新能源发电过程的动态建模、仿真和控制_[英]兰詹•文帕（Ranjan Vepa）_9787111597261

本书讨论了对一系列能源系统进行动态建模、仿真和控制的核心问题，包括燃气轮机、风力机、燃料电池和电池等。这些建模和控制原理也同样适用于其他非常规发电系统，如太阳能和波浪能发电。本书的主要特点在于，涉及了热力学、流体力学、传热学、电化学、电网和电机等主题，并着重讨论了它们在发电、控制和调节等领域的应用。本书将帮助读者理解能源系统的建模方法以应用于控制器的设计，并掌握控制系统和调节器的基本设计过程。它也将对能源系统的动态仿真和监测系统的实现提供有益的指导。通过对可观测系统变量的量测来估计系统内部变量，从而实现对系统的监测。对于混合发电系统的设计者们而言，本书也将提供有效的帮助。本书介绍了混合发电系统中涉及的先进技术，例如浮动或近海风力机以及燃料电池等。本书通过真实案例分析介绍了基于非线性动态模型的各种发电系统的实际控制规则，在这些控制规则中并不需要对非线性动态模型进行线性化。同时，本书还向读者介绍了基于非线性模型的估计方法及其在能源系统中的应用。

在过去的十年间，人们已经见证了全世界化石燃料资源的逐渐枯竭，这促使人们更加迫切要求提高电力生产及利用的效率，而且人们关注的重点逐渐转向风能、太阳能、水能等不会造成环境污染的可再生能源的利用。这种迫切需求促使了一系列基于自动控制技术的应用，以尽可能最优地将能源向其可利用形式转化。为了在能量生产过程中应用现代自动控制器设计技术，必须要对能量产生和转化的动态过程中最重要的环节进行有效的建模。而这种建模不仅方便了自动控制系统的设计，以用于调节能量的生产过程，而且有利于确保该系统运行于最佳效率。此外，它将便于利用现代估计方法对相关系统变量进行持续监测。
本书涉及一系列关键问题，包括动态建模、仿真和某些能源系统的控制问题，例如燃气轮机、风力机、燃料电池和电池等。这些建模和控制的原理也同样适用于其他非常规发电方法，如太阳能和波浪能。本书的主要特点在于，它汇集了一系列关于发电系统的设计、调节和控制等不同主题。
本书帮助读者掌握能源系统的建模方法，以实现控制器的设计，并理解控制系统和调节器的基本设计过程。它也将对能源系统的动态仿真和监测系统的实现提供有益的指导，即通过对可观测系统变量的量测来估计系统内部变量，从而实现对系统的监测。
本书的一个核心特征是，它汇集了热力学、流体力学、传热学、电化学、电网和电机等主题，并着重讨论了它们在发电、控制和调节等领域的应用。它也将为混合发电系统的设计提供有效帮助，书中介绍了混合发电系统所涉及的先进技术，例如浮动或近海风力机以及燃料电池等。本书通过真实案例分析介绍了基于非线性动态模型的各种发电系统的实际控制规则，在这些控制规则中并不需要对非线性动态模型进行线性化。本书还向读者介绍了基于非线性模型的估计方法及其在能源系统中的应用。
本书的第1章介绍了对于理解后续第3~8章内容所必需的电机、流体力学、热力学以及传热的基本原理。第2章的主题是能量向可利用的电能形式转换的原理，第2章还涵盖了所有电动机和发电机的基本原理。此外，第2章还有一节关于电动机的扩展部分，这是控制系统的关键要素。第3章的重点是交流电机的动态特征，主要介绍感应和同步发电机的特性。第4章着重于风力发电，包括典型的水平轴线风力机的部件，风力发电的基本原理，风场的特性和范围，以及风轮、塔、浮子或支撑结构的动态特征。第5章涉及燃气轮机和压缩机的动态建模，包括燃烧室、涡轮机、喷嘴和扩散器。第6章是关于燃料电池的电化模型，第7章介绍了高性能电池。最后一章主要讨论了非常规发电方法。
我要感谢我的同事，以及过去和现在那些在伦敦大学工程与材料科学学院的学生对我的支持。
新能源发电过程中的动态建模、仿真及控制原书前言我要感谢我的妻子Sudha，感谢她的爱、她的理解和耐心。她的鼓励是激励我完成本书的主要动力。我还想感谢我们的孩子Lullu、Satvi和Abhinav，感谢她们在本书撰写过程中对我的理解。
RVepa

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