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内容简介
燃料电池技术近年来得到了快速的发展，尤其是在分布式发电的应用领域。M.哈希姆·内里、王才胜著的《燃料电池的建模与控制及其在分布式发电中的应用(精)/储能科学与技术丛书》除介绍质子交换膜燃料电池的建模外，还介绍了固体氧化物燃料电池和电解器的模型，同时分析了用于燃料电池的电力电子接口电路、并网型和独立型燃料电池发电系统的控制、混合型燃料电池能量系统，以及对燃料电池的挑战与展望。 值得肯定的是，本书中所有的模型在PSpice和MATLAB中都有建立，同时在书中给出了本书所有模型的仿真文件。 本书对从事分布式发电、燃料电池方面工作的技术人员以及相关专业的高校师生，将会提供极大的帮助。
目 录
译者序 原书前言 原书致谢 第1章 绪论 1.1 背景：美国电网的形成与重构简介 1.2 电力管制放开和分布式发电 1.3 分布式电源的类型 1.4 燃料电池分布式电源 1.5 氢能经济 1.5.1 简介 1.5.2 转型到氢能经济的挑战 1.5.3 氢的生产 1.5.4 氢能的存储和配送 1.5.5 美国能源部的与氢有关的活动 1.5.6 本书的任务 参考文献 第2章 燃料电池的工作原理 2.1 引言 2.2 元素的化学能与热能 2.3 热力学基础 2.3.1 热力学第一定律 2.3.2 热力学第二定律 2.4 电化学基础 2.4.1 吉布斯自由能 2.5 化学反应中的能量平衡 2.6 能斯特方程 2.7 燃料电池的基础 2.8 燃料电池的类型 2.9 燃料电池等效电路 2.10 双电层电容效应 2.11 总结 参考文献 第3章 质子交换膜燃料电池的动态建模与仿真 3.1 引言：燃料电池动态模型的需求 3.2 专门术语（PEMFC） 3.3 PEMFC的动态模型建立 3.3.1 电极上的气体扩散 3.3.2 物质守恒 3.3.3 PEMFC的输出电压 3.3.4 PEMFC的电压降 3.3.5 PEMFC热力学平衡 3.4 PEMFC的模型结构 3.5 PEMFC的等效电路模型 3.6 PEMFC模型的验证 参考文献 第4章 固体氧化物燃料电池的动态建模与仿真 4.1 引言 4.2 术语（SOFC） 4.3 SOFC动态建模 4.3.1 有效分压 4.3.2 物质守恒 4.3.3 SOFC输出电压 4.3.4 管状SOFC的热力学能量平衡 4.4 SOFC动态模型结构 4.5 恒定燃料流量操作下SOFC模型的响应特性 4.5.1 稳态特性 4.5.2 动态响应 4.6 恒定燃料利用率模式下的SOFC模型响应 4.6.1 稳态特性 4.6.2 动态响应 参考文献 第5章 电解槽的运行原理和建模 5.1 电解槽的运行原理 5.2 电解槽的动态建模 5.2.1 电解槽的静态（V-I）特性 5.2.2 制氢速率的建模 5.2.3 电解槽的热模型 5.3 电解槽模型的实现 参考文献 第6章 应用于燃料电池的功率变换器 6.1 引言 6.2 功率半导体开关器件的概述 6.2.1 二极管 6.2.2 晶闸管 6.2.3 双极结型晶体管 6.2.4 金属-氧化物半导体场效应晶体管 6.2.5 门极可关断晶闸管 6.2.6 绝缘栅双极型晶体管 6.2.7 MOS控制晶闸管 6.3 AC/DC整流器 6.3.1 电路拓扑 6.3.2 三相可控整流器的简化模型 6.4 DC/DC变换器 6.4.1 升压变换器 6.4.2 降压变换器 6.5 三相DC/AC逆变器 6.5.1 电路拓扑 6.5.2 状态空间模型 6.5.3 abc/dq变换 6.5.4 dq坐标系下状态空间模型 6.5.5 三相VSI的理想模型 参考文献 第7章 并网型燃料电池发电系统的控制 7.1 引言 7.2 并网系统的配置 7.2.1 PEMFC单元的配置 7.2.2 SOFC单元的配置 7.3 DC/DC变换器和逆变器的控制器的设计 7.3.1 升压DC/DC变换器电路和控制器的设计 7.3.2 三相VSI的控制器的设计 7.4 仿真结果 7.4.1 期望输出到电网的有功和无功功率——重载 7.4.2 轻载情况下向电网输出有功功率、从电网吸收无功功率 7.4.3 燃料电池的负载性能跟随分析 7.4.4 故障分析 7.5 总结 参考文献 第8章 独立型燃料电池发电系统的控制 8.1 引言 8.2 系统描述和控制策略 8.3 减缓负载瞬变控制 8.3.1 铅酸蓄电池的电路模型 8.3.2 电池充/放电控制器 8.3.3 滤波器的设计 8.4 仿真结果 8.4.1 负载的暂态变化 8.4.2 负载瞬变减缓 8.4.3 蓄电池充/放电控制器 8.5 总结 参考文献 第9章 基于混合燃料电池的能源系统案例研究 9.1 引言 9.2 混合电子接口系统 9.2.1 直流耦合系统 9.2.2 交流耦合系统 9.2.3 不同于并网系统的独立运行系统 9.3 热电混合运行模式下的燃料电池 9.4 案例研究Ⅰ：风能-光伏-燃料电池混合式独立发电系统 9.4.1 系统结构 9.4.2 系统单元规格 9.4.3 系统组件特性 9.4.4 系统控制 9.4.5 仿真结果 9.5 案例研究Ⅱ：混合运行模式SOFC的效率评估 9.5.1 热力学定律与SOFC效率 9.5.2 氢燃料热值 9.5.3 SOFC电效率 9.5.4 混合热电联产运行模式SOFC的效率 9.6 总结 参考文献 第10章 燃料电池目前的挑战和发展趋势 10.1 引言 10.2 燃料电池系统运行 10.2.1 燃料处理器 10.2.2 燃料电池堆 10.2.3 功率调节器系统 10.2.4 发电厂平衡(BOP)系统 10.3 当前的挑战和机遇 10.3.1 成本 10.3.2 燃料和燃料基础设施 10.3.3 材料和制造 10.4 美国燃料电池研发项目 10.4.1 美国能源部的SOFC相关项目 10.5 燃料电池的未来：综述和作者的观点 参考文献 附录 运行PEMFC、SOFC模型及其分布式发电应用模型的指南
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