储能技术

作者: 梅生伟李建林朱建全编著

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2022-06

版次: 1

ISBN: 9787111702122

定价: 68.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 336页

字数: 521千字

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术

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本书是在《储能技术专业学科发展行动计划（2020—2024年）》的指导下，按新设立的“储能科学与工程”专业规划和要求进行编写的。本书按照储能的“本体技术—集成技术—工程应用”思路进行阐述，依次介绍了抽水蓄能、压缩空气储能、电化学储能、氢储能和储热等储能技术。这些储能技术的应用场景与特性各异，涉及物理、化学、材料、机械、电气等多个专业的知识。考虑到本书主要面向储能技术相关专业的本科生，作者省略了若干高深的理论内容，侧重于对其中的基础原理和关键特性进行介绍，并穿插了实际应用案例，帮助读者对这些储能技术形成具象的认识。另外，书中还以储能电站为例，简要概述了储能的集成运行与控制方法。*后，本书还介绍了储能的经济性分析方法，并以退役电池梯次利用为例阐述储能梯次利用的基本原理与方法。本书可作为高等院校储能科学与工程专业、电气工程专业及其他相关专业的本科生教材，也可作为从事储能生产、应用的工程技术人员和科研工作者的参考用书。梅生伟

青海大学副校长、青海大学新能源学院院长、清华大学电机系教授、IEEE Fellow、IET Fellow、中国电机工程学会会士、中国自动化学会会士、国家杰出青年基金获得者、长江学者特聘教授、基金委创新群体学术带头人、青海省昆仑学者、国家储能示范工程首席科学家。主要从事电力系统鲁棒控制、大电网灾变防治、新能源电力系统和大规模储能等领域的研究。主持基金委、973、国家科技支撑计划等项目30余项。发表期刊论文476篇(其中SCI收录论文214篇)，出版著作12部(其中英文著作2部)。他引2万余次，获授权发明专利97项。担任 SCIENCE CHINA Technological Sciences等国内外期刊的编委。获国家自然科学二等奖1项、国家科技进步二等奖1项以及省部级一等奖12项。推荐序一

推荐序二

前言第1章储能概述

1.1储能的概念

1.2储能的作用

1.3储能的分类

1.3.1机械类储能

1.3.2电气类储能

1.3.3电化学储能

1.3.4热储能

1.3.5氢储能

1.4储能发展简史

1.5未来储能发展动向

1.6我国储能现状及挑战

1.7本书主要内容

1.8总结与展望

习题

参考文献

第2章抽水蓄能

2.1抽水蓄能电站概述

2.1.1抽水蓄能电站的基本概念

2.1.2抽水蓄能电站的构成

2.1.3抽水蓄能电站的作用

2.1.4抽水蓄能电站的类别及特点

2.2抽水蓄能电站原理

2.2.1抽水蓄能电站的能量转换过程

2.2.2抽水蓄能电站的水头特性

2.2.3蓄能水库的能量特性

2.2.4抽水蓄能电站的综合效率

2.3抽水蓄能机组运行模式

2.3.1抽水蓄能机组的基本工况

2.3.2抽水蓄能机组的工况切换

2.3.3抽水蓄能机组的安全运行指标

2.4抽水蓄能电站应用案例

2.4.1潘家口混合式抽水蓄能电站

2.4.2日本葛野川抽水蓄能电站

2.5总结与展望

习题

参考文献

主要符号表

第3章压缩空气储能

3.1压缩空气储能概述

3.1.1压缩空气储能的基本概念

3.1.2压缩空气储能的作用

3.1.3压缩空气储能的分类及技术路线

3.1.4压缩空气储能系统的技术特性

3.2压缩空气储能热力学基础

3.2.1热力学第一定律

3.2.2理想气体及其热力过程

3.2.3热力学第二定律

3.3先进绝热压缩空气储能

3.3.1系统基本原理

3.3.2系统关键设备

3.4压缩空气储能热力学分析

3.4.1能量分析法

3.4.2平衡分析法

3.5压缩空气储能应用案例

3.5.1补燃式压缩空气储能电站

3.5.2先进绝热压缩空气储能电站

3.5.3光热复合压缩空气储能电站

3.5.4液态空气储能电站

3.6总结与展望

习题

参考文献

主要符号表

第4章电化学储能

4.1电化学储能概述

4.1.1电化学储能的基本概念

4.1.2电化学储能的作用

4.1.3电化学储能技术

4.2铅酸电池

4.2.1铅酸电池的原理

4.2.2铅酸电池的工作方式及充放电特性

4.2.3铅炭电池

4.2.4铅酸电池的应用场景

4.3锂离子电池

4.3.1锂离子电池的原理

4.3.2锂离子电池的特点

4.3.3锂离子电池的充放电特性

4.3.4锂离子电池的应用场景

4.4液流电池

4.4.1液流电池的原理

4.4.2液流电池的特点

4.4.3液流电池的分类

4.4.4液流电池的应用场景

4.5钠硫电池

4.5.1钠硫电池的原理

4.5.2钠硫电池的特点

4.5.3钠硫电池的应用场景

4.6常用电化学储能的对比

4.7总结与展望

习题

参考文献

主要符号表

第5章氢储能

5.1氢储能概述

5.1.1氢储能的概念

5.1.2氢储能的作用

5.1.3氢储能的主要环节

5.2氢气制备与纯化

5.2.1氢气制备原理

5.2.2氢气纯化原理

5.3氢气存储

5.3.1高压气态储氢原理

5.3.2低温液态储氢原理

5.3.3固态储氢原理

5.4氢储能应用

5.4.1燃料电池

5.4.2典型应用案例

5.5总结与展望

习题

参考文献

主要符号表

第6章储热技术

6.1储热技术概述

6.1.1基本概念

6.1.2储热技术的分类

6.2储热技术理论基础

6.2.1热力学基础

6.2.2传热学基础

6.3显热储热

6.3.1显热储热材料及选择

6.3.2典型显热储热技术的工作特性

6.3.3显热储热工程应用实例

6.4潜热储热技术

6.4.1相变材料储热原理

6.4.2相变材料

6.4.3相变材料的封装与强化换热

6.4.4潜热储热技术的应用

6.5热化学储热技术

6.5.1热化学吸附储热

6.5.2热化学反应储热

6.5.3热化学储热的应用

6.6储热系统的热力学评价方法

6.7总结与展望

习题

参考文献

主要符号表

第7章飞轮、超导与超级电容器

7.1飞轮储能

7.1.1飞轮储能概述

7.1.2飞轮储能工作原理及其构成

7.1.3飞轮储能应用

7.1.4飞轮储能发展前景

7.2超导储能

7.2.1超导储能概述

7.2.2超导储能工作原理及其构成

7.2.3超导储能应用

7.2.4超导储能发展前景

7.3超级电容器

7.3.1超级电容器概述

7.3.2超级电容器工作原理

7.3.3超级电容器应用

7.3.4超级电容器发展前景

7.4总结与展望

习题

参考文献

主要符号表

第8章储能电站运行控制

8.1储能电站运行概述

8.1.1电池储能集成技术

8.1.2大规模储能系统运行的影响因素

8.2储能电站运行控制方式

8.2.1典型应用场景下储能电站的运行控制方式

8.2.2多储能单元的功率分配策略

8.3储能电站运行示范工程

8.3.1张北风光储输示范工程

8.3.2辽宁卧牛石全钒液流电池储能示范工程

8.3.3江苏镇江东部储能示范工程

8.4总结与展望

习题

参考文献

主要符号表

第9章储能经济性分析

9.1储能经济性分析概述

9.1.1储能经济性分析的概念

9.1.2储能经济性分析的意义

9.1.3储能经济性分析的要素

9.2储能经济性分析原理

9.2.1投资回收期法

9.2.2净现值法

9.2.3内部收益率法

9.3储能在电力系统的经济性分析

9.3.1储能在发电侧的经济性分析

9.3.2储能在电网侧的经济性分析

9.3.3储能在用户侧的经济性分析

9.4储能的梯次利用

9.4.1储能梯次利用概述

9.4.2动力电池梯次利用的基本原理

9.4.3动力电池梯次利用的经济性分析

9.4.4动力电池梯次利用的典型应用

9.5总结与展望

习题

参考文献

主要符号表
内容简介:
本书是在《储能技术专业学科发展行动计划（2020—2024年）》的指导下，按新设立的“储能科学与工程”专业规划和要求进行编写的。本书按照储能的“本体技术—集成技术—工程应用”思路进行阐述，依次介绍了抽水蓄能、压缩空气储能、电化学储能、氢储能和储热等储能技术。这些储能技术的应用场景与特性各异，涉及物理、化学、材料、机械、电气等多个专业的知识。考虑到本书主要面向储能技术相关专业的本科生，作者省略了若干高深的理论内容，侧重于对其中的基础原理和关键特性进行介绍，并穿插了实际应用案例，帮助读者对这些储能技术形成具象的认识。另外，书中还以储能电站为例，简要概述了储能的集成运行与控制方法。*后，本书还介绍了储能的经济性分析方法，并以退役电池梯次利用为例阐述储能梯次利用的基本原理与方法。本书可作为高等院校储能科学与工程专业、电气工程专业及其他相关专业的本科生教材，也可作为从事储能生产、应用的工程技术人员和科研工作者的参考用书。
作者简介:
梅生伟

青海大学副校长、青海大学新能源学院院长、清华大学电机系教授、IEEE Fellow、IET Fellow、中国电机工程学会会士、中国自动化学会会士、国家杰出青年基金获得者、长江学者特聘教授、基金委创新群体学术带头人、青海省昆仑学者、国家储能示范工程首席科学家。主要从事电力系统鲁棒控制、大电网灾变防治、新能源电力系统和大规模储能等领域的研究。主持基金委、973、国家科技支撑计划等项目30余项。发表期刊论文476篇(其中SCI收录论文214篇)，出版著作12部(其中英文著作2部)。他引2万余次，获授权发明专利97项。担任 SCIENCE CHINA Technological Sciences等国内外期刊的编委。获国家自然科学二等奖1项、国家科技进步二等奖1项以及省部级一等奖12项。
目录:
推荐序一

推荐序二

前言第1章储能概述

1.1储能的概念

1.2储能的作用

1.3储能的分类

1.3.1机械类储能

1.3.2电气类储能

1.3.3电化学储能

1.3.4热储能

1.3.5氢储能

1.4储能发展简史

1.5未来储能发展动向

1.6我国储能现状及挑战

1.7本书主要内容

1.8总结与展望

习题

参考文献

第2章抽水蓄能

2.1抽水蓄能电站概述

2.1.1抽水蓄能电站的基本概念

2.1.2抽水蓄能电站的构成

2.1.3抽水蓄能电站的作用

2.1.4抽水蓄能电站的类别及特点

2.2抽水蓄能电站原理

2.2.1抽水蓄能电站的能量转换过程

2.2.2抽水蓄能电站的水头特性

2.2.3蓄能水库的能量特性

2.2.4抽水蓄能电站的综合效率

2.3抽水蓄能机组运行模式

2.3.1抽水蓄能机组的基本工况

2.3.2抽水蓄能机组的工况切换

2.3.3抽水蓄能机组的安全运行指标

2.4抽水蓄能电站应用案例

2.4.1潘家口混合式抽水蓄能电站

2.4.2日本葛野川抽水蓄能电站

2.5总结与展望

习题

参考文献

主要符号表

第3章压缩空气储能

3.1压缩空气储能概述

3.1.1压缩空气储能的基本概念

3.1.2压缩空气储能的作用

3.1.3压缩空气储能的分类及技术路线

3.1.4压缩空气储能系统的技术特性

3.2压缩空气储能热力学基础

3.2.1热力学第一定律

3.2.2理想气体及其热力过程

3.2.3热力学第二定律

3.3先进绝热压缩空气储能

3.3.1系统基本原理

3.3.2系统关键设备

3.4压缩空气储能热力学分析

3.4.1能量分析法

3.4.2平衡分析法

3.5压缩空气储能应用案例

3.5.1补燃式压缩空气储能电站

3.5.2先进绝热压缩空气储能电站

3.5.3光热复合压缩空气储能电站

3.5.4液态空气储能电站

3.6总结与展望

习题

参考文献

主要符号表

第4章电化学储能

4.1电化学储能概述

4.1.1电化学储能的基本概念

4.1.2电化学储能的作用

4.1.3电化学储能技术

4.2铅酸电池

4.2.1铅酸电池的原理

4.2.2铅酸电池的工作方式及充放电特性

4.2.3铅炭电池

4.2.4铅酸电池的应用场景

4.3锂离子电池

4.3.1锂离子电池的原理

4.3.2锂离子电池的特点

4.3.3锂离子电池的充放电特性

4.3.4锂离子电池的应用场景

4.4液流电池

4.4.1液流电池的原理

4.4.2液流电池的特点

4.4.3液流电池的分类

4.4.4液流电池的应用场景

4.5钠硫电池

4.5.1钠硫电池的原理

4.5.2钠硫电池的特点

4.5.3钠硫电池的应用场景

4.6常用电化学储能的对比

4.7总结与展望

习题

参考文献

主要符号表

第5章氢储能

5.1氢储能概述

5.1.1氢储能的概念

5.1.2氢储能的作用

5.1.3氢储能的主要环节

5.2氢气制备与纯化

5.2.1氢气制备原理

5.2.2氢气纯化原理

5.3氢气存储

5.3.1高压气态储氢原理

5.3.2低温液态储氢原理

5.3.3固态储氢原理

5.4氢储能应用

5.4.1燃料电池

5.4.2典型应用案例

5.5总结与展望

习题

参考文献

主要符号表

第6章储热技术

6.1储热技术概述

6.1.1基本概念

6.1.2储热技术的分类

6.2储热技术理论基础

6.2.1热力学基础

6.2.2传热学基础

6.3显热储热

6.3.1显热储热材料及选择

6.3.2典型显热储热技术的工作特性

6.3.3显热储热工程应用实例

6.4潜热储热技术

6.4.1相变材料储热原理

6.4.2相变材料

6.4.3相变材料的封装与强化换热

6.4.4潜热储热技术的应用

6.5热化学储热技术

6.5.1热化学吸附储热

6.5.2热化学反应储热

6.5.3热化学储热的应用

6.6储热系统的热力学评价方法

6.7总结与展望

习题

参考文献

主要符号表

第7章飞轮、超导与超级电容器

7.1飞轮储能

7.1.1飞轮储能概述

7.1.2飞轮储能工作原理及其构成

7.1.3飞轮储能应用

7.1.4飞轮储能发展前景

7.2超导储能

7.2.1超导储能概述

7.2.2超导储能工作原理及其构成

7.2.3超导储能应用

7.2.4超导储能发展前景

7.3超级电容器

7.3.1超级电容器概述

7.3.2超级电容器工作原理

7.3.3超级电容器应用

7.3.4超级电容器发展前景

7.4总结与展望

习题

参考文献

主要符号表

第8章储能电站运行控制

8.1储能电站运行概述

8.1.1电池储能集成技术

8.1.2大规模储能系统运行的影响因素

8.2储能电站运行控制方式

8.2.1典型应用场景下储能电站的运行控制方式

8.2.2多储能单元的功率分配策略

8.3储能电站运行示范工程

8.3.1张北风光储输示范工程

8.3.2辽宁卧牛石全钒液流电池储能示范工程

8.3.3江苏镇江东部储能示范工程

8.4总结与展望

习题

参考文献

主要符号表

第9章储能经济性分析

9.1储能经济性分析概述

9.1.1储能经济性分析的概念

9.1.2储能经济性分析的意义

9.1.3储能经济性分析的要素

9.2储能经济性分析原理

9.2.1投资回收期法

9.2.2净现值法

9.2.3内部收益率法

9.3储能在电力系统的经济性分析

9.3.1储能在发电侧的经济性分析

9.3.2储能在电网侧的经济性分析

9.3.3储能在用户侧的经济性分析

9.4储能的梯次利用

9.4.1储能梯次利用概述

9.4.2动力电池梯次利用的基本原理

9.4.3动力电池梯次利用的经济性分析

9.4.4动力电池梯次利用的典型应用

9.5总结与展望

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