●譯者序原書前言原書致謝第1章緒論111背景：美國電網的形成與重構簡介212電力管制放開和分布式發電513分布式電源的類型614燃料電池分布式電源815氫能經濟11151簡介11152轉型到氫能經濟的挑戰12153氫的生產12154氫能的存儲和配送16155美國能源部的與氫有關的活動16156本書的任務18參考文獻20第2章燃料電池的工作原理2221引言23素的化學能與熱能2323熱力學基礎24231熱力學第一定律24232熱力學第二定律2424電化學基礎26241吉布斯自由能2625化學反應中的能量平衡2726能斯特方程2827燃料電池的基礎2928燃料電池的類型3029燃料電池等效電路39210雙電層電容效應40211總結41參考文獻42第3章質子交換膜燃料電池的動態建模與仿真4331引言: 燃料電池動態模型的需求4432專門術語（PEMFC）4433PEMFC的動態模型建立47燃料電池的建模與控制及其在分布式發電中的應用目錄331電極上的氣體擴散48332物質守恆50333PEMFC的輸出電壓50334PEMFC的電壓降51335PEMFC熱力學平衡5334PEMFC的模型結構5435PEMFC的等效電路模型5536PEMFC模型的驗證59參考文獻64第4章固體氧化物燃料電池的動態建模與仿真6541引言6642術語（SOFC）6643SOFC動態建模68431有效分壓69432物質守恆71433SOFC輸出電壓72434管狀SOFC的熱力學能量平衡7644SOFC動態模型結構7845恆定燃料流量操作下SOFC模型的響應特性79451穩態特性79452動態響應8146恆定燃料利用率模式下的SOFC模型響應85461穩態特性86462動態響應87參考文獻88第5章電解槽的運行原理和建模9051電解槽的運行原理9152電解槽的動態建模92521電解槽的靜態（V-I）特性93522制氫速率的建模93523電解槽的熱模型9453電解槽模型的實現95參考文獻97第6章應用於燃料電池的功率變換器9861引言9962功率半導體開關器件的概述100621二極管100622晶閘管100623雙極結型晶體管101624金屬-氧化物半導體場效應晶體管102625門極可關斷晶閘管103626絕緣柵雙極型晶體管103627MOS控制晶閘管10463AC/DC整流器105631電路拓撲105632三相可控整流器的簡化模型10764DC/DC變換器110641升壓變換器110642降壓變換器11465三相DC/AC逆變器117651電路拓撲117652狀態空間模型119653abc/dq變換122654dq坐標繫下狀態空間模型123655三相VSI的理想模型124參考文獻127第7章並網型燃料電池發電繫統的控制12871引言12972並網繫統的配置129721PEM的配置130722SO的配置13173DC/DC變換器和逆變器的控制器的設計132731升壓DC/DC變換器電路和控制器的設計132732三相VSI的控制器的設計13674仿真結果143741期望輸出到電網的有功和無功功率——重載143742輕載情況下向電網輸出有功功率、從電網吸收無功功率146743燃料電池的負載性能跟隨分析150744故障分析15275總結154參考文獻154第8章獨立型燃料電池發電繫統的控制15781引言15882繫統描述和控制策略15883減緩負載瞬變控制159831鉛酸蓄電池的電路模型160832電池充/放電控制器161833濾波器的設計16284仿真結果163841負載的暫態變化163842負載瞬變減緩166843蓄電池充/放電控制器17085總結172參考文獻172第9章基於混合燃料電池的能源繫統案例研究17491引言17592混合電子接口繫統176921直流耦合繫統176922交流耦合繫統178923不同於並網繫統的獨立運行繫統17893熱電混合運行模式下的燃料電池17994案例研究Ⅰ：風能-光伏-燃料電池混合式獨立發電繫統180941繫統結構180942規格182943繫統組件特性185944繫統控制186945仿真結果19195案例研究Ⅱ：混合運行模式SOFC的效率評估196951熱力學定律與SOFC效率196952氫燃料熱值200953SOFC電效率201954混合熱電聯產運行模式SOFC的效率20296總結204參考文獻204第10章燃料電池目前的挑戰和發展趨勢210101引言211102燃料電池繫統運行2111021燃料處理器2111022燃料電池堆2121023功率調節器繫統2131024發電廠平衡(BOP)繫統215103當前的挑戰和機遇2161031成本2161032燃料和燃料基礎設施2161033材料和制造217104美國燃料電池研發項目2181041美國能源部的SOFC相關項目218105燃料電池的未來：綜述和作者的觀點219參考文獻220附錄運行PEMFC、SOFC模型及其分布式發電應用模型的指南223

燃料電池技術近年來得到了快速的發展，尤其是在分布式發電的應用領域。本書除介紹質子交換膜燃料電池的建模外，還介紹了固體氧化物燃料電池和電解器的模型，同時分析了用於燃料電池的電力電子接口電路、並網型和獨立型燃料電池發電繫統的控制、混合型燃料電池能量繫統，以及對燃料電池的挑戰與展望。值得肯定的是，本書中所有的模型在PSpice和MATLAB中都有建立，同時在書中給出了本書所有模型的仿真文件。本書對從事分布式發電、燃料電池方面工作的技術人員以及相關專業的高校師生，將會提供極大的幫助。

譯者序化石能源的不可持續及其引發的環境問題，使得太陽能、風能等可再生能源在近20年來得到了迅猛發展。並網發電是開發和利用太陽能、風能的主要方式，但由於它們具有隨機性和不穩定性的特征，當其發電的比例較高時，將影響電力繫統的運行，棄光、棄風不可避免。通過合理配置儲能環節，使太陽能和風力發電繫統成為可信的電源，具有重要的意義。而在眾多的儲能方式中，氫能是最理想的方案，它與電能互補，是未來綠色、低碳、清潔、高效能源體繫的重要組成部分。電解水制氫和由燃料電池將氫氣和氧氣結合起來產生電力，可以實現電能與氫能的相互轉換，且轉換的過程安靜、無污染。燃料電池是氫能轉換為電能的樞紐，種類繁多，相關書籍很多。本書主要介紹了作者10多年來在質子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池方面的研究成果，融彙了燃料電池繫統的理論、建模、接口和控制。對於使用燃料電池進行發電繫統設計的研究人員和工程師，有很好的參考作用。本書相關等