太陽能光伏并網發(fā)電及其逆變控制 第2版

前言
第1章緒論1
1.1太陽能及其光伏產業(yè)1
1.2光伏并網發(fā)電技術的發(fā)展7
1.2.1國內外光伏并網發(fā)電技術的發(fā)展7
1.2.2國內外光伏并網發(fā)電的激勵政策17
1.2.3我國光伏發(fā)電中長期發(fā)展規(guī)劃19
1.2.4光伏發(fā)電成本變化趨勢及預測20
1.3國內外大型光伏發(fā)電系統(tǒng)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光生伏應39
2.2光伏電池的制作40
2.2.1單晶硅電池的制作流程40
2.2.2光伏電池組件及其封裝42
2.2.3光伏電池組件的出廠檢測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(shù)學模型44
2.3.2光伏電池輸出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光伏系統(tǒng)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多晶硅電池和非晶硅電池55
2.5.3非硅材料光伏電池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光伏電池研究的成果60
參考文獻63
第3章光伏并網系統(tǒng)的體系結構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章光伏并網逆變器的電路拓撲72
4.1光伏并網逆變器的分類72
4.1.1隔離型光伏并網逆變器結構72
4.1.2非隔離型并網逆變器結構73
4.2隔離型光伏并網逆變器74
4.2.1工頻隔離型光伏并網逆變器74
4.2.2高頻隔離型光伏并網逆變器77
4.3非隔離型光伏并網逆變器84
4.3.1單級非隔離型光伏并網逆變器84
4.3.2多級非隔離型光伏并網逆變器88
4.3.3非隔離型光伏并網逆變器問題研究94
4.4多支路光伏并網逆變器105
4.4.1隔離型多支路光伏并網逆變器105
4.4.2非隔離型多支路光伏并網逆變器107
4.4.3非隔離級聯(lián)型光伏并網逆變器108
4.5微型光伏并網逆變器112
4.5.1微型光伏并網逆變器概述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調制策略128
參考文獻135
第5章光伏并網逆變器控制策略138
5.1光伏并網逆變器控制策略概述138
5.2基于電流閉環(huán)的矢量控制策略141
5.2.1同步坐標系下并網逆變器的數(shù)學模型142
5.2.2基于電網電壓定向的矢量控制（VOC）143
5.2.3基于虛擬磁鏈定向的矢量控制(VFOC)146
5.3直接功率控制（DPC）151
5.3.1瞬時功率的計算152
5.3.2基于電壓定向的直接功率控制(VDPC)154
5.3.3基于虛擬磁鏈定向的直接功率控制(VFDPC)164
5.4基于LCL濾波的并網光伏逆變器控制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基于LCL濾波的并網光伏逆變器濾波器設計186
5.5單相并網逆變器的控制195
5.5.1靜止坐標系中單相并網逆變器的控制196
5.5.2同步旋轉坐標系中單相并網逆變器的控制199
參考文獻201
第6章光伏發(fā)電的大功率點跟蹤（MPPT）技術204
6.1概述204
6.2基于輸出特性曲線的開環(huán)MPPT方法207
6.2.1定電壓跟蹤法207
6.2.2短路電流比例系數(shù)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基于模糊理論的MPPT控制237
6.5.2基于人工神經網絡的MPPT控制240
6.5.3基于智能方法的MPPT復合控制242
6.6兩類基本拓撲結構的MPPT控制245
6.6.1兩級式并網光伏逆變器的MPPT控制245
6.6.2單級式并網光伏逆變器的MPPT控制249
6.7MPPT的其他問題250
6.7.1局部大功率點問題250
6.7.2MPPT的能量損耗264
6.7.3大功率點跟蹤的效率與測試268
參考文獻278
第7章并網光伏發(fā)電系統(tǒng)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(fā)生與檢測282
7.1.2孤島效應發(fā)生的可能性與危險性285
7.1.3并網逆變器發(fā)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并網光伏系統(tǒng)的反孤島測試296
7.2基于并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基于相位跳變的反孤島策略301
7.2.3基于電壓諧波檢測的反孤島策略303
7.3基于并網逆變器的主動式反孤島策略304
7.3.1頻移法304
7.3.2基于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(qū)域（NDZ）與反孤島策略的有效性評估311
7.4.1基于ΔP×ΔQ坐標系孤島檢測的有效性評估312
7.4.2基于L×Cnorm坐標系孤島檢測的有效性評估317
7.4.3基于負載特征參數(shù)Qf×f0坐標系的有效性評估322
7.4.4基于負載特征參數(shù)Qf0×Cnorm坐標系的有效性評估326
7.5多逆變器并聯(lián)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系統(tǒng)中同時使用主動頻移法和滑模頻移法334
7.5.3系統(tǒng)中同時使用主動頻移法和基于正反饋的主動頻移法335
7.5.4系統(tǒng)中兩臺并網逆變器均使用基于正反饋的主動頻移法336
7.5.5系統(tǒng)中兩臺并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陽光跟蹤系統(tǒng)的設計344
8.2.1陽光跟蹤伺服機構344
8.2.2陽光跟蹤控制系統(tǒng)346
8.3陽光聚集系統(tǒng)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章光伏并網系統(tǒng)的低電壓穿越354
9.1電網故障的特征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(fā)電系統(tǒng)并網導則361
9.2.1并網導則概述361
9.2.2光伏發(fā)電系統(tǒng)并網導則363
9.3光伏并網系統(tǒng)LVRT控制策略366
9.3.1光伏并網系統(tǒng)電網故障時動態(tài)特性367
9.3.2光伏并網系統(tǒng)LVRT控制策略36