新能源發(fā)電變流技術(shù)

前言

第1章新能源發(fā)電概述11.1光伏發(fā)電 3

1.1.1光伏發(fā)電概述3

1.1.2光伏發(fā)電的原理及分類4

1.2風(fēng)力發(fā)電 10

1.2.1風(fēng)力發(fā)電概述10

1.2.2風(fēng)力發(fā)電的原理及分類12

1.3小水力發(fā)電 18

1.3.1小水力發(fā)電概述18

1.3.2小水力發(fā)電的原理及分類18

1.4海洋能發(fā)電 22

1.4.1海洋能發(fā)電概述22

1.4.2海洋能發(fā)電的原理及分類22

1.5燃料電池發(fā)電 29

1.5.1燃料電池發(fā)電概述29

1.5.2燃料電池發(fā)電的原理及分類30

思考題32

參考文獻33

第2章并網(wǎng)逆變器及其控制342.1并網(wǎng)逆變器概述 34

2.2同步坐標(biāo)系下并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型 37

2.3基于電網(wǎng)電壓定向的直接電流控制策略 39

2.4基于LCL濾波的并網(wǎng)逆變器控制 41

2.4.1概述41

2.4.2無源阻尼法43

2.4.3有源阻尼法47

2.4.4LCL濾波器參數(shù)設(shè)計56

2.5并網(wǎng)逆變器控制中的鎖相環(huán)技術(shù) 60

2.5.1鎖相環(huán)概述60

2.5.2鎖相環(huán)的基本實現(xiàn)方法60

2.5.3三相軟件鎖相環(huán)技術(shù)67

2.5.4單相軟件鎖相環(huán)技術(shù)71

2.5.5鎖相環(huán)控制參數(shù)整定74

思考題77

參考文獻77

新能源發(fā)電變流技術(shù)目錄第3章并網(wǎng)光伏發(fā)電及逆變器技術(shù)793.1并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 79

3.1.1集中式結(jié)構(gòu) 80

3.1.2組串式結(jié)構(gòu)81

3.1.3集散式結(jié)構(gòu)82

3.1.4交流組件式結(jié)構(gòu)83

3.1.5直流組件式結(jié)構(gòu)83

3.1.6協(xié)同式結(jié)構(gòu)84

3.2并網(wǎng)光伏逆變器 84

3.2.1隔離型并網(wǎng)光伏逆變器結(jié)構(gòu)85

3.2.2非隔離型并網(wǎng)光伏逆變器101

3.2.3微型逆變器113

3.3光伏系統(tǒng)的MPPT技術(shù) 124

3.3.1概述 124

3.3.2基于輸出特性曲線的開環(huán)MPPT方法126

3.3.3擾動觀測法127

3.3.4電導(dǎo)增量法135

3.4光伏系統(tǒng)PID效應(yīng)及防護措施139

3.4.1PID效應(yīng)概述139

3.4.2PID效應(yīng)的防護141

思考題144

參考文獻144

第4章風(fēng)電變流器及其控制1464.1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)概述146

4.1.1風(fēng)力發(fā)電機的基本構(gòu)成146

4.1.2風(fēng)電機組的基本類型147

4.2雙饋型風(fēng)力發(fā)電機及其變流器控制151

4.2.1雙饋型風(fēng)力發(fā)電機及其變流系統(tǒng)151

4.2.2雙饋電機數(shù)學(xué)模型154

4.2.3雙饋電機的工作原理及工作狀態(tài)162

4.2.4雙饋型風(fēng)電變流器的控制策略166

4.3全功率型風(fēng)電變流器及其控制175

4.3.1永磁同步全功率型風(fēng)力發(fā)電機及其變流器控制175

4.3.2異步全功率型風(fēng)力發(fā)電機及其變流器控制185

思考題195

參考文獻195

第5章微網(wǎng)逆變器及其控制1975.1微網(wǎng)系統(tǒng)概述197

5.1.1微網(wǎng)的構(gòu)成與定義197

5.1.2微網(wǎng)的分類與控制204

5.2微網(wǎng)逆變器及其控制208

5.2.1下垂控制209

5.2.2電壓頻率給定控制216

5.2.3有功、無功給定控制217

5.2.4微網(wǎng)逆變器的雙模式控制及無縫切換218

5.3虛擬同步發(fā)電機控制224

5.3.1虛擬同步發(fā)電機思想的提出224

5.3.2同步發(fā)電機基本原理225

5.3.3虛擬同步發(fā)電機控制實現(xiàn)229

5.3.4虛擬同步發(fā)電機與同步發(fā)電機的區(qū)別231

5.3.5虛擬同步發(fā)電機的應(yīng)用232

本章小結(jié)234

思考題234

參考文獻235

第6章儲能功率變換系統(tǒng)及其控制2386.1儲能系統(tǒng)的概述238

6.1.1儲能系統(tǒng)的基本類型238

6.1.2典型儲能系統(tǒng)中的變流技術(shù)245

6.2儲能功率變換系統(tǒng)控制策略256

6.2.1功率變換系統(tǒng)的控制要求256

6.2.2儲能系統(tǒng)功率變換系統(tǒng)控制策略257

思考題262

參考文獻262

第7章新能源并網(wǎng)發(fā)電中的孤島效應(yīng)2667.1孤島效應(yīng)的基本問題266

7.1.1孤島效應(yīng)發(fā)生的機理266

7.1.2孤島效應(yīng)的檢測268

7.1.3并網(wǎng)逆變器發(fā)生孤島時的理論分析269

7.2基于并網(wǎng)逆變器的被動式反孤島策略 273

7.2.1過/欠電壓、過/欠頻率反孤島策略273

7.2.2基于相位跳變的反孤島策略275

7.2.3基于電壓諧波檢測的反孤島策略277

7.3基于并網(wǎng)逆變器的主動式反孤島策略 278

7.3.1頻移法278

7.3.2基于功率擾動的反孤島策略282

7.3.3阻抗測量方案284

7.4不可檢測區(qū)域與反孤島策略的有效性評估 285

7.4.1基于ΔP×ΔQ坐標(biāo)系孤島檢測的有效性評估285

7.4.2基于L×Cnorm坐標(biāo)系孤島檢測的有效性評估290

思考題295

參考文獻295

第8章新能源發(fā)電并網(wǎng)導(dǎo)則及故障穿越2978.1新能源發(fā)電并網(wǎng)導(dǎo)則 297

8.2電網(wǎng)電壓跌落故障的分類 303

8.3風(fēng)力發(fā)電機的低電壓穿越及控制 307

8.3.1雙饋型風(fēng)力發(fā)電機的低電壓穿越及控制307

8.3.2全功率型風(fēng)力發(fā)電機的低電壓穿越及控制316

8.4光伏發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越及控制 320

8.5并網(wǎng)系統(tǒng)的低電壓穿越測試 324

8.5.1電網(wǎng)模擬器325

8.5.2新能源發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越測試325

思考題329

參考文獻3302100433B

由于當(dāng)今經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的需要，人們迫切呼吁建立以清潔、可再生能源為主的新能源結(jié)構(gòu)逐漸取代以污染嚴(yán)重、資源有限的化石能源為主的傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)。大規(guī)模開發(fā)和利用以太陽能、風(fēng)能為代表的新能源對于我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，而新能源發(fā)電變流技術(shù)則是新能源發(fā)電系統(tǒng)不可或缺的核心關(guān)鍵技術(shù)。本書面向具有一定電力電子技術(shù)基礎(chǔ)的高年級本科生或研究生，以典型新能源發(fā)電技術(shù)為切入點，深入淺出地闡述和討論新能源發(fā)電概述、并網(wǎng)逆變器及其控制、并網(wǎng)光伏發(fā)電及逆變器技術(shù)、風(fēng)電變流器及其控制、微網(wǎng)逆變器及其控制、儲能功率變換系統(tǒng)及其控制、新能源發(fā)電中的孤島效應(yīng)、新能源發(fā)電并網(wǎng)導(dǎo)則及故障穿越等內(nèi)容。

《風(fēng)電變流技術(shù)》總結(jié)了作者在風(fēng)電變流技術(shù)領(lǐng)域十余年的研究成果,全面闡述了風(fēng)電變流器本體的電力電子技術(shù)、風(fēng)電變流器對機組的轉(zhuǎn)矩控制和對電網(wǎng)的并網(wǎng)控制技術(shù),內(nèi)容包括全功率變換風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的原理、機側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器的優(yōu)化控制、機側(cè)與網(wǎng)側(cè)變換器直流環(huán)節(jié)及變換器濾波環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計、風(fēng)電變流器的電網(wǎng)故障穿越及其不間斷運行技術(shù)、變流器的模塊化并聯(lián)擴容技術(shù)、并聯(lián)型風(fēng)電變流器的容錯與重構(gòu)運行技術(shù)和風(fēng)電變流器的電壓源型控制技術(shù)等。此外,《風(fēng)電變流技術(shù)》還介紹了大量優(yōu)化和改進風(fēng)電變流器控制性能的最新技術(shù),并附有大量的設(shè)計案例、仿真分析與實驗驗證。