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【电子书】分布式光伏发电系统中的光伏发电技术(PDF)


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suo第 1 章 绪论 …………………………………………………………………………………… 1hang1. 1 分布式发电系统的研究概况 ……………………………………………………………… 1hang1. 1. 1 分布式发电系统的基本概念 ………………………………………………………… 1hang1. 1. 2 分布式发电系统的发展现状 ………………………………………………………… 2hang1. 2 分布式发电系统中的光伏发电技术 ……………………………………………………… 3hang1. 2. 1 我国太阳能资源及光伏发展潜力 …………………………………………………… 3hang1. 2. 2 分布式发电系统中光伏发电的关键技术 …………………………………………… 5hang1. 3 本书的主要内容 …………………………………………………………………………… 6hang第 2 章 光伏发电基础………………………………………………………………………… 8hang2. 1 光伏电池的基本原理和等效电路 ………………………………………………………… 8hang2. 1. 1 光伏效应 ……………………………………………………………………………… 8hang2. 1. 2 单体光伏电池的等效电路和电量方程 ……………………………………………… 8hang2. 1. 3 光伏电池阵列 ……………………………………………………………………… 10hang2. 2 光伏电池的数学物理模型和伏安特性曲线 …………………………………………… 11hang2. 2. 1 光伏电池的数学物理模型 ………………………………………………………… 11hang2. 2. 2 光伏电池的伏安特性曲线和填充因数 …………………………………………… 12hang2. 3 光伏电池的转换效率及其影响因素 …………………………………………………… 13hang2. 3. 1 光伏电池的转换效率 ……………………………………………………………… 13hang2. 3. 2 光谱响应 …………………………………………………………………………… 13hang2. 3. 3 光照特性 …………………………………………………………………………… 14hang2. 3. 4 温度特性 …………………………………………………………………………… 15hang2. 3. 5 环境因素对光伏电池数学物理模型的修正 ……………………………………… 15hang2. 4 阴影条件下光伏阵列的输出特性 ……………………………………………………… 16hang2. 4. 1 热斑现象分析 ……………………………………………………………………… 17hang2. 4. 2 多峰现象分析 ……………………………………………………………………… 18hang2. 4. 3 引起光伏阵列多峰输出特性的因素 ……………………………………………… 19hang2. 5 光伏电池的分类 ………………………………………………………………………… 22hang2. 5. 1 按结构分类 ………………………………………………………………………… 23hang2. 5. 2 按材料分类 ………………………………………………………………………… 23hang2. 6 光伏系统的组成 ………………………………………………………………………… 24hang2. 6. 1 独立光伏系统 ……………………………………………………………………… 24hang2. 6. 2 并网光伏系统 ……………………………………………………………………… 25hang2. 6. 3 光伏系统与分布式发电系统 ……………………………………………………… 28hang第 3 章 光伏发电技术中的电力电子技术 ……………………………………………… 30hang3. 1 DC-DC 变换电路的拓扑结构及控制策略 ……………………………………………… 30hang3. 1. 1 单象限直接 DC-DC 变换电路 ……………………………………………………… 30hang3. 1. 2 多象限直接 DC-DC 变换电路 ……………………………………………………… 34hang3. 1. 3 隔离型 DC-DC 变换电路 …………………………………………………………… 38hang3. 1. 4 DC-DC 变换电路的控制技术 ……………………………………………………… 43hang3. 2 DC-AC 变换电路的拓扑结构 …………………………………………………………… 46hang3. 2. 1 逆变电路基本结构 ………………………………………………………………… 47hang3. 2. 2 高频链逆变器 ……………………………………………………………………… 48hang3. 2. 3 多电平逆变器 ……………………………………………………………………… 55hang3. 2. 4 逆变器的串联与并联 ……………………………………………………………… 61hang3. 3 逆变器的调制技术 ……………………………………………………………………… 62hang3. 3. 1 SPWM 技术 ………………………………………………………………………… 63hang3. 3. 2 空间矢量调制 (SVM) 技术 ……………………………………………………… 72hang3. 3. 3 谐波注入 PWM 技术………………………………………………………………… 77hang3. 3. 4 优化 PWM 技术……………………………………………………………………… 80hang3. 3. 5 多电平变流器和多重化变流器的 PWM 技术……………………………………… 89hang3. 4 并网光伏逆变器拓扑结构的新进展 …………………………………………………… 92hang3. 4. 1 并网光伏逆变器拓扑结构的发展现状 …………………………………………… 92hang3. 4. 2 Z 源逆变器 ………………………………………………………………………… 93hang3. 4. 3 组合型逆变器 ……………………………………………………………………… 98hang第 4 章 直流母线分布式光伏发电技术 ……………………………………………… 105hang4. 1 直流母线分布式光伏发电系统的网络结构 …………………………………………… 105hang4. 1. 1 微型直流光伏系统 ………………………………………………………………… 105hang4. 1. 2 独立直流光伏母线供电系统 ……………………………………………………… 106hang4. 1. 3 并网混合系统 ……………………………………………………………………… 107hang4. 2 直流母线分布式光伏发电系统与交流电网的接口 …………………………………… 107hang4. 3 直流母线分布式光伏发电系统的控制方法 …………………………………………… 108hang4. 3. 1 下垂特性控制 ……………………………………………………………………… 108hang4. 3. 2 电压水平信号法 …………………………………………………………………… 110hang4. 3. 3 直流母线信号法 …………………………………………………………………… 111hang第 5 章 交流母线分布式光伏发电技术 ……………………………………………… 113hang5. 1 交流母线分布式光伏发电系统的网络结构 …………………………………………… 113hang5. 2 逆变器并网技术 ………………………………………………………………………… 115hang5. 2. 1 光伏逆变器并网相关的国际标准 ………………………………………………… 115hang5. 2. 2 光伏并网逆变器的交流侧滤波器结构 …………………………………………… 117hang5. 2. 3 光伏并网逆变器的控制模式 ……………………………………………………… 118hang5. 2. 4 分布式光伏并网逆变器的功率调节技术 ………………………………………… 121hang5. 3 逆变器并联技术 ………………………………………………………………………… 125hang5. 3. 1 逆变器并联的控制方法 …………………………………………………………… 125hang5. 3. 2 逆变器并联的环流及其抑制 ……………………………………………………… 131hang5. 3. 3 功率计算方法 ……………………………………………………………………… 135hang5. 4 逆变器控制策略 ………………………………………………………………………… 138hang5. 4. 1 控制策略概述 ……………………………………………………………………… 138hang5. 4. 2 坐标变换法线性控制 ……………………………………………………………… 139hang5. 4. 3 非坐标变换法线性控制 …………………………………………………………… 145hang5. 4. 4 非线性控制 ………………………………………………………………………… 154hang5. 4. 5 并网逆变器直流侧控制 …………………………………………………………… 165hang第 6 章 光伏发电系统的最大功率点跟踪 …………………………………………… 170hang6. 1 光伏发电系统最大功率点跟踪技术的基本原理 ……………………………………… 170hang6. 2 恒定电压控制 …………………………………………………………………………… 171hang6. 3 最大功率点跟踪算法 …………………………………………………………………… 172hang6. 3. 1 扰动观察法 ………………………………………………………………………… 172hang6. 3. 2 三点比较法 ………………………………………………………………………… 175hang6. 3. 3 电导增量法 ………………………………………………………………………… 177hang6. 3. 4 二次插值法 ………………………………………………………………………… 179hang6. 3. 5 自适应模糊控制法 ………………………………………………………………… 181hang6. 4 计及阴影的最大功率点跟踪方法 ……………………………………………………… 182hang6. 4. 1 传统方法改进的 MPPT 技术 ……………………………………………………… 183hang6. 4. 2 添加硬件电路实现的 MPPT 技术 ………………………………………………… 184hang6. 4. 3 智能算法 …………………………………………………………………………… 185hang第 7 章 分布式光伏发电系统的储能后备元件及系统集成 ……………………… 188hang7. 1 蓄电池储能系统 ………………………………………………………………………… 188hang7. 1. 1 铅酸蓄电池特性分析 ……………………………………………………………… 189hang7. 1. 2 蓄电池充放电控制方法 …………………………………………………………… 191hang7. 1. 3 光伏系统中的充放电技术 ………………………………………………………… 194hang7. 2 超级电容储能系统 ……………………………………………………………………… 196hang7. 3 燃料电池后备系统 ……………………………………………………………………… 197hang7. 3. 1 燃料电池的基本原理 ……………………………………………………………… 198hang7. 3. 2 燃料电池的输出特性 ……………………………………………………………… 198hang7. 3. 3 燃料电池的数学模型 ……………………………………………………………… 199hang7. 3. 4 燃料电池的控制实现 ……………………………………………………………… 200hang7. 4 光伏发电系统集成 ……………………………………………………………………… 202hang7. 4. 1 光伏发电系统集成概况 …………………………………………………………… 202hang7. 4. 2 多端口 DC-DC 变换器 …………………………………………………………… 204hang7. 4. 3 SST 单元介绍 ……………………………………………………………………… 213hang第 8 章 分布式发电系统的综合管理…………………………………………………… 217hang8. 1 直流母线分布式发电系统的能量优化管理 …………………………………………… 217hang8. 1. 1 DBS 能量优化管理 ………………………………………………………………… 217hang8. 1. 2 变换器控制结构 …………………………………………………………………… 218hang8. 1. 3 控制实现 …………………………………………………………………………… 220hang8. 2 含光伏直流微电网系统综合管理 ……………………………………………………… 221hang8. 2. 1 系统控制 …………………………………………………………………………… 223hang8. 2. 2 独立运行模式与模式切换 ………………………………………………………… 224hang8. 2. 3 变流器单元控制 …………………………………………………………………… 225hang8. 3 直流混合网络能量的优化管理 ………………………………………………………… 227hang8. 3. 1 数据中心电力系统能量优化管理 ………………………………………………… 227hang8. 3. 2 中心直流微电网的操作方式 ……………………………………………………… 229hang8. 3. 3 自适应控制系统的设计 …………………………………………………………… 232hang第 9 章 分布式光伏发电系统的其他关键技术 ……………………………………… 235hang9. 1 光伏并网逆变器的直流分量及共模漏电流问题 ……………………………………… 235hang9. 1. 1 直流分量注入的危害、 成因及其解决方法 ……………………………………… 235hang9. 1. 2 共模漏电流的危害、 成因及其解决方法 ………………………………………… 240hang9. 2 孤岛效应及其检测技术 ………………………………………………………………… 248hang9. 2. 1 并网逆变系统孤岛检测分析 ……………………………………………………… 249hang9. 2. 2 无源检测方法 ……………………………………………………………………… 250hang9. 2. 3 有源检测方法 ……………………………………………………………………… 253hang9. 2. 4 混合孤岛检测方法 ………………………………………………………………… 256hang9. 3 分布式发电系统的稳定性分析 ………………………………………………………… 260hang9. 3. 1 阻抗分析研究 ……………………………………………………………………… 261hang9. 3. 2 影响阻抗的因素 …………………………………………………………………… 262hang9. 3. 3 系统稳定性测量 …………………………………………………………………… 265hang参考文献………………………………………………………………………………………… 268hang
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