分位数回归

5.2.1 概述

5.2.2 基于非线性分位数回归的新能源发电功率概率预测模型

5.2.3 算例分析——以风电为例

5.3 D-S证据理论

5.3.1 概述

5.3.2 误差条件概率预测

5.3.3 D-S证据理论整合概率分布

5.3.4 算例分析——以风电为例

5.4 核密度估计

5.4.1 概述

5.4.2 基于KDE的新能源发电功率概率预测模型

5.4.3 算例分析——以光伏为例

第6章 风光新能源发电组合预测

6.1 单值预测组合模型

6.1.1 概述

6.1.2 自适应增强集成模型原理

6.1.3 基于自适应增强的单值集成组合预测

6.1.4 算例分析—以光伏功率预测为例

6.2 概率预测组合模型

6.2.1 概述

6.2.2 扩展BMA模型原理

6.2.3 组合非参数概率预测—以风电为例

6.2.4 算例分析—以风电功率预测为例

第7章 风光新能源发电爬坡事件预测

7.1 风电爬坡事件预测

7.1.1 概述

7.1.2 风电爬坡事件定义

7.1.3 基于朴素贝叶斯网络的爬坡事件概率预测模型

7.1.4 算例分析

7.2光伏功率爬坡事件预测

7.2.1 概述

7.2.2 考虑日周期性影响的光伏功率爬坡事件定义

7.2.3 基于信度网络的光伏功率爬坡事件预测

7.2.4 算例分析

参考文献

新能源消纳的有效安全域及其应用

目  录

前  言

首字母缩略词表

第1章理论基础

1.1新能源消纳的有效安全域

1.1.1 经典安全域

1.1.2 新能源消纳的有效安全域定义

1.1.3 新能源消纳的有效安全域实现要点

1.2鲁棒优化

1.2.1 鲁棒优化的一般概念

1.2.2 鲁棒不确定集的构成

1.2.3 Soyster鲁棒线性优化方法

1.3随机规划

1.3.1 随机规划的几种常见形式

1.3.2 风险价值和条件风险价值

1.4分布鲁棒优化

1.4.1 基于随机量矩信息的概率分布不确定集构建方式

1.4.2 基于概率分布之间“距离”的概率分布不确定集构建方式

1.5本章小结

第2章新能源发电功率概率预测

2.1引  言

2.2新能源发电预测历程及意义

...

2.3概率预测的基本概念

...

2.4概率预测的方法

...

第3章新能源消纳的最大有效安全域评估

...

第4章实时调度中的新能源消纳有效安全域优化

4.1保守度可控的新能源消纳有效安全域优化

4.2计及随机统计特性的新能源消纳有效安全域优化

4.3高阶不确定条件下新能源消纳有效安全域优化

4.4计及节点电压约束的新能源消纳有效安全域优化

...

第5章柔性超前调度中的新能源消纳有效安全域优化

...

第6章日前机组组合中的新能源消纳有效安全域优化

...

第7章多电网互动中的新能源消纳有效安全域提升

7.1计及输配协同的新能源消纳有效安全域提升

7.2计及多区域协同的新能源消纳有效安全域提升

高效可再生能源发电系统及并网技术（原书第2版）

本书介绍了高效可再生能源发电系统及并网技术，理论与实用性并重，内容主要包含电力系统、光伏发电和风力发电系统，以及其他可再生能源、能源效率和智能电网三部分。第壹部分内容从电路的基本原理出发，由浅入深地给出了诸如功率因数、三相电力系统、电能质量等专业知识点，也特别回顾了现代电力工业的发展历程和相关政策法规的演化史， 使读者能尽快地掌握和熟悉电力系统的基本原理和发展历史；第二和第三部分内容主要涉及高效可再生能源发电系统关键技术，包括将太阳能转换为电能的光伏组件及光伏发电、光伏抽水等应用系统技术，风能和风力发电系统的相关技术，以及近年来新兴的光热发电、波浪能发电、潮汐能发电、水力发电、生物质发电、地热发电、抽水蓄能发电等技术。*后以智能电表两侧的可再生能源发电系统与并网电力系统的运行经济性分析为切入点，针对性地介绍了需求侧响应、热电联产、电能储能、燃料电池等关键技术。

本书可作为电气和机械工程本科生和研究生的教科书，但由于它内容非常丰富，也可以作为相关专业的工程技术人员、研究人员和能源决策人员的参考资料。

风光新能源发电先进预测技术

风光发电受气象资源影响显著，具有显著的随机性与波动性，大规模、高比例并网对电力系统安全经济运行造成挑战，提升预测精度可有效缓解风光发电不确定性的负面影响，对于促进风光并网消纳、提升风光供电保障能力具有积极意义。另一方面，我国正稳步推进电力市场化改革进程，风光场站作为市场主体，其发电功率预测准确性将直接关乎场站的考核与市场收益。因此，如何充分利用数值天气预报信息，分析不同时空尺度下风光出力特性，利用先进模型与算法，准确预测风光发电功率，量化评估预测结果的不确定性，是电网调度、风光场站以及预测服务提供商持续关注的重点问题。

本书的主题是对风电、光伏新能源发电的发电量进行预测。主要内容包括风光新能源发电预测背景、风光新能源发电预测基础、风电功率单值预测、光伏功率单值预测、风光新能源发电概率预测、风光新能源发电组合预测和风光新能源发电爬坡事件预测等。本书的研究成果是对作者团队研究成果的系统性总结，形成了完备的风光新能源功率预测体系，能够代表当前风光功率预测先进技术和前沿方向，具有一定参考价值。

新能源消纳的有效安全域及其应用

随着风电、光伏等随机性新能源发电并网规模的不断扩大，电力系统运行中的波动性与随机性显著增强，严重影响电力系统运行的经济性与安全性。为此，如何高效利用电力系统中有限的可调度资源，提升备用配置的针对性与有效性，准确评估、合理优化并有效提升电力系统的新能源消纳能力，从而安全、经济地消纳大规模新能源发电，减少弃风、弃光等现象的发生，成为促进大规模新能源并网消纳理论发展，推动我国以新能源为装机主体和电量主体的新型电力系统的建设与发展，助力实现“双碳”国家重大战略目标所亟待解决的关键问题。

    《新能源消纳的有效安全域及其应用》一书提出了促进大规模新能源消纳的有效安全域概念，系统地介绍了基于有效安全域分析的含高比例新能源电力系统运行优化方法，实现新能源消纳能力的准确评估、合理优化与显著提升。在含高比例新能源发电电力系统中，如何应对新能源发电功率的强不确定性成为大规模新能源并网消纳亟待解决的关键问题。备用配置是电力系统应对不确定性的重要手段，然而，在传统的新能源并网消纳理论中，未能充分利用新能源发电功率预测结果中的有效信息，导致决策结果过于保守；同时，备用的优化配置仅仅关注其容量，而忽略了对备用优化配置效果的考虑，易导致备用配置的针对性差、有效率低；此外，多电网互动中的协同潜力未能充分挖掘，低估了电网本该具有的新能源消纳能力。随着新能源并网规模的不断攀升，电力系统运行中的不确定性显著增强，上述问题日益凸显。

    因此，《新能源消纳的有效安全域及其应用》一书在主动可控变量优化决策的过程中，构建新能源消纳的有效安全域，表达与优化节点上新能源发电功率的可接纳范围，为备用优化配置效果的刻画奠定基础。实际上，显式表达节点上的新能源消纳有效安全域，能够量化主动可控量能够传递到新能源接入节点的有效备用；同时，可以方便地表达新能源发电不确定性无法wanquan接纳而导致的系统运行风险，实现对备用配置效果的准确刻画；此外，新能源消纳有效安全域的构建与优化还能够为电力系统集中与分散控制的协同、系统新能源消纳能力的提升，提供量化依据。本书中主要章节在介绍电力系统运行控制物理机理与相应数学理论的基础上，提出了新能源消纳的有效安全域系列评估、优化与提升方法，并逐章给出了所述建模型与方法的算例分析，验证所述模型与方法的有效性，增强读者对于方法的理解。

    《新能源消纳的有效安全域及其应用》一书内容深入浅出、系统连贯、自成体系，可为从事大规模新能源并网消纳技术领域的研究生、科研人员和工程技术人员提供有益参考。