太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電及其逆變控制 第2版

前言
第1章緒論1
1.1太陽(yáng)能及其光伏產(chǎn)業(yè)1
1.2光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展7
1.2.1國(guó)內(nèi)外光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展7
1.2.2國(guó)內(nèi)外光伏并網(wǎng)發(fā)電的激勵(lì)政策17
1.2.3我國(guó)光伏發(fā)電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃19
1.2.4光伏發(fā)電成本變化趨勢(shì)及預(yù)測(cè)20
1.3國(guó)內(nèi)外大型光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介22
1.3.1Springerville Generating Station（SGS）大型荒漠光伏電站22
1.3.2APS Star Center 調(diào)峰電站25
1.3.3Prescott的荒漠電站26
1.3.4國(guó)內(nèi)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(guó)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(chǔ)33
2.1.1光伏效應(yīng)的量子物理基礎(chǔ)33
2.1.2pn結(jié)的形成37
2.1.3光生伏應(yīng)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(cè)44
2.3光伏陣列的建模與工程計(jì)算方法44
2.3.1光伏電池的數(shù)學(xué)模型44
2.3.2光伏電池輸出特性的工程計(jì)算方法48
2.4光伏電池的應(yīng)用設(shè)計(jì)50
2.4.1光伏陣列使用前的測(cè)試50
2.4.2光伏系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法51
2.5光伏電池新技術(shù)與新品種53
2.5.1新型pn結(jié)結(jié)構(gòu)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(jī)光伏電池56
2.6第三代光伏電池技術(shù)58
2.7光伏電池研究的成果60
參考文獻(xiàn)63
第3章光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)65
3.1集中式結(jié)構(gòu)65
3.2交流模塊式結(jié)構(gòu)66
3.3串型結(jié)構(gòu)67
3.4多支路結(jié)構(gòu)68
3.5主從結(jié)構(gòu)69
3.6直流模塊式結(jié)構(gòu)70
3.7小結(jié)71
參考文獻(xiàn)71
第4章光伏并網(wǎng)逆變器的電路拓?fù)?2
4.1光伏并網(wǎng)逆變器的分類(lèi)72
4.1.1隔離型光伏并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)72
4.1.2非隔離型并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)73
4.2隔離型光伏并網(wǎng)逆變器74
4.2.1工頻隔離型光伏并網(wǎng)逆變器74
4.2.2高頻隔離型光伏并網(wǎng)逆變器77
4.3非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器84
4.3.1單級(jí)非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器84
4.3.2多級(jí)非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器88
4.3.3非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器問(wèn)題研究94
4.4多支路光伏并網(wǎng)逆變器105
4.4.1隔離型多支路光伏并網(wǎng)逆變器105
4.4.2非隔離型多支路光伏并網(wǎng)逆變器107
4.4.3非隔離級(jí)聯(lián)型光伏并網(wǎng)逆變器108
4.5微型光伏并網(wǎng)逆變器112
4.5.1微型光伏并網(wǎng)逆變器概述112
4.5.2微型逆變器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)117
4.6NPC三電平光伏逆變器126
4.6.1NPC三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)126
4.6.2NPC三電平逆變器PWM調(diào)制策略128
參考文獻(xiàn)135
第5章光伏并網(wǎng)逆變器控制策略138
5.1光伏并網(wǎng)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(biāo)系下并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型142
5.2.2基于電網(wǎng)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(shí)功率的計(jì)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(wǎng)光伏逆變器控制170
5.4.1概述170
5.4.2無(wú)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(wǎng)光伏逆變器濾波器設(shè)計(jì)186
5.5單相并網(wǎng)逆變器的控制195
5.5.1靜止坐標(biāo)系中單相并網(wǎng)逆變器的控制196
5.5.2同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中單相并網(wǎng)逆變器的控制199
參考文獻(xiàn)201
第6章光伏發(fā)電的大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）技術(shù)204
6.1概述204
6.2基于輸出特性曲線的開(kāi)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(jì)算法208
6.3擾動(dòng)觀測(cè)法210
6.3.1擾動(dòng)觀測(cè)法的基本原理211
6.3.2擾動(dòng)觀測(cè)法的振蕩與誤判問(wèn)題213
6.3.3擾動(dòng)觀測(cè)法的改進(jìn)215
6.4電導(dǎo)增量法（INC）222
6.4.1電導(dǎo)增量法的基本原理223
6.4.2電導(dǎo)增量法的振蕩與誤判問(wèn)題225
6.4.3電導(dǎo)增量法的改進(jìn)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)的MPPT控制240
6.5.3基于智能方法的MPPT復(fù)合控制242
6.6兩類(lèi)基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的MPPT控制245
6.6.1兩級(jí)式并網(wǎng)光伏逆變器的MPPT控制245
6.6.2單級(jí)式并網(wǎng)光伏逆變器的MPPT控制249
6.7MPPT的其他問(wèn)題250
6.7.1局部大功率點(diǎn)問(wèn)題250
6.7.2MPPT的能量損耗264
6.7.3大功率點(diǎn)跟蹤的效率與測(cè)試268
參考文獻(xiàn)278
第7章并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的孤島效應(yīng)及反孤島策略281
7.1孤島效應(yīng)的基本問(wèn)題281
7.1.1孤島效應(yīng)的發(fā)生與檢測(cè)282
7.1.2孤島效應(yīng)發(fā)生的可能性與危險(xiǎn)性285
7.1.3并網(wǎng)逆變器發(fā)生孤島效應(yīng)時(shí)的理論分析288
7.1.4孤島效應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與研究狀況293
7.1.5并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的反孤島測(cè)試296
7.2基于并網(wǎng)逆變器的被動(dòng)式反孤島策略298
7.2.1過(guò)/欠電壓、過(guò)/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(cè)的反孤島策略303
7.3基于并網(wǎng)逆變器的主動(dòng)式反孤島策略304
7.3.1頻移法304
7.3.2基于功率擾動(dòng)的反孤島策略308
7.3.3阻抗測(cè)量方案310
7.4不可檢測(cè)區(qū)域（NDZ）與反孤島策略的有效性評(píng)估311
7.4.1基于ΔP×ΔQ坐標(biāo)系孤島檢測(cè)的有效性評(píng)估312
7.4.2基于L×Cnorm坐標(biāo)系孤島檢測(cè)的有效性評(píng)估317
7.4.3基于負(fù)載特征參數(shù)Qf×f0坐標(biāo)系的有效性評(píng)估322
7.4.4基于負(fù)載特征參數(shù)Qf0×Cnorm坐標(biāo)系的有效性評(píng)估326
7.5多逆變器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的孤島檢測(cè)分析332
7.5.1部分逆變器使用被動(dòng)式反孤島方案333
7.5.2系統(tǒng)中同時(shí)使用主動(dòng)頻移法和滑模頻移法334
7.5.3系統(tǒng)中同時(shí)使用主動(dòng)頻移法和基于正反饋的主動(dòng)頻移法335
7.5.4系統(tǒng)中兩臺(tái)并網(wǎng)逆變器均使用基于正反饋的主動(dòng)頻移法336
7.5.5系統(tǒng)中兩臺(tái)并網(wǎng)逆變器均使用滑模頻移法337
參考文獻(xiàn)338
第8章陽(yáng)光的跟蹤與聚集342
8.1陽(yáng)光跟蹤與聚集的意義342
8.1.1陽(yáng)光跟蹤的意義342
8.1.2陽(yáng)光聚集的意義343
8.2陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)344
8.2.1陽(yáng)光跟蹤伺服機(jī)構(gòu)344
8.2.2陽(yáng)光跟蹤控制系統(tǒng)346
8.3陽(yáng)光聚集系統(tǒng)設(shè)計(jì)348
8.3.1聚光光伏電池及其應(yīng)用中的技術(shù)要求348
8.3.2陽(yáng)光聚集裝置349
參考文獻(xiàn)353
第9章光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的低電壓穿越354
9.1電網(wǎng)故障的特征355
9.1.1對(duì)稱跌落故障356
9.1.2不對(duì)稱跌落故障356
9.2光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)導(dǎo)則361
9.2.1并網(wǎng)導(dǎo)則概述361
9.2.2光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)導(dǎo)則363
9.3光伏并網(wǎng)系統(tǒng)LVRT控制策略366
9.3.1光伏并網(wǎng)系統(tǒng)電網(wǎng)故障時(shí)動(dòng)態(tài)特性367
9.3.2光伏并網(wǎng)系統(tǒng)LVRT控制策略36