太陽能光伏並網發電及其逆變控製（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張興，曹仁賢 等 著

圖書標籤:

• 太陽能光伏
• 並網發電
• 逆變控製
• 電力電子
• 新能源
• 可再生能源
• 電能轉換
• 功率電子
• 光伏技術
• 電力係統

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111585510

版次：2

商品編碼：12319550

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 電力電子新技術係列圖書 能源革命與綠色發展叢書

開本：16開

齣版時間：2018-03-01

用紙：膠版紙

頁數：385

編輯推薦

適讀人群 ：從事光伏並網發電技術以及並網逆變器技術相關研究與應用的工程技術人員及高校學生
第壹版重印8次，作者，所閤作的陽光股份近年蟬聯齣口，世界首位。影響廣泛。

內容簡介

本書是編者在長期從事太陽能光伏發電及並網逆變技術研究與産業化基礎上，通過學習和研究大量國內外相關參考文獻編寫而成的，是對相關本科教材的深入與完善。本書以“太陽能光伏發電技術”以及“電力電子技術”理論為基礎，從光伏並網發電係統與並網逆變控製角度齣發，深入淺齣地討論瞭太陽電池技術、光伏並網係統的體係結構、光伏並網逆變器的電路拓撲、光伏並網逆變器控製策略、大功率點跟蹤技術、並網光伏發電係統的孤島效應及反孤島策略、陽光跟蹤聚集技術、光伏並網係統的低電壓穿越及相關標準等內容，為光伏並網發電技術的應用與研究提供瞭理論基礎。

目錄

電力電子新技術係列圖書序言
前言
第1章緒論1
1.1太陽能及其光伏産業1
1.2光伏並網發電技術的發展7
1.2.1國內外光伏並網發電技術的發展7
1.2.2國內外光伏並網發電的激勵政策17
1.2.3我國光伏發電中長期發展規劃19
1.2.4光伏發電成本變化趨勢及預測20
1.3國內外大型光伏發電係統簡介22
1.3.1Springerville Generating Station（SGS）大型荒漠光伏電站22
1.3.2APS Star Center 調峰電站25
1.3.3Prescott的荒漠電站26
1.3.4國內外百兆瓦以上大型光伏電站27
1.3.5特色光伏電站29
1.3.6我國大型光伏電站（100MW及以上容量）30
第2章光伏電池與光伏陣列33
2.1光伏電池的物理基礎33
2.1.1光伏效應的量子物理基礎33
2.1.2pn結的形成37
2.1.3光生伏特效應39
2.2光伏電池的製作40
2.2.1單晶矽電池的製作流程40
2.2.2光伏電池組件及其封裝42
2.2.3光伏電池組件的齣廠檢測44
2.3光伏陣列的建模與工程計算方法44
2.3.1光伏電池的數學模型44
2.3.2光伏電池輸齣特性的工程計算方法48
2.4光伏電池的應用設計50
2.4.1光伏陣列使用前的測試50
2.4.2光伏係統的一般設計方法51
2.5光伏電池新技術與新品種53
2.5.1新型pn結結構53
2.5.2多晶矽電池和非晶矽電池55
2.5.3非矽材料光伏電池56
2.5.4有機光伏電池56
2.6第三代光伏電池技術58
2.7光伏電池研究的最新成果60
參考文獻63
第3章光伏並網係統的體係結構65
3.1集中式結構65
3.2交流模塊式結構66
3.3串型結構67
3.4多支路結構68
3.5主從結構69
3.6直流模塊式結構70
3.7小結71
參考文獻71
第4章光伏並網逆變器的電路拓撲72
4.1光伏並網逆變器的分類72
4.1.1隔離型光伏並網逆變器結構72
4.1.2非隔離型並網逆變器結構73
4.2隔離型光伏並網逆變器74
4.2.1工頻隔離型光伏並網逆變器74
4.2.2高頻隔離型光伏並網逆變器77
4.3非隔離型光伏並網逆變器84
4.3.1單級非隔離型光伏並網逆變器84
4.3.2多級非隔離型光伏並網逆變器88
4.3.3非隔離型光伏並網逆變器問題研究94
4.4多支路光伏並網逆變器105
4.4.1隔離型多支路光伏並網逆變器105
4.4.2非隔離型多支路光伏並網逆變器107
4.4.3非隔離級聯型光伏並網逆變器108
4.5微型光伏並網逆變器112
4.5.1微型光伏並網逆變器概述112
4.5.2微型逆變器的基本拓撲結構117
4.6NPC三電平光伏逆變器126
4.6.1NPC三電平逆變器拓撲結構126
4.6.2NPC三電平逆變器PWM調製策略128
參考文獻135
第5章光伏並網逆變器控製策略138
5.1光伏並網逆變器控製策略概述138
5.2基於電流閉環的矢量控製策略141
5.2.1同步坐標係下並網逆變器的數學模型142
5.2.2基於電網電壓定嚮的矢量控製（VOC）143
5.2.3基於虛擬磁鏈定嚮的矢量控製(VFOC)146
5.3直接功率控製（DPC）151
5.3.1瞬時功率的計算152
5.3.2基於電壓定嚮的直接功率控製(V�睤PC)154
5.3.3基於虛擬磁鏈定嚮的直接功率控製(VF�睤PC)164
5.4基於LCL濾波的並網光伏逆變器控製170
5.4.1概述170
5.4.2無源阻尼法172
5.4.3有源阻尼法176
5.4.4基於LCL濾波的並網光伏逆變器濾波器設計186
5.5單相並網逆變器的控製195
5.5.1靜止坐標係中單相並網逆變器的控製196
5.5.2同步鏇轉坐標係中單相並網逆變器的控製199
參考文獻201
第6章光伏發電的最大功率點跟蹤（MPPT）技術204
6.1概述204
6.2基於輸齣特性麯綫的開環MPPT方法207
6.2.1定電壓跟蹤法207
6.2.2短路電流比例係數法208
6.2.3插值計算法208
6.3擾動觀測法210
6.3.1擾動觀測法的基本原理211
6.3.2擾動觀測法的振蕩與誤判問題213
6.3.3擾動觀測法的改進215
6.4電導增量法（INC）222
6.4.1電導增量法的基本原理223
6.4.2電導增量法的振蕩與誤判問題225
6.4.3電導增量法的改進232
6.5智能MPPT方法237
6.5.1基於模糊理論的MPPT控製237
6.5.2基於人工神經網絡的MPPT控製240
6.5.3基於智能方法的MPPT復閤控製242
6.6兩類基本拓撲結構的MPPT控製245
6.6.1兩級式並網光伏逆變器的MPPT控製245
6.6.2單級式並網光伏逆變器的MPPT控製249
6.7MPPT的其他問題250
6.7.1局部最大功率點問題250
6.7.2MPPT的能量損耗264
6.7.3最大功率點跟蹤的效率與測試268
參考文獻278
第7章並網光伏發電係統的孤島效應及反孤島策略281
7.1孤島效應的基本問題281
7.1.1孤島效應的發生與檢測282
7.1.2孤島效應發生的可能性與危險性285
7.1.3並網逆變器發生孤島效應時的理論分析288
7.1.4孤島效應的檢測標準與研究狀況293
7.1.5並網光伏係統的反孤島測試296
7.2基於並網逆變器的被動式反孤島策略298
7.2.1過/欠電壓、過/欠頻率反孤島策略299
7.2.2基於相位跳變的反孤島策略301
7.2.3基於電壓諧波檢測的反孤島策略303
7.3基於並網逆變器的主動式反孤島策略304
7.3.1頻移法304
7.3.2基於功率擾動的反孤島策略308
7.3.3阻抗測量方案310
7.4不可檢測區域（NDZ）與反孤島策略的有效性評估311
7.4.1基於ΔP×ΔQ坐標係孤島檢測的有效性評估312
7.4.2基於L×Cnorm坐標係孤島檢測的有效性評估317
7.4.3基於負載特徵參數Qf×f0坐標係的有效性評估322
7.4.4基於負載特徵參數Qf0×Cnorm坐標係的有效性評估326
7.5多逆變器並聯運行時的孤島檢測分析332
7.5.1部分逆變器使用被動式反孤島方案333
7.5.2係統中同時使用主動頻移法和滑模頻移法334
7.5.3係統中同時使用主動頻移法和基於正反饋的主動頻移法335
7.5.4係統中兩颱並網逆變器均使用基於正反饋的主動頻移法336
7.5.5係統中兩颱並網逆變器均使用滑模頻移法337
參考文獻338
第8章陽光的跟蹤與聚集342
8.1陽光跟蹤與聚集的意義342
8.1.1陽光跟蹤的意義342
8.1.2陽光聚集的意義343
8.2陽光跟蹤係統的設計344
8.2.1陽光跟蹤伺服機構344
8.2.2陽光跟蹤控製係統346
8.3陽光聚集係統設計348
8.3.1聚光光伏電池及其應用中的技術要求348
8.3.2陽光聚集裝置349
參考文獻353
第9章光伏並網係統的低電壓穿越354
9.1電網故障的特徵355
9.1.1對稱跌落故障356
9.1.2不對稱跌落故障356
9.2光伏發電係統並網導則361
9.2.1並網導則概述361
9.2.2光伏發電係統並網導則363
9.3光伏並網係統LVRT控製策略366
9.3.1光伏並網係統電網故障時動態特性367
9.3.2光伏並網係統LVRT控製策略369
9.3.3光伏並網係統LVRT動態仿真372
9.4光伏並網係統LVRT測試規程374
9.4.1新能源並網係統測試規程374
9.4.2光伏並網係統LVRT測試規程376
9.4.3光伏並網係統仿真模型的LVRT測試377
9.5小結379
參考文獻379
附錄光伏並網發電標準簡介381
A.1國內標準簡介381
A.1.1GB/T 19964—2012光伏發電站接入電力係統技術規定381
A.1.2GB/T 29319—2012 光伏發電係統接入配電網技術規定382
A.1.3GB/T 30427—2013並網光伏發電逆變器技術要求和試驗方法382
A.1.4CNCA/CTS 0002—2014光伏並網逆變器中國效率技術條件382
A.2國外標準簡介383
A.2.1IEEE 1547係列標準383
A.2.2UL 1741：2010《Inverters,Converters,Controllers and Interconnection
System Equipment for Use With Distributed Energy Resources》用於
分布式發電係統的逆變器、變流器、控製器以及互聯裝置的
規定384
A.2.3IEC 62109��1：2010 （Final Draft）safety of power converters for use
in the photovoltaic power systems—Part1:General requirements
光伏發電係統中功率變流器的安全第一部分：通用要求385
A.2.4IEC 62109��2：2011（Committee Draft）Safety of power converters for
use in photovoltaic power systems—Part 2:Particular requirements for
inverters 光伏發電係統中能量轉換裝置的安全第二部分：
逆變器的特殊要求385

前言/序言

眾所周知，在追求低碳社會的今天，太陽能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。在各國政府的大力支持下，全球的太陽能光伏産業得到瞭快速的發展：2009年開始我國太陽能電池産量基本保持在全球總産量的40%以上，是全球最大的太陽電池生産國，2014年全球光伏發電市場規模達到38.7GW，2015年已經超過50GW。2015年初，世界總光伏裝機容量增長到瞭200GW，中國、日本和美國成為瞭當年市場增長最快的國傢，其中，中國取代歐洲成為年度安裝量增長最快的地區。未來，在各國新能源政策的支持下，光伏發電市場將通過降低成本、提高轉化效率等手段迅速擴張，各類光伏材料市場也將加快發展，其中亞太地區、美國和歐洲將成為增長核心區。經過分析，各項非化石能源對應的2020年和2030年發電量目標總和低於《中美氣候變化聯閤聲明》中的要求，考慮到風電和光伏的建設周期相對較短，因此用於填補發電量缺口的可能性更大。以2020年為例，非化石能源發電量測算缺口659億kW?h，如果全部用光伏填補缺口，相當於光伏並網從100GW增加到155GW。與其他可再生能源發電相比，光伏發電更清潔，更有優勢。由此可見，光伏發電的發展空間仍相當可觀，未來發展十分有前景。為瞭達到“十三五”規劃預期的155GW新增並網光伏裝機容量目標，“十三五”期間，光伏年均新增裝機容量至少達到20GW。
我國太陽能資源非常豐富，理論儲量達17000億t標準煤。太陽能資源開發利用的潛力非常廣闊。我國光伏發電産業於20世紀70年代起步，90年代中期進入穩步發展時期。太陽電池及組件産量逐年穩步增加。在“光明工程”先導項目和“送電到鄉”工程等國傢項目及世界光伏發電市場的有力拉動下，尤其是《可再生能源中長期發展規劃》以及“太陽能屋頂計劃”“金太陽工程”的齣颱，我國的光伏發電産業獲得瞭迅猛發展。2007年我國的太陽電池産量超過歐洲和日本，成為世界第一；2008年全球太陽電池的産量約7GW，同年我國的太陽電池産量約2.6GW，份額超過30%；2009年全球太陽電池的産量約10GW ，而同年我國産量超過4GW，份額超過40%。2009年我國的太陽能市場安裝量為228MW，年增長率高達552%。 2009年全球太陽電池的産量約10GW，我國産量超過4GW，所占份額超過40%。根據産業信息網發布的《2016—2022年中國太陽能電池産業調研現狀及投資谘詢戰略研究報告》顯示，2009～2014年，我國太陽電池産量逐年上升，其中2010年我國太陽電池産量同比增長117.04%，為近年來最大增幅；2012年，我國太陽電池産量增幅有所下滑，僅為14.11%；2013年我國電池片生産規模進一步擴大，産能為42GW，産量達到25.1GW。與2012年相比，增長率約為20%，産量約占全球總産量的62%，位居全球首位。2014年我國太陽電池産量33.5GW，同比增33.5%。我國占據瞭全球近80%的份額。雖然2014年我國太陽電池的生産量約占世界産量的60%，但是光伏市場應用仍然主要集中在歐洲，其次為美國和日本等發達國傢，我國的光伏市場應用份額不到30%，即光伏産業仍未改變齣口為主的局麵，因此仍然需要進一步擴大國內光伏應用規模。
由於全球太陽能光伏産業的發展突飛猛進，太陽電池的價格已有瞭較大幅度的下降，即從2008年3.85美元/W下跌至2009年的1.79美元/W，之後每年均持續下跌，至2015年太陽電池的價格已跌至為0.4～0.5美元/W。隨著我國光伏並網發總裝機容量在2014年達到26.52GW，我國光伏發電市場又進入瞭新一輪的高速發展時期。“十二五”期間，我國太陽能發電裝機規模增長168倍，超越所有可再生能源發展速度，提前半年完成“十二五”規劃提齣的35GW裝機目標。在此基礎上，根據2015年國傢能源局下發的《太陽能利用“十三五”發展規劃（徵求意見稿）》，預計到2020年我國光伏裝機容量纍計將達到150GW，也就是說，未來5年，我國年新增光伏裝機容量平均為20GW，年均復閤增長率超過25%。根據測算，到2020年我國可在發電側實現平價上網。
在全球蓬勃發展的太陽能産業中，光伏逆變器市場也不意外，根據全球太陽能市場IMS Research 2015年的全球光逆變器市場研究報告，2014年是光伏逆變器市場創造記錄的一年，全球光伏逆變器齣貨量達到38.7GW，銷售收入達到61.2億美元。2008年我國光伏逆變器齣貨量僅為25MW，而2014年我國光伏逆變器齣貨量則達到瞭13.3GW，市場銷售額為45.4億元，發展速度驚人。隨著我國政策的推動，預計我國到2020年光伏逆變器總需求量至少為18.6GW，市場規模超過500億元，而2015年我國光伏逆變器市場規模約為57.58億元，市場發展空間巨大。
太陽能光伏發電有離網型和並網型兩種工作方式。過去，由於太陽電池的生産成本居高不下，光伏發電多數被用於偏遠的無電地區，而且以戶用及村莊用的中小係統居多，都屬於離網型用戶。但是近年來，光伏發電産業及其市場發生瞭巨大的變化，開始有邊遠農村地區逐步嚮城市並網發電、光伏建築集成以及大型荒漠光伏並網發電的方嚮快速邁進，太陽能已經全球性地由“補充能源”嚮下一代“替代能源”過渡。統計資料錶明，近幾年世界光伏並網發電市場發展迅速，光伏並網發電在光伏行業中的市場比例也從1996年的10%上升到2015年的90%以上

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