光伏發(fā)電技術(shù)及其應(yīng)用（第2版）

前言

第1章 緒論1

1.1 光伏發(fā)電的發(fā)展1

1.2 逆變器的基本知識(shí)3

1.3 逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀8

1.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)10

1.5 習(xí)題14

第2章 光伏電池15

2.1 光伏電池的分類(lèi)、結(jié)構(gòu)和發(fā)電原理15

2.2 光伏效應(yīng)17

2.3 光伏電池板20

2.4 互聯(lián)效應(yīng)21

2.5 局部陰影特性28

2.6 習(xí)題34

第3章 光伏逆變器的結(jié)構(gòu)與原理36

3.1 光伏逆變器的結(jié)構(gòu)36

3.2 光伏逆變器的基本工作原理43

3.3 習(xí)題51

第4章 光伏逆變器的脈寬調(diào)制技術(shù)52

4.1 PWM的基本原理52

4.2 PWM方式的諧波含量評(píng)價(jià)指標(biāo)53

4.3 PWM模式53

4.4 正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)54

4.5 SPWM實(shí)現(xiàn)方案56

4.5.5 PWM跟蹤控制技術(shù)69

4.6 習(xí)題73

第5章 帶高頻環(huán)節(jié)的光伏逆變技術(shù)74

5.1 概述74

5.2 高頻DC/DC變換器74

5.3 后級(jí)DC/AC逆變器88

5.4 習(xí)題95

第6章 光伏逆變器相關(guān)技術(shù)96

6.1 軟開(kāi)關(guān)技術(shù)96

6.2 逆變器并聯(lián)運(yùn)行技術(shù)109

6.3 逆變器的多重疊加技術(shù)118

6.4 逆變器的多電平變換技術(shù)124

6.5 習(xí)題132

第7章 光伏逆變器的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)133

7.1 光伏模塊的最大功率跟蹤原理133

7.2 傳統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)137

7.3 智能MPPT技術(shù)148

7.4 局部陰影環(huán)境下的最大功率點(diǎn)跟蹤156

7.5 習(xí)題164

第8章 光伏電池和光伏逆變電源的仿真技術(shù)165

8.1 PSIM簡(jiǎn)介165

8.2 光伏電池模型仿真175

8.3 最大功率點(diǎn)跟蹤仿真179

8.4 光伏逆變電源的仿真182

8.5 習(xí)題184

第9章 并網(wǎng)逆變器的孤島效應(yīng)與檢測(cè)方法185

9.1 孤島效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理及危害185

9.2 孤島檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展現(xiàn)狀189

9.3 被動(dòng)式孤島檢測(cè)方法192

9.4 主動(dòng)式孤島檢測(cè)方法198

9.5 習(xí)題207

第10章 光伏逆變器設(shè)計(jì)實(shí)例208

10.1 逆變器的電路結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要求208

10.2 離網(wǎng)光伏逆變器的設(shè)計(jì)210

10.3 并網(wǎng)型光伏逆變器222

10.4 微型逆變器的組成及其工作原理232

10.5 離/并網(wǎng)雙模式逆變器245

10.6 習(xí)題245

參考文獻(xiàn)246

光伏逆變器是將光伏電池產(chǎn)生的準(zhǔn)直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的裝置，是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心器件。本書(shū)系統(tǒng)地介紹了光伏電池的基本原理、光伏逆變器的基本原理和實(shí)用實(shí)例，特別是對(duì)光伏逆變器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、轉(zhuǎn)換原理、大功率點(diǎn)跟蹤原理、陰影下的光伏電池的發(fā)電特性進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本書(shū)注重簡(jiǎn)潔的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用，在表達(dá)方式上力求做到語(yǔ)言通俗、簡(jiǎn)潔易懂，提高研究和使用人員的興趣。 本書(shū)可作為高等院校自動(dòng)化、電氣自動(dòng)化、儀器儀表等專(zhuān)業(yè)的教材，也可供從事相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考。

《光伏發(fā)電技術(shù)及其應(yīng)用》可作為高等院校自動(dòng)化、電氣自動(dòng)化、儀器儀表等專(zhuān)業(yè)的教材，也可供從事相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考。

光伏發(fā)電技術(shù)為太陽(yáng)能發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用提供了技術(shù)條件，隨著太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)的不斷提高和各國(guó)政府的大力扶持，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。本書(shū)是關(guān)于光伏發(fā)電技術(shù)及設(shè)計(jì)方法研究的一部專(zhuān)著，是作者及其課題組歷時(shí)十年，在這一研究領(lǐng)域所做工作的總結(jié)和深化。書(shū)中系統(tǒng)地闡述了光伏發(fā)電系統(tǒng)的建模、非線性動(dòng)力學(xué)行為分析與控制方法，全面深入地研究了光伏并網(wǎng)發(fā)電的同步、孤島檢測(cè)、最大功率點(diǎn)跟蹤方法，給出了作者及其合作者一系列理論研究和實(shí)驗(yàn)研究成果，并介紹了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)與趨勢(shì)。

前言

第1章 緒論

1.1 光伏發(fā)電的發(fā)展

1.1.1 國(guó)外光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1.2 我國(guó)光伏發(fā)電的發(fā)展

1.2 逆變器的基本知識(shí)

1.2.1 逆變器的基本概念

1.2.2 光伏逆變器的分類(lèi)

1.2.3 光伏逆變器的參數(shù)

1.3 逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀

1.3.1 普通逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀

1.3.2 微型逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀

1.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)

1.4.1 獨(dú)立光伏系統(tǒng)

1.4.2 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)

第2章 光伏電池

2.1 光伏電池的分類(lèi)、結(jié)構(gòu)和發(fā)電原理

2.1.1 光伏電池的分類(lèi)

2.1.2 光伏電池的結(jié)構(gòu)

2.1.3 光生電流的產(chǎn)生過(guò)程

2.2 光伏效應(yīng)

2.2.1 光伏電池的伏安曲線

2.2.2 電阻效應(yīng)

2.2.3 其他效應(yīng)

2.3 光伏電池板

2.4 互聯(lián)效應(yīng)

2.4.1 組件電路的設(shè)計(jì)

2.4.2 錯(cuò)配效應(yīng)

2.4.3 串聯(lián)電池的錯(cuò)配

2.4.4 旁路二極管

2.4.5 并聯(lián)電池的錯(cuò)配

2.4.6 光伏陣列中的錯(cuò)配效應(yīng)

2.5 局部陰影特性

2.5.1 雙二極管模型

2.5.2 外部環(huán)境對(duì)輸出特性的影響

2.5.3 電池連接方式對(duì)輸出特性的影響

第3章 光伏逆變器的結(jié)構(gòu)與原理

3.1 光伏逆變器的結(jié)構(gòu)

3.1.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本構(gòu)成

3.1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行模式

3.1.3 光伏逆變器的電路結(jié)構(gòu)

3.1.4 光伏逆變器的主要技術(shù)指標(biāo)

3.2 光伏逆變器的基本工作原理

3.2.1 單相逆變器

3.2.2 輸出電壓的調(diào)節(jié)方法

3.2.3 三相逆變器

第4章 光伏逆變器的脈寬調(diào)制技術(shù)

4.1 PWM的基本原理

4.2 PWM方式的諧波含量評(píng)價(jià)指標(biāo)

4.3 PWM模式

4.3.1 單極性PWM模式

4.3.2 雙極性PWM模式

4.4 正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)

4.4.1 單相單極性SPWM

4.4.2 單相雙極性SPWM

4.5 SPWM實(shí)現(xiàn)方案

4.5.1 計(jì)算法和調(diào)制法

4.5.2 異步調(diào)制和同步調(diào)制

4.5.3 自然采樣和規(guī)則采樣法

4.5.4 PWM逆變電路的諧波分析

4.5.5 PWM跟蹤控制技術(shù)

第5章 帶高頻環(huán)節(jié)的光伏逆變技術(shù)

5.1 概述

5.2 高頻DC

5.2.1 非隔離型直流斬波器

5.2.2 隔離型DC

5.3 后級(jí)DC

5.3.1 DC

5.3.2 逆變器并網(wǎng)控制模型

5.3.3 光伏逆變器的輸出控制

5.3.4 輸出濾波參數(shù)的設(shè)計(jì)

第6章 光伏逆變器相關(guān)技術(shù)

6.1 軟開(kāi)關(guān)技術(shù)

6.1.1 硬、軟開(kāi)關(guān)方式及開(kāi)關(guān)過(guò)程器件損耗

6.1.2 軟開(kāi)關(guān)電路的分類(lèi)

6.1.3 典型的軟開(kāi)關(guān)電路

6.1.4 軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

6.2 逆變器并聯(lián)運(yùn)行技術(shù)

6.2.1 逆變器并聯(lián)運(yùn)行控制模式

6.2.2 逆變器并聯(lián)運(yùn)行條件

6.2.3 逆變器并聯(lián)均流控制方法

6.2.4 逆變器并聯(lián)的環(huán)流分析與抑制

6.2.5 逆變器并聯(lián)的同步控制

6.3 逆變器的多重疊加技術(shù)

6.3.1 移相多重疊加法

6.3.2 多重疊加法的基本原理

6.3.3 兩個(gè)單相橋式逆變器的串聯(lián)疊加

6.3.4 三個(gè)單相橋式逆變器的串聯(lián)疊加

6.4 逆變器的多電平變換技術(shù)

6.4.1 二極管鉗位型三電平變換

6.4.2 飛跨電容型多電平逆變器

6.4.3 級(jí)聯(lián)型多電平逆變器

6.4.4 多電平調(diào)制策略的研究現(xiàn)狀

第7章 光伏逆變器的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)

7.1 光伏模塊的最大功率跟蹤原理

7.1.1 影響光伏模塊MPP的因素

7.1.2 MPPT的基本原理

7.1.3 MPPT的研究現(xiàn)狀

7.2 傳統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)

7.2.1 恒定電壓法

7.2.2 電導(dǎo)增量法

7.2.3 擾動(dòng)觀測(cè)法

7.2.4 改進(jìn)的擾動(dòng)觀測(cè)法

7.3 智能MPPT技術(shù)

7.3.1 模糊邏輯控制法

7.3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制法

7.4 局部陰影環(huán)境下的最大功率點(diǎn)跟蹤

7.4.1 局部功率點(diǎn)的產(chǎn)生原理

7.4.2 局部陰影條件下的MPPT方法

第8章 光伏逆變電源的仿真技術(shù)

8.1 PSIM簡(jiǎn)介

8.1.1 軟件界面

8.1.2 菜單欄和工具欄PSIM主窗口

8.1.3 基本使用

8.2 光伏電池模型仿真

8.2.1 光伏電池模型

8.2.2 光伏模塊I—U仿真

8.3 最大功率點(diǎn)跟蹤仿真

8.4 光伏逆變電源的仿真

第9章 并網(wǎng)逆變器的孤島效應(yīng)與檢測(cè)方法

9.1 孤島效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理及危害

9.1.1 孤島效應(yīng)的定義

9.1.2 孤島效應(yīng)發(fā)生的機(jī)理

9.1.3 孤島效應(yīng)的危害

9.2 孤島檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展現(xiàn)狀

9.2.1 孤島檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

9.2.2 孤島檢測(cè)方法研究現(xiàn)狀

9.3 被動(dòng)式孤島檢測(cè)方法

9.3.1 過(guò)

9.3.2 電壓相位突變檢測(cè)法

9.3.3 電壓諧波檢測(cè)法

9.4 主動(dòng)式孤島檢測(cè)方法

9.4.1 頻率偏移檢測(cè)法

9.4.2 周期性檢測(cè)法

9.4.3 滑膜頻率漂移法

9.4.4 自動(dòng)相位偏移法

第10章 光伏逆變器設(shè)計(jì)實(shí)例

10.1 逆變器的電路結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要求

10.1.1 逆變器的電路構(gòu)成

10.1.2 逆變器設(shè)計(jì)的技術(shù)要求

10.2 離網(wǎng)光伏逆變器的設(shè)計(jì)

10.2.1 純正弦逆變器的設(shè)計(jì)

10.2.2 高頻直流升壓電路設(shè)計(jì)

10.2.3 DC

10.2.4 系統(tǒng)仿真和結(jié)果分析

10.3 并網(wǎng)型光伏逆變器

10.3.1 并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)和工作原理

10.3.2 DC

10.3.3 孤島檢測(cè)方法

10.3.4 DC

10.4 微型逆變器的組成及其工作原理

10.4.1 微型逆變器硬件電路設(shè)計(jì)

10.4.2 微型逆變器的控制策略

10.4.3 系統(tǒng)仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

10.5 離

參考文獻(xiàn)2100433B