本书首先论述虚拟电厂的起源、基本概念与组成成员,其次对虚拟电厂构建和运行中的关键技术、通信技术需求及调度框架进行总结和分析;然后从技术角度对虚拟电厂多时空尺度优化策略以及内部成员的精确控制进行详细的分析和建模,并从经济角度分析论述虚拟电厂参与电力能量和辅助服务市场的竞价策略、调度优化、成本分摊机制及典型的商业模式;最后分析虚拟电厂对我国能源战略的影响及其未来发展趋势。
能源是人类生存和文明发展不可缺少的生产要素和物质基础,展望未来,一批具有重大产业变革前景的技术将对新时代世界能源格局和经济发展产生颠覆性影响。本书在对颠覆性技术和先进能源科技领域长期跟踪研究的基础上,提出基于文本挖掘和专家评分的颠覆性技术识别方法,重点围绕能源领域若干典型颠覆性技术领域和主题,对其演变进程和颠覆性影响等进行分析,准确定位我国所处的战略位置、优劣势和存在的“卡脖子”问题,并对我国相关颠覆性技术的高质量发展和治理提出意见建议。
微尺度液冷强化传热技术的发展源于解决高热流密度微电子器件的散热问题,目前已向各种有重量限制与体积限制的高热流密度领域拓展,如能源动力、航空航天、信息通信、人工智能、微电子技术等领域。其主要目的是降低电子设备因过热而发生故障或损坏的概率,同时提高电子设备的性能及可靠性。本书系统阐述了复杂微结构液冷强化换热技术及其应用,包括微结构对流动换热性能影响的研究方法、微结构对流动特性的影响、微结构对换热性能的影响、微通道热沉结构设计、歧管式微通道热沉结构设计、微通道热沉的系统集成及纳米流体的制备及强化传热性能研究等。
燃烧反应动力学主要关注燃烧体系中的反应动力学问题,其目的是发展具有高预测性的燃料燃烧反应机理,解释复杂燃烧过程中的反应动力学相关科学问题,并服务于动力装置燃烧室的设计与优化。本书基于作者在燃烧反应动力学领域的长期研究经验,并参考国内外同行的研究成果,旨在介绍燃烧反应动力学实验、理论计算及模拟相关基础知识,并对各类燃料的燃烧反应动力学研究成果进行总结。本书首先介绍燃烧反应动力学的基本概念,继而对燃烧反应动力学相关理论知识和研究中所涉及的实验、理论计算及模拟方法进行了详细介绍;其次,在此基础上,依据层级结构关系和燃料的类型分别介绍了C0~C4基础燃料机理、大分子碳氢燃料反应机理、含氧燃料反应机理及含杂原子化合物反应机理;最后,介绍燃烧污染物生成机理以及新型燃烧技术中的反应动力学。
低品位余热的有效利用是提高能源利用效率的重要手段,本书对低品位工业余热提出了网络化利用的概念,主要针对余热利用网络的节点技术和构建方法展开介绍与讨论:从余热条件和能量需求匹配出发,总结了低品位工业余热利用的电、热、冷、储、运技术,并且对热泵这种热能品位提升技术提出了广谱化利用的概念和方法;介绍了余热利用网络的构建方法,包括热力学优化和数学规划,以及基于负荷预测的余热利用网络柔性调节方法,并对低品位工业余热网络化利用的部分实际案例进行了介绍与分析。
本书主要以陶文铨院士编著的《数值传热学》和《计算传热学的近代进展》部分章节为基础,并结合作者在数值传热学教学、科研中积累的心得体会编写而成。全书对数值传热学的重点知识进行归纳总结,设计了大量习题,并给出了详细的参考答案,以加深读者对数值传热学知识的理解。为了提高初学者应用数值传热学的能力,本书设计了一些典型的编程题并给出了部分编程题的参考程序,同时对数值传热学的编程、调程及应用经验进行了比较系统的总结。此外,为方便读者进行自主学习,本书配套了慕课线上学习内容。
《中国电力市场与碳市场价格的关联机制设计》面向社会和政府,为政府实现能源目标和低碳发展规划政策提供参考,以使社会以及其他研究者更深一步地了解低碳发展。《中国电力市场与碳市场价格的关联机制设计》介绍了中国电力市场与碳市场面临的机遇与挑战,探究了电力体制改革和市场建设评估、中国电力消费的动态时空演化,在价格方面改善了能源贫困情况,能源强度在全国层面存在滞后性,在分地区层面存在空间效应,电能替代与能源强度具有空间关联,所以制定能源政策应考虑地区差异性。电力市场方面政府应视情况综合考虑递增阶梯电价的分档设计并对相关参数进行优化,强化节能减排效果,并依据行业特征设计阶梯碳税作用机制,通过将电力与碳排放关联,推动产业结构升级。
《电力氢能科技前沿报告》聚焦电力氢能领域的电解制氢、大容量长周期储氢、电力用氢和电氢耦合4个技术方向及14项关键技术,采用“定量分析+定性研判”方法,对电力氢能领域前沿趋势进行分析研判。一方面,基于论文文献、专利文献、战略规划、资助项目等的定量分析,客观揭示全球与我国电力氢能科技的战略布局、基础研究和技术开发情况;另一方面,邀请国内电力氢能领域知名专家进行专题访谈,从领域科学家视角分析氢能科技前沿发展情况。
本书的核心内容定位于研究纳米结构的非傅里叶热输运规律,系统介绍纳米结构中载热子的微观热输运机理、热输运和热物性对结构的依赖性、热流-热导率-温度场之间的关系及其相关研究方法,包括弹道-扩散导热、纳米结构的等效热导率、弹道约束热阻、热波、声子水动力学与第二声、低维材料中的反常导热、声子拓扑效应,以及相关的计算模拟和实验测试方法。
《海上风电支撑我国能源转型发展战略研究(综合卷)》是中国工程院重大咨询研究项目“海上风电支撑我国能源转型发展战略研究”的研究成果。发展海洋经济,保护海洋生态环境,加快建设海洋强国是党的二十大报告的明确要求,发展海上风电等海洋战略新兴产业是经略海洋的重要抓手。2019年9月,中国工程院启动了“海上风电支撑我国能源转型发展战略研究”重大咨询研究项目。项目系统研究我国海上风电的发展方向、战略布局、战略步骤、外部条件、基础支撑等重大问题,重点分析发展海上风电的重要性和必要性,剖析推动海上风电大规模发展必须解决的重大问题,形成海上风电支撑我国能源转型发展的战略思路,提出重大举措,以期为国家能源转型提供决策支撑。《海上风电支撑我国能源转型发展战略研究(综合卷)》是在项目研究成果的基础上完成的
生物质能本质上是绿色植物通过光合作用转换和储存下来的太阳能,也是唯一一种具有碳源的可再生能源。生物质热解技术由于具有工艺过程短、原料适应性强、反应迅速、转化率高、易于工业化等诸多优点而备受人们的广泛关注。为进一步推动该项技术的研究与应用,编者基于多年的研究积累撰写成本书。全书内容共分7章,分别讲述了我国的能源形势和生物质能特点,生物质的组成、结构和性质,生物质的热解原理,生物质的热解炭化、热解气化和热解液化,以及生物油的性质与应用等,全书较好地构成了一套完整的生物质热解技术体系。
本书针对锂离子电池系统在储能领域的应用场景,系统论述了储能用锂离子电池系统各项指标特性、应用边界条件、电池性能衰退表现与机制、电池单体到模组的控制技术、寿命评估与状态预警技术、创新消防处置技术等,以及储能用锂离子电池系统的成组管理和检测评价等关键技术。本书研讨了以上技术的理论原理、应用现状和研究进展,并对我国锂离子电池规模储能的发展进行了展望。
本书概述机械能量采集技术的发展和研究趋势,详细阐述压电能量采集基础理论,着重介绍机械调制原理与方法、磁力耦合非线性振动能量采集方法及其应用,并探讨往复运动压电能量采集技术、旋转运动压电能量采集技术、流体环境下磁力耦合压电能量采集技术、压本书概述机械能量采集技术的发展和研究趋势,详细阐述压电能量采集基础理论,着重介绍机械调制原理与方法、磁力耦合非线性振动能量采集方法及其应用,并探讨往复运动压电能量采集技术、旋转运动压电能量采集技术、流体环境下磁力耦合压电能量采集技术、压电驰振能量采集技术等应用和发展。
本书为我国新一代能源系统战略研究的专题部分,分为国内外可再生能源和综合能源系统发展概况及趋势,新一代能源系统的运营模式和市场机制,源端大规模可再生能源电力传输、消纳及转化技术,受端多能互补综合能源系统及其规划运行技术,储能技术在高比例可再生能源电力系统中的需求和应用,以及能源互联网技术等6个篇章。全书从总体发展趋势、市场运行模式、关键技术需求等多个维度,针对我国新一代能源系统发展进行了研究论述,为我国能源电力转型发展战略规划、政策制定、技术布局提供决策参考。
本书主要介绍了泵喷推进器的设计、性能分析和模型试验。全书共9章,第1、2章梳理了国内外相关研究工作,介绍了泵喷推进器设计实例;第3章建立了泵喷推进器的流场数值计算方法并进行实验验证;第4~6章考虑定子和导管部件的影响,系统研究了泵喷推进器的水动力特性和流场特性;第7章研究了泵喷推进器的流噪声特性;第8章介绍了泵喷推进器的锯齿尾缘导管降噪数值研究;第9章对泵喷推进器的水动力、流场和噪声进行了水洞测试。
《新能源材料与化学实验》是新能源材料与化学领域的实验教材。《新能源材料与化学实验》共六章,包括实验安全和仪器使用规范、电化学储能材料基础实验、可再生能源的转化和利用实验、二氧化碳的捕捉与转化实验、新能源器件制备实验、原位测量技术实验,附录中还介绍了大型仪器的原理和使用规范。《新能源材料与化学实验》所设计的39个教学实验涵盖了新能源科学与技术所涉及的可再生清洁能源(太阳能、氢能等)、电化学能源技术(动力电池、储能电池和燃料电池等)、碳捕捉和转化以及关键能源材料提取回收等科研和产业方向,力求立足基础,覆盖全面,贴近前沿。
本书论述了动力电池产品设计与制造方法,系统阐述了电芯、动力电池包的设计,以及设计过程中的关键问题分析,仿真方法、测试以及可靠性分析等方面的内容,是动力电池开发领域的一部专著。全书共7章,主要介绍了动