太陽能光伏并網發(fā)電及其逆變控制（第2版）
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第壹版重印8次，作者，所合作的陽光股份近年蟬聯出口，世界首位。影響廣泛。
內容簡介
《太陽能光伏并網發(fā)電及其逆變控制（第2版）》是編者在長期從事太陽能光伏發(fā)電及并網逆變技術研究與產業(yè)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(fā)電技術”以及“電力電子技術”理論為基礎，從光伏并網發(fā)電系統(tǒng)與并網逆變控制角度出發(fā)，深入淺出地討論了太陽電池技術、光伏并網系統(tǒng)的體系結構、光伏并網逆變器的電路拓撲、光伏并網逆變器控制策略、大功率點跟蹤技術、并網光伏發(fā)電系統(tǒng)的孤島效應及反孤島策略、陽光跟蹤聚集技術、光伏并網系統(tǒng)的低電壓穿越及相關標準等內容，為光伏并網發(fā)電技術的應用與研究提供了理論基礎。
目錄
電力電子新技術系列圖書序言
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光生伏特效應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光伏電池研究的最新成果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)電的最大功率點跟蹤（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Qf×f0坐標系的有效性評估322
7.4.4基于負載特征參數Qf0×Cnorm坐標系的有效性評估326
7.5多逆變器并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369
9.3.3光伏并網系統(tǒng)LVRT動態(tài)仿真372
9.4光伏并網系統(tǒng)LVRT測試規(guī)程374
9.4.1新能源并網系統(tǒng)測試規(guī)程374
9.4.2光伏并網系統(tǒng)LVRT測試規(guī)程376
9.4.3光伏并網系統(tǒng)仿真模型的LVRT測試377
9.5小結379
參考文獻379
附錄光伏并網發(fā)電標準簡介381
A.1國內標準簡介381
A.1.1GB/T 19964—2012光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定381
A.1.2GB/T 29319—2012 光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網技術規(guī)定382
A.1.3GB/T 30427—2013并網光伏發(fā)電逆變器技術要求和試驗方法382
A.1.4CNCA/CTS 0002—2014光伏并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系列標準383
A.2.2UL 1741：2010《Inverters,Converters,Controllers and Interconnection
System Equipment for Use With Distributed Energy Resources》用于分布式發(fā)電系統(tǒng)的逆變器、變流器、控制器以及互聯裝置的規(guī)定384
A.2.3IEC 621091：2010 （Final Draft）safety of power converters for use in the photovoltaic power systems—Part1:General requirements 光伏發(fā)電系統(tǒng)中功率變流器的安全第一部分：通用要求385
A.2.4IEC 621092：2011（Committee Draft）Safety of power converters for use in photovoltaic power systems—Part 2:Particular requirements for inverters 光伏發(fā)電系統(tǒng)中能量轉換裝置的安全第二部分： 逆變器的特殊要求385
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精彩書摘
《太陽能光伏并網發(fā)電及其逆變控制（第2版）》：
另外一類有機電池采用了雙層膜結構，雙層膜的本質是用兩種有機半導體材料來模仿無機異質結。在異質結有機電池中通常將p型材料稱為給體（Donor），把。型材料稱為受體（Acceptor）。如果光從給體材料一側人射，激子中的電子就順著價帶能量降低的方向，從給體的導帶轉移至受體的導帶；而空穴則順著導帶能量升高的方向從受體的價帶轉移至給體區(qū)的價帶。當電子和空穴從激子中分離開以后就成為自由電子和空穴分別擴散至電極，從而產生光電流。異質結明顯地提高了激子分離的效率，最早的一種異質結電池采用稱為PV的有機染料四羧基苝的一種衍生物和銅酞菁（CuPc）組成雙層膜。光電轉化效率達到1%左右。1992年，人們發(fā)現激發(fā)態(tài)的電子能極快地從有機半導體分子注入到C60分子中，而反向的過程卻要慢得多。也就是說激子在有機半導體材料與C60的界面上可以以很高的速率實現電荷分離，因此C60是一種良好的電子受體材料。在此發(fā)現的基礎上，采用一種典型的P型有機半導體材料PPV和C60制作了雙層膜異質結太陽能電池。目前異質結有機電池的轉換效率可達到6%。
……
前言/序言
前言
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，全球的太陽能光伏產業(yè)得到了快速的發(fā)展：2009年開始我國太陽能電池產量基本保持在全球總產量的40%以上，是全球最大的太陽電池生產國，2014年全球光伏發(fā)電市場規(guī)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了200GW，中國、日本和美國成為了當年市場增長最快的國家，其中，中國取代歐洲成為年度安裝量增長最快的地區(qū)。未來，在各國新能源政策的支持下，光伏發(fā)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(fā)展，其中亞太地區(qū)、美國和歐洲將成為增長核心區(qū)。經過分析，各項非化石能源對應的2020年和2030年發(fā)電量目標總和低于《中美氣候變化聯合聲明》中的要求，考慮到風電和光伏的建設周期相對較短，因此用于填補發(fā)電量缺口的可能性更大。以2020年為例，非化石能源發(fā)電量測算缺口659億kW?h，如果全部用光伏填補缺口，相當于光伏并網從100GW增加到155GW。與其他可再生能源發(fā)電相比，光伏發(fā)電更清潔，更有優(yōu)勢。由此可見，光伏發(fā)電的發(fā)展空間仍相當可觀，未來發(fā)展十分有前景。為了達到“十三五”規(guī)劃預期的155GW新增并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。
