译者序
文字符号说明
第1章就部分加载和负载波动而言的小范围燃料电池热电联产系统1
1.1简介1
1.2系统配置2
1.2.1系统概述2
1.2.2能量损失和质量损失4
1.2.3系统模型和方程4
1.2.4部分负载运行6
1.3能量平衡和目标函数7
1.3.1能量平衡7
1.3.2电热器的运行8
1.3.3储热运行9
1.4能量输出特性9
1.4.1系统调度图9
1.4.2负载波动和燃料消耗10
1.5案例研究11
1.5.1系统概述11
1.5.2运行方案结果12
1.5.3系统年度运行成本12
1.6结论13
第2章成本最低优化的燃料电池能量网络设备布局规划14
2.1简介14
2.2系统概述15
2.2.1能量网络15
2.2.2燃料电池系统15
2.2.3有序热源15
2.2.4市政燃气重整16
2.2.5系统运行模型16
2.3热水管网(HWN)散热量18
2.4能量平衡19
2.4.1功率平衡19
2.4.2热平衡20
2.5成本计算和目标函数20
2.5.1成本计算20
2.5.2目标函数20
2.6分析方法和案例研究21
2.6.1遗传算法优化21
2.6.2设备特性模型22
2.6.3储热罐和锅炉的运行23
2.6.4热水管路和热水循环泵的规格23
2.6.5分析流程23
2.6.6分析条件25
2.7分析结果26
2.7.1燃料电池和重整气运行方案26
2.7.2热水放热量和热水管路径28
2.7.3热水循环泵流量28
2.7.4储热罐和锅炉的运行29
2.7.5成本分析结果31
2.7.6关于分析精度的思考31
2.8结论33
第3章基于分区合作管理提高发电效率35
3.1简介35
3.2系统结构35
3.2.1FC微电网略图35
3.2.2系统结构36
3.2.3运行方法37
3.3FC微电网安装方案38
3.3.1微电网发电效率38
3.3.2电力需求模型39
3.3.3分析方法41
3.4案例研究41
3.5分析结果与讨论42
3.5.1单机系统发电效率42
3.5.2中央系统发电效率43
3.5.3分区合作系统发电效率44
3.6结论47
第4章使用负载分级方法减少燃料电池设备容量和热量损失的燃料电池网络系统48
4.1简介48
4.2燃料电池负载平衡和布局规划方案48
4.2.1燃料电池网络系统48
4.2.2燃料电池发电特性50
4.2.3电解水负载平衡51
4.2.4燃料电池的分布51
4.2.5能量平衡方程52
4.2.6系统操作方法53
4.3分析方法53
4.3.1分析程序53
4.3.2相关参数55
4.4案例研究55
4.4.1能量需求模型和网络系统55
4.4.2燃料电池设备容量减少产生的影响56
4.4.3热水管路径方案分析结果57
4.4.4燃料电池布局规划方案分析结果58
4.5结论59
第5章由柴油发电机和燃料电池组成的复合互连微电网的设备方案60
5.1简介60
5.2复合互连微电网（CIM）61
5.2.1微电网模型61
5.2.2CIM模型61
5.2.3设施略图61
5.2.4CIM运行方法64
5.3设备特性64
5.3.1柴油发电机（DEG）64
5.3.2质子交换膜燃料电池66
5.4分析方法66
5.4.1复合互连电网的路径方案66
5.4.2分析步骤66
5.4.3电力需求模型67
5.5案例研究69
5.5.1市区模型69
5.5.2复杂社区69
5.5.3居民区模型71
5.6结论73
第6章高效利用分布式燃料电池废热的方法74
6.1简介74
6.2燃料电池网络系统概述75
6.2.1系统概述75
6.2.2热水管路径和散热量76
6.2.3热量平衡78
6.2.4热水管网散热量78
6.3燃料电池模型79
6.3.1电功率和热输出特性79
6.3.2能量需求模型和燃料电池容量80
6.4案例分析82
6.4.1日本札幌地区天气情况82
6.4.2分析方法82
6.5分析结果 83
6.5.1热水管网的优化路径和散热量83
6.5.2能量需求模型和热水管网优化路径83
6.5.3负载波动的影响86
6.6结论87
第7章寒冷地区燃料电池独立系统的响应特性88
7.1简介88
7.2系统概述89
7.2.1系统框图89
7.2.2供电策略91
7.2.3供热策略91
7.2.4辅助系统和控制91
7.2.5操作控制模型92
7.3设备的时间常数93
7.3.1燃料电池的时间常数93
7.3.2市政燃气重整器96
7.3.3逆变器和系统连接设备97
7.3.4热泵的时间常量98
7.4分析方法98
7.5结果和讨论100
7.5.1控制器控制变量100
7.5.2系统步进响应特性101
7.5.3带浮动负载的电功负载阶跃响应特性103
7.5.4寒冷地区独立住宅应用105
7.6结论107
第8章限定燃料电池数量的微电网负载响应特性109
8.1简介109
8.2微电网模型110
8.2.1微电网的电能质量110
8.3系统配置设备的响应特性113
8.3.1内燃机发电机的发电特性113
8.3.2燃料电池的发电特性114
8.3.3市政燃气重整器输出特性114
8.3.4逆变器和互连设备115
8.3.5燃料电池发电效率115
8.4控制变量和分析方法116
8.5微电网负载响应特性117
8.5.1阶跃响应特性117
8.5.2住宅电力需求模型应用118
8.5.3燃料电池系统发电效率120
8.6结论121
第9章燃料电池/木质生物质发电机混合微电网动态特性122
9.1简介122
9.2系统方案123
9.2.1混合微电网123
9.2.2微电网系统运行策略125
9.3PEMFC与SEG的控制响应特性126
9.3.1控制框图126
9.3.2PEMFC 响应特性126
9.3.3SEG响应特性128
9.4PWHC微电网动态特性分析结论129
9.4.1PWHC的功率响应特性129
9.4.2住宅电功负载模式下微电网中SEG和PEMFC的响应特性131
9.5结论133
第10章燃料电池加氢燃气发动机混合系统及其部分负载时的效率提升135
10.1简介135
10.2系统概述136
10.2.1HCGS模型136
10.2.2系统运行策略137
10.3设备特性138
10.3.1加氢NEG输出特性138
10.3.2燃料电池输出特性142
10.4HCGS的电功输出和热功输出特性143
10.4.1NEG和PEMFC的输出特性143
10.4.2根据负载临界值确定PEMFC或NEG的运行方法（OMC模型）144
10.4.3PEMFC负担基载的运行方法（OMD模型）145
10.5案例分析146
10.5.1热力需求和电力需求模型146
10.5.2分析方法147
10.6结果和讨论147
10.6.1市政燃气的消耗情况147
10.6.2发电效率和总效率148
10.6.3二氧化碳的排放149
10.6.4储热罐的储热能力150
10.7结论151
第11章燃料电池与加氢燃气发电机混合微电网的二氧化碳排放特性152
11.1简介152
11.2系统概述152
11.2.1IMPE模型152
11.2.2微电网运行方法153
11.2.3设备规划154
11.3设备特性155
11.3.1燃气发电机输出特性155
11.3.2NEG的二氧化碳排放量157
11.3.3燃料电池系统158
11.4案例分析158
11.4.1市区模型158
11.4.2电力需求模型159
11.4.3流程分析159
11.5结果和讨论162
11.5.1微电网电功负载162
11.5.2发电设备容量163
11.5.3发电效率163
11.5.4二氧化碳排放量163
11.5.5热力需求和废热输出165
11.6结论165
第12章使用太阳能重整燃料电池系统的快速运行算法研究167
12.1简介167
12.2系统概述168
12.2.1生物乙醇太阳能重整燃料电池系统168
12.2.2FBSR的安装方法168
12.2.3重整燃料控制169
12.3能量和质量平衡169
12.3.1能量平衡169
12.3.2质量平衡170
12.4SRF系统的运行动态预测170
12.4.1系统运行预测算法的分析过程170
12.4.2神经网络结构171
12.4.3神经网络训练计算172
12.4.4运行状态的预测过程173
12.5使用遗传算法计算训练信号的预处理方法174
12.5.1代表日的动态运行方法174
12.5.2染色体模型和分析流程174
12.5.3系统运行174
12.5.4目标函数与染色体适应值176
12.6案例分析176
12.6.1系统分析176
12.6.2系统特性176
12.6.3状态分析177
12.7结果和讨论179
12.7.1FSBR供能系统179
12.7.2运行状态预测的分析精度179
12.7.3废热存储量预测的误差分析181
12.7.4气候差异性与运行状态预测误差的关系182
12.8结论184
第13章风能发电燃料电池微电网的发电特性185
13.1简介185
13.2微电网模型186
13.3系统配置设备的响应特性186
13.3.1燃料电池发电特性186
13.3.2市政燃气重整器输出特性187
13.3.3风力发电机的发电特性187
13.3.4燃料电池系统发电效率188
13.3.5逆变器和系统互连设备189
13.4控制参数与分析方法189
13.5微电网负载响应特性190
13.5.1阶跃响应190
13.5.2低温地区住宅的负载响应特性191
13.5.3发电效率193
13.6结论194
参考文献196
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