《太陽能光伏併網發電技術》，由於太陽能光伏發電產業飛速發展，國內對光伏併網逆變器投入了大量人力、財力進行研究和開發，積累了豐富的資料和經驗。在此背景下，本書試圖從企業對光伏發電方面的人才需求及一些高等院校研究生培養的角度出發，編寫一本較為全面、系統的光伏併網發電技術方面的專著。 本書首先概述了全球能源形勢及國內外光伏發電現狀，其次深入討論了光伏電池的基本原理及基本電氣特性，評價了各種主要的MPPT跟蹤算法和孤島保護技術，分析了數字鎖相環實現的各種方法，探討了非隔離型單相光伏併網逆變器的各種電路拓撲及其共模電流抑制原理和直流電流分量抑制技術，部分陰影問題及其抑制方法，單相和三相光伏併網逆變器的控制策略，以及提高逆變器效率的DPWM技術，最後評價了各種低電壓穿越控制方法。
基本介紹
- 中文名：太陽能光伏併網發電技術
- 外文名：Solar photovoltaic grid connected power generation technology
叢 書 序,前 言,目 錄,
叢 書 序
自工業革命以來，人類活動對傳統能源的大規模利用已造成嚴重環境問題，在能源問題上必須尋找新的出路，需要開發多種可持續的清潔環保的能源加以利用，並建立相應的新能源供應體系，以減少污染排放，實現社會的可持續發展。因此，綠色環保、節能減排已成為全社會各行各業的發展方向。
電力電子技術的精髓是能源的高效率利用和提升生產效率，它在工業、能源、交通、信息、國防、教育等重要領域有著舉足輕重的作用。如果把計算機比作人的大腦，電力電子就可以看作是肌肉，它是連線信息與製造業的紐帶，是實現信息化製造的支撐科技。同時，電力電子技術也是發展智慧型電網、新能源和節能減排的核心技術，已被列入國家科技發展計畫。
在此背景下，由中國電源學會、電子工業出版社共同發起，組織成立了“新能源電能變換與控制技術叢書”編委會，旨在建立一個相關領域專家學者交流學習的平台，及時將適合的理論、技術、科研成果等著為圖書並出版。叢書的定位為具有一定廣度和研究深度的科技專著，主題圍繞新能源套用與電能變換及相關控制技術的結合，介紹具體設計或套用，內容以研究過程、結果和套用實例為主；讀者對象為相關專業工程技術人員、科研人員及高等院校師生。
叢書內容目前包括風力發電、光伏發電、燃料電池、半導體照明、分散式逆變電源系統、微電網等多個方向，並將根據相關技術的發展不斷推陳出新；叢書主要作者均為長期從事相關領域高校教學及科研工作、在業內頗具影響力的學者。相信這套叢書的出版，將對新能源電能變換與控制技術的發展和傳播起到促進作用，為我國新能源產業的發展貢獻一份力量。
前 言
21世紀是人類大規模利用太陽能的世紀。自1954年第一塊實用光伏電池問世以來，太陽能光伏發電取得了長足的進展，它是目前發展最為迅速、前景最為看好的可再生能源產業之一。自1990年以來，全球光伏裝機容量從46MW增至2012年的31GW，20多年間增加了600多倍。在各國政府的大力倡導和扶持下，光伏發電產業正以平均每年30%～40%的速度增長。展望未來，國際能源署預計，到2020年光伏發電在許多地區能夠實現平價上網，到2050年能夠提供全球發電量的11%。
2000年以來，隨著西班牙、德國、美國、日本、中國、印度、韓國等對本國光伏產業的政策扶持，全球光伏逆變器的銷售額逐年遞增，光伏逆變器進入了一個快速增長的階段。歐盟國家是全球光伏市場的先驅，具備完善的光伏產業鏈，光伏逆變器技術處於世界領先地位。歐巴馬政府上台以後，美國光伏產業發展迅速，將有可能取代德國成為世界上最大的光伏逆變器消費市場。目前全球光伏逆變器市場基本被國際幾大巨頭瓜分，我國光伏逆變器市場規模有待進一步擴大，儘管擁有了以合肥陽光電源有限公司為代表、具備國際競爭力的一些企業，但是多數企業在逆變器技術質量、轉換效率、結構工藝、智慧型化程度、穩定性等方面與國外先進水平相比仍有一定差距。
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 全球能源形勢 1
1.2 國內外光伏發電現狀 3
1.2.1 國外光伏發電現狀 3
1.2.2 國內光伏發電現狀 5
第2章 光伏電池基礎 7
2.1 光伏電池原理 7
2.2 光伏電池分類 8
2.2.1 矽系光伏電池 8
2.2.2 多元化合物系光伏電池 10
2.2.3 有機半導體系光伏電池 10
2.3 光伏電池電氣特性分析 11
2.3.1 光伏電池等效數學模型 11
2.3.2 光伏電池經典電氣特性 12
2.4 光伏電池陣列的電氣特性分析 14
2.4.1 光伏電池陣列等效數學模型 14
2.4.2 光伏電池組件串聯特性分析 15
2.4.3 光伏電池組件並聯特性分析 19
第3章 最大功率點跟蹤技術 24
3.1 最大功率點跟蹤的實質 24
3.2 最大功率點跟蹤方法 24
3.2.1 準最大功率點跟蹤法 25
3.2.2 真最大功率點跟蹤法 31
3.3 MPPT方法比較 43
第4章 孤島保護技術 45
4.1 孤島現象及保護標準 45
4.2 孤島檢測方法 46
4.2.1 遠程技術 47
4.2.2 本地技術 47
第5章 數字鎖相環技術 67
5.1 鎖相環原理 67
5.2 數字鎖相環設計 69
5.2.1 基於過零點檢測的PLL算法 69
5.2.2 基於坐標變換的PLL算法 70
5.2.3 基於瞬時功率理論的PLL算法 81
第6章 光伏發電系統電路拓撲 89
6.1 不可調度式光伏併網發電電路拓撲結構分類及特點 90
6.1.1 按光伏電池組件與電力電子變換電路的連線方式分類 90
6.1.2 按電力電子變換電路自身特點分類 92
6.1.3 按電路隔離性質分類 93
6.2 光伏併網發電電路拓撲的設計原則 95
6.3 共模電流抑制電路及分析 97
6.3.1 共模電流原理 97
6.3.2 共模電流抑制電路 99
6.4 直流電流分量抑制技術 113
6.4.1 被動抑制方法 113
6.4.2 主動抑制方法 115
第7章 陰影問題及抑制技術 120
7.1 部分陰影問題分析 120
7.1.1 部分陰影的影響 120
7.1.2 部分陰影問題的研究現狀 121
7.2 基於單端反激變換器的串聯型DC組件電路 127
7.3 單相光伏微型逆變器 129
7.3.1 單級式光伏微型逆變器 130
7.3.2 多級式光伏微型逆變器 132
7.3.3 主動式功率解耦的光伏微型逆變器 132
7.4 基於雙向反激變換器的陰影抑制技術 134
7.4.1 光伏組件集成雙向反激變換器 134
7.4.2 具有部分陰影抑制能力的新型光伏發電系統 135
7.4.3 新型光伏支路工作模式 135
7.4.4 仿真與實驗分析 136
7.5 陰影抑制電路性能對比 143
第8章 光伏併網逆變器控制策略 144
8.1 多級式光伏併網逆變器控制策略 144
8.1.1 前級MPPT控制策略 144
8.1.2 後級MPPT控制策略 146
8.2 單級式光伏併網逆變器控制策略 148
8.2.1 電流控制的電壓源型逆變器控制策略 148
8.2.2 電流控制的電流源型逆變器控制策略 149
8.3 電流控制技術 149
8.3.1 基於靜止坐標系的交流電流控制技術 149
8.3.2 基於同步旋轉坐標系的直流電流控制技術 159
第9章 用於三相光伏併網逆變器的不連續DSVPWM方法 162
9.1 基於空間電壓矢量的GDPWM不連續調製策略 162
9.1.1 三相併網逆變器模型分析 162
9.1.2 併網逆變器輸出側功率因數角分析 164
9.1.3 基於空間電壓矢量的GDPWM策略 165
9.1.4 DSVPWMx性能分析 171
9.1.5 GDPWM策略仿真與實驗分析 174
9.2 NPC三電平光伏併網逆變器的GDPWM不連續調製策略 177
9.2.1 GDPWM不連續調製策略實現方法 177
9.2.2 基於不連續調製的中點電壓平衡控制方法 179
9.2.3 基於GDPWM調製的NPC三電平逆變器的仿真與實驗分析 183
第10章 低電壓穿越控制技術 186
10.1 電網故障類型 186
10.2 電網低電壓檢測原理 188
10.2.1 光伏發電系統低電壓穿越要求 188
10.2.2 低電壓檢測方法 191
10.3 低電壓穿越控制策略 193
10.3.1 基於儲能設備的LVRT技術 193
10.3.2 基於動態無功補償設備的LVRT技術 194
10.3.3 基於併網電流控制的LVRT技術 194
參考文獻 202
