Электроэнергетика

A practical guide to facilitate statistically well-founded decisions in the management of assets of an electricity grid Effective and economic electric grid asset management and incident management involve many complex decisions on inspection, maintenance, repair and replacement. This timely reference provides statistically well-founded, tried and tested analysis methodologies for improved decision making and asset management strategy for optimum grid reliability and availability. The techniques described are also sufficiently robust to apply to small data sets enabling asset managers to deal with early failures or testing with limited sample sets. The book describes the background, concepts and statistical techniques to evaluate failure distributions, probabilities, remaining lifetime, similarity and compliancy of observed data with specifications, asymptotic behavior of parameter estimators, effectiveness of network configurations and stocks of spare parts. It also shows how the graphical representation and parameter estimation from analysis of data can be made consistent, as well as explaining modern upcoming methodologies such as the Health Index and Risk Index. Key features: Offers hands-on tools and techniques for data analysis, similarity index, failure forecasting, health and risk indices and the resulting maintenance strategies. End-of-chapter problems and solutions to facilitate self-study via a book companion website. The book is essential reading for advanced undergraduate and graduate students in electrical engineering, quality engineers, utilities and industry strategists, transmission and distribution system planners, asset managers and risk managers.

With the increasing worldwide trend in population migration into urban centers, we are beginning to see the emergence of the kinds of mega-cities which were once the stuff of science fiction. It is clear to most urban planners and developers that accommodating the needs of the tens of millions of inhabitants of those megalopolises in an orderly and uninterrupted manner will require the seamless integration of and real-time monitoring and response services for public utilities and transportation systems. Part speculative look into the future of the world’s urban centers, part technical blueprint, this visionary book helps lay the groundwork for the communication networks and services on which tomorrow’s “smart cities” will run. Written by a uniquely well-qualified author team, this book provides detailed insights into the technical requirements for the wireless sensor and actuator networks required to make smart cities a reality.

An invaluable academic reference for the area of high-power converters, covering all the latest developments in the field High-power multilevel converters are well known in industry and academia as one of the preferred choices for efficient power conversion. Over the past decade, several power converters have been developed and commercialized in the form of standard and customized products that power a wide range of industrial applications. Currently, the modular multilevel converter is a fast-growing technology and has received wide acceptance from both industry and academia. Providing adequate technical background for graduate- and undergraduate-level teaching, this book includes a comprehensive analysis of the conventional and advanced modular multilevel converters employed in motor drives, HVDC systems, and power quality improvement. Modular Multilevel Converters: Analysis, Control, and Applications provides an overview of high-power converters, reference frame theory, classical control methods, pulse width modulation schemes, advanced model predictive control methods, modeling of ac drives, advanced drive control schemes, modeling and control of HVDC systems, active and reactive power control, power quality problems, reactive power, harmonics and unbalance compensation, modeling and control of static synchronous compensators (STATCOM) and unified power quality compensators. Furthermore, this book: Explores technical challenges, modeling, and control of various modular multilevel converters in a wide range of applications such as transformer and transformerless motor drives, high voltage direct current transmission systems, and power quality improvement Reflects the latest developments in high-power converters in medium-voltage motor drive systems Offers design guidance with tables, charts graphs, and MATLAB simulations Modular Multilevel Converters: Analysis, Control, and Applications is a valuable reference book for academic researchers, practicing engineers, and other professionals in the field of high power converters. It also serves well as a textbook for graduate-level students.

A comprehensive review of the current status and challenges for natural gas and shale gas production, treatment and monetization technologies Natural Gas Processing from Midstream to Downstream presents an international perspective on the production and monetization of shale gas and natural gas. The authors review techno-economic assessments of the midstream and downstream natural gas processing technologies. Comprehensive in scope, the text offers insight into the current status and the challenges facing the advancement of the midstream natural gas treatments. Treatments covered include gas sweeting processes, sulfur recovery units, gas dehydration and natural gas pipeline transportation. The authors highlight the downstream processes including physical treatment and chemical conversion of both direct and indirect conversion. The book also contains an important overview of natural gas monetization processes and the potential for shale gas to play a role in the future of the energy market, specifically for the production of ultra-clean fuels and value-added chemicals. This vital resource: Provides fundamental chemical engineering aspects of natural gas technologies Covers topics related to upstream, midstream and downstream natural gas treatment and processing Contains well-integrated coverage of several technologies and processes for treatment and production of natural gas Highlights the economic factors and risks facing the monetization technologies Discusses supply chain, environmental and safety issues associated with the emerging shale gas industry Identifies future trends in educational and research opportunities, directions and emerging opportunities in natural gas monetization Includes contributions from leading researchers in academia and industry Written for Industrial scientists, academic researchers and government agencies working on developing and sustaining state-of-the-art technologies in gas and fuels production and processing, Natural Gas Processing from Midstream to Downstream provides a broad overview of the current status and challenges for natural gas production, treatment and monetization technologies.

Covers the fundamental concepts and advanced modelling techniques of Doubly Fed Induction Generators accompanied by analyses and simulation results Filled with illustrations, problems, models, analyses, case studies, selected simulation and experimental results, Advanced Control of Doubly Fed Induction Generator for Wind Power Systems provides the basic concepts for modelling and controlling of Doubly Fed Induction Generator (DFIG) wind power systems and their power converters. It explores both the challenges and concerns of DFIG under a non-ideal grid and introduces the control strategies and effective operations performance options of DFIG under a non-ideal grid. Other topics of this book include thermal analysis of DFIG wind power converters under grid faults; implications of the DFIG test bench; advanced control of DFIG under harmonic distorted grid voltage, including multiple-loop and resonant control; modeling of DFIG and GSC under unbalanced grid voltage; the LFRT of DFIG, including the recurring faults ride through of DFIG; and more. In addition, this resource: Explores the challenges and concerns of Doubly Fed Induction Generators (DFIG) under non-ideal grid Discusses basic concepts of DFIG wind power system and vector control schemes of DFIG Introduces control strategies under a non-ideal grid Includes case studies and simulation and experimental results Advanced Control of Doubly Fed Induction Generator for Wind Power Systems is an ideal book for graduate students studying renewable energy and power electronics as well as for research and development engineers working with wind power converters.

A unique guide to the integration of three-phase induction motors with the emphasis on conserving energy • The energy-saving principle and technology for induction motor is a new topic, and there are few books currently available; this book provides a guide to the technology and aims to bringabout significant advancement in research, and play an important role in improving the level of motor energy saving • Includes new and innovative topics such as a case study of energy saving in beam pumping system, and reactive compensation as a means of energy saving • The authors have worked in this area for 20 years and this book is the result of their accumulated research and expertise. It is unique in its integration of three-phase induction motors with the emphasis on conserving energy • Integrates the saving-energy principle, technology, and method of induction motors with on-site experiences, showing readers how to meet the practical needs and to apply the theory into practice. It also provides case studies and analysis which can help solve problems on-site

Of the 36 billon tons of carbon dioxide (CO2) being emitted into Earth’s atmosphere every year, only 40 million tons are able to be captured and stored. This is just a fraction of what needs to be captured, if this technology is going to make any headway in the global march toward reversing, or at least reducing, climate change. CO2 capture and storage has long been touted as one of the leading technologies for reducing global carbon emissions, and, even though it is being used effectively now, it is still an emerging technology that is constantly changing. This volume, a collection of papers presented during the Cutting-Edge Technology for Carbon Capture, Utilization, and Storage (CETCCUS), held in Clermont-Ferrand, France in the fall of 2017, is dedicated to these technologies that surround CO2 capture. Written by some of the most well-known engineers and scientists in the world on this topic, the editors, also globally known, have chosen the most important and cutting-edge papers that address these issues to present in this groundbreaking new volume, which follows their industry-leading series, Advances in Natural Gas Engineering, a seven-volume series also available from Wiley-Scrivener. With the ratification of the Paris Agreement, many countries are now committing to making real progress toward reducing carbon emissions, and this technology is, as has been discussed for years, one of the most important technologies for doing that. This volume is a must-have for any engineer or scientist working in this field.

A unique guide to the most important technical aspects of photovoltaic power generation with comprehensive analysis and author industry-experience Unique from other books in the area in that it explains profound theories in simple language, introduces widely used production equipment and processes for industry professionals, and explains the complete PV industry chain from material to power generation Has originated from the author’s practical industry experience, enabling the use of up-to-date information during this time of new development in the Chinese PV industry Content includes approximately 255 illustrations and 46 tables to help clarify complex theories.

Рассмотрены классы задач с решениями по теоретическим основам электротехники, а также лабораторный практикум по технологии Multisime. Учтены как общие требования к очному обучению студентов в высших учебных заведениях, так и особенности получения высшего образования в условиях обучения без отрыва от трудовой деятельности. Для пособия отобран минимум задач по разным разделам, но с подробными решениями, которые позволят студенту в дальнейшем успешнее осваивать специальные электротехнические дисциплины. Соответствует ФГОС ВО последнего поколения. Для студентов направлений "Электроэнергетика и электротехника" и "Электроника и наноэлектроника". Может быть полезно для студентов других направлений, изучающих электротехнические дисциплины.

Рассмотрены современные экологические и ресурсные проблемы энергетики и электроэнергетики, оценены перспективы развития гидроэнергетики как подотрасли электроэнергетики, ориентированной на использование экологически чистой возобновляющейся энергии водных масс Земли. Предложена классификация видов энергии водных масс и кратко описаны технологии ее преобразования. Предложена классификация гидравлических двигателей, в которой традиционные и нетрадиционные гидродвигатели разделены на две группы по признаку расположения оси вращения рабочего колеса по отношению к потоку – с осью, перпендикулярной потоку, и осью, параллельной потоку. Достаточно подробно рассмотрены гидродвигатели, предназначенные для преобразования энергии ветровых волн. Материалы книги изложены с позиций использования гидравлических двигателей преимущественно для утилизации энергии низких напоров водных масс. Книга предназначена для специалистов-энергетиков, занимающихся разработкой проблем использования низкопотенциальных источников энергии. Книга может быть полезна студентам технических вузов энергетического, машиностроительного и водохозяйственного профилей.

Правила имеют целью обеспечить надежную, безопасную и рациональную эксплуатацию электроустановок и содержание их в исправном состоянии. Правила распространяются на организации, независимо от форм собственности и организационно-правовых форм, индивидуальных предпринимателей и граждан – владельцев электроустановок напряжением выше 1000 В. Они включают в себя требования к Потребителям, эксплуатирующим действующие электроустановки напряжением до 220 кВ включительно. Правила не распространяются на электроустановки электрических станций, блок-станций, предприятий электрических и тепловых сетей, эксплуатируемых в соответствии с правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей.

В учебном пособии рассматриваются основные законы технической термодинамики, теории тепломассообмена, тепловые схемы, циклы энергетических установок. Рассматриваются вопросы влияния энергетики на окружающую среду. К темам, подлежащим изучению, отнесены: теоретические основы теплоэнергетики, циклы энергетических установок, технология производства электроэнергии и эффективность электростанций, энергетика и окружающая среда. В учебном пособии приводятся типовые задачи, встречающиеся в практике специалистов по общей энергетике и справочные данные для их решения. Пособие предназначено для бакалавров, обучающихся по направлениям подготовки «Электроэнергетика и электротехника» и «Агроинженерия». Может быть полезным студентам других специальностей, в которых изучаются основы теплотехники и теплоэнергетики.

Учебное пособие содержит описание математических моделей элементов электрических систем и сетей, которые используются в расчетах установившихся режимов по специализированным программно-вычислительным комплексам. Рассматриваются вопросы подготовки данных и анализа результатов расчета установившихся режимов. Приводятся теоретические материалы и задания для практических расчетов в задачах определения области допустимых режимов и регулирования напряжения электрических сетей, повышения пропускной способности электропередачи, повышения качества электрической энергии и снижения потерь мощности. Пособие может быть использовано для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Электрические системы и сети» и рекомендовано при изучении других дисциплин по направлению «Электроэнергетика и электротехника».

Рассматриваются физические основы построения и конструкции низковольтных электрических аппаратов, широко применяемых в системах электроснабжения. Приведены перечень, схемы и конструкции электрооборудования низковольтных электрических сетей. Предназначено для студентов очного и заочного отделений факультета энергетики, обучающихся по направлению «Электроэнергетика и электротехника».

Приведены основные сведения об электроустановках, дана краткая характеристика всех типов электростанций. Изложены вопросы выбора генераторов, трансформаторов, токоограничивающих реакторов, коммутационных аппаратов, измерительных трансформаторов тока и напряжения, линий нагрузки и связи с энергосистемой, сборных шин и ошиновок при проектировании тепловых электростанций. Большое внимание уделено особенностям конструкции и режимам работы автотрансформаторов. Рассмотрена методика расчета токов коротких замыканий и отдельных их составляющих для выбора и проверки электрооборудования. Представлены наиболее распространенные электрические схемы распределительных устройств, указаны их области применения и основные свойства. Приведены примеры фрагментов принципиальных схем электрических соединений электрооборудования, даны указания по составлению на их основе полной принципиальной электрической схемы электростанции. Отдельный раздел посвящен примерам решения задач, закрепляющих практические навыки по разработке структурных схем электростанций и выбору электрооборудования.

Пособие содержит теоретический подход к решению практических задач по расчету электрических цепей постоянного тока, задачи с решениями, а также комплекты задач для самостоятельного решения по основным темам раздела курса электротехники «Линейные электрические цепи постоянного тока». Для каждого типа задач приведены подробные алгоритмы расчета, в соответствии с которыми решены или рекомендуется решать задачи. Аналогичные задачи для самостоятельного решения позволят приобрести навыки в организации стратегии решения имеющейся задачи. В качестве помощи студентам в изучении дисциплины рассмотрены приемы работы на компьютере в среде MathCAD. Адресовано студентам, изучающим дисциплины «электротехника» и «Теоретические основы электротехники».

Изложены метод и порядок проектирования электрических аппаратов постоянного тока низкого напряжения, особенности конструктивных форм, определение основных размеров и параметров, общие вопросы проектирования частей токоведущего контура, механизмов аппаратов и электромагнитов, конструктивная разработка аппаратов. Справочный материал пособия ориентирован на выполнение курсового проектирования и расчетно-графической работы. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 13.03.02 – «Электроэнергетика и электротехника» и 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств в нефтегазовом комплексе».

Учебное пособие посвящено характеристике электротехнологического оборудования – дуговых сталеплавильных, рудно-термическихпечей, установок индукционного, резистивного, специального нагрева – как нагрузки систем электропитания. Рассмотрены вопросы качества электроэнергии и его обеспечение при эксплуатации электротехнологического оборудования. Представлены реальные схемы электроснабжения электротехнологических установок. Предназначено для студентов III курса подготовки бакалавров ФМА по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» (дисциплина «Электроснабжение и электрооборудование электротехнологических установок»), а также для магистрантов II курса ФМА по направлению 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» (дисциплина «Проблемы электромагнитной совместимости в электротехнологии»). Может быть полезно студентам и аспирантам электротехнических, электротехнологических специальностей, а также специалистам, разрабатывающим системы электроснабжения электротехнологических установок.

В монографии изложена теория дальних электропередач как эле-мента энергосистемы. Рассмотрена структура, основные технические параметры, физико-технические вопросы дальних электропередач, их функционирование в составе энергообъединения, включая вопросы устойчивости и перенапряжений. Книга может представлять интерес для научных работников, пре-подавателей электроэнергетических специальностей, студентов и аспирантов, интересующихся дальними электропередачами.

Рассматриваются различные подходы в вопросах анализа электромеханических процессов в движущихся элементах электромеханики. Особое внимание уделяется вопросам энергопреобразования и определения электромагнитных сил в динамических режимах работы электромеханических устройств с постоянной и переменной индуктивностью. Монография представляет интерес для широкого круга научных работников и аспирантов, занимающихся расчетами и анализом электромеханических устройств различного назначения, а также может служить пособием для магистрантов направления «Электроэнергетика и электротехника» при решении научных и прикладных задач электротехники.