圖書信息
書號：978-7-111-31013-6
作者： 王立喬 孫孝峰 編著
出版日期：2010-9-25
定價： ￥36.00
內容簡介
由於可再生能源的分散性、多樣性和隨機性，分散式發電的網路結構的研究與套用越來越引起人們的重視，尤其是對於單機容量較低的光伏發電系統。獨立型的光伏發電系統已經成熟套用，但光伏發電技術在分散式發電系統這一新型電網結構中的套用研究還剛剛起步。本書從系統的角度對分散式發電系統中的光伏發電技術進行了全面綜合性的介紹，總體上分為以下幾個部分。第一部分是基礎原理部分，包含光伏發電技術的基本原理及其中的電力電子技術。第二部分是含光伏分散式發電系統的網路結構及併網控制規律，包含直流母線式分布發電系統的母線結構及控制策略、交流母線式分布發電系統的母線結構及併網逆變器的併網、並聯及波形控制策略等。第三部分是分散式光伏發電系統的能量最佳化及綜合管理，包括光伏系統的最大功率點跟蹤、儲能和後備單元及綜合管理策略等。第四部分是光伏產業及分散式發電系統新出現的一些關鍵問題，比如分散式光伏發電系統的穩定性分析、直接併網光伏發電系統的直流分量及漏電流問題和孤島現象及其檢測技術等。最後，介紹了含光伏分散式發電系統的實例。
本書可以作為電氣工程、能源工程等相關專業科研及從業人員的參考書目，也可以作為相關專業領域研究生的教材。
目錄
前言
第1章 緒論
1.1 分散式發電系統的研究概況
1.1.1 分散式發電系統的基本概念
1.1.2 分散式發電系統的發展現狀
1.2 分散式發電系統中的光伏發電技術
1.2.1 我國太陽能資源及光伏發展潛力
1.2.2 分散式發電系統中光伏發電的關鍵技術
1.3 本書的主要內容
第2章 光伏發電基礎
2.1 光伏電池的基本原理和等效電路
2.1.1 光伏效應
2.1.2 單體光伏電池的等效電路和電量方程
2.1.3 光伏電池陣列
2.2 光伏電池的數學物理模型和伏安特性曲線
2.2.1 光伏電池的數學物理模型
2.2.2 光伏電池的伏安特性曲線和填充因數
2.3 光伏電池的轉換效率及其影響因素
2.3.1 光伏電池的轉換效率
2.3.2 光譜回響
.2.3.3 光照特性
2.3.4 溫度特性
2.3.5 環境因素對光伏電池數學物理模型的修正
2.4 光伏電池的分類
2.4.1 按結構分類
2.4.2 按材料分類
2.5 光伏系統的組成
2.5.1 獨立光伏系統
2.5.2 併網光伏系統
2.5.3 光伏系統與分散式發電系統
第3章 光伏發電技術中的電力電子技術
3.1 dc-dc變換電路的拓撲結構及控制策略
3.1.1 單象限直接dc-dc變換電路
3.1.2 多象限直接dc-dc變換電路
3.1.3 隔離型dc-dc變換電路
3.1.4 dc-dc變換電路的控制技術
3.2 dc-ac變換電路的拓撲結構
3.2.1 逆變電路基本結構
3.2.2 高頻鏈逆變器
3.2.3 多電平逆變器
3.2.4 逆變器的串聯與並聯
3.3 逆變器的調製技術
3.3.1 sPWM技術
3.3.2 空間矢量調製(svm)技術
3.3.3 諧波注入pwm技術
3.3.4 最佳化pwm技術
3.3.5 多電平變流器和多重化變流器的pwm技術
3.4 併網光伏逆變器拓撲結構的新進展
3.4.1 併網光伏逆變器拓撲結構的發展現狀
3.4.2 輸出串聯型逆變器
3.4.3 輸出並聯型逆變器
第4章 直流母線分散式光伏發電技術
4.1 直流母線分散式光伏發電系統的網路結構
4.1.1 微型直流光伏系統
4.1.2 獨立直流光伏母線供電系統
4.1.3 併網混合系統
4.2 直流母線分散式光伏發電系統與交流電網的接口
4.3 直流母線分散式光伏發電系統的控制方法
4.3.1 下垂特性控制
4.3.2 電壓水平信號法
4.3.3 直流母線信號法
第5章 交流母線分散式光伏發電技術
5.1 交流母線分散式光伏發電系統的網路結構
5.1.1 交流母線分散式光伏發電系統的基本網路結構
5.1.2 併網逆變器接人電網的方式
5.2 逆變器併網技術
5.2.1 光伏逆變器併網相關的國際標準
5.2.2 光伏併網逆變器的交流側濾波器結構
5.2.3 光伏併網逆變器的控制模式
5.2.4 分散式光伏併網逆變器的功率調節技術
5.3 逆變器並聯技術
5.3.1 逆變器並聯的控制方法
5.3.2 逆變器並聯的環流及其抑制
5.3.3 功率計算方法
5.4 逆變器控制策略
5.4.1 控制策略概述
5.4.2 坐標變換法線性控制
5.4.3 非坐標變換法線性控制
5.4.4 非線性控制
5.4.5 併網逆變器直流側控制
第6章 光伏發電系統的最大功率點跟蹤
6.1 光伏發電系統最大功率點跟蹤技術的基本原理
6.2 恆定電壓控制
6.3 最大功率點跟蹤算法
6.3.1 擾動觀察法
6.3.2 三點比較法
6.3.3 電導增量法
6.3.4 二次插值法
6.3.5 自適應模糊控制法
6.4 其他最大功率點跟蹤方法
6.4.1 光伏陣列組合法
6.4.2 開路電壓比例係數法
6.4，3 短路電流比例係數法
6.4.4 電流掃描法
第7章 分散式光伏發電系統的儲能與後備系統
7.1 蓄電池儲能系統
7.1.1 鉛酸蓄電池特性分析
7.1.2 蓄電池充放電控制方法
7.1.3 光伏系統中的充放電技術
7.2 超級電容儲能系統
7.3 燃料電池後備系統
7.3.1 燃料電池的基本原理
7.3.2 燃料電池的輸出特性
7.3.3 燃料電池的數學模型
7.3.4 燃料電池的控制實現
第8章 分散式發電系統的綜合管理
8.1 直流母線分散式發電系統的能量最佳化管理
8.1.1 dbs能量最佳化管理
8.1.2 變換器控制結構
8.1.3 控制實現
8.2 含光伏直流微電網系統綜合管理
8.2.1 系統控制
8.2.2 獨立運行模式與模式切換
8.2.3 變流器單元控制
8.3 直流混合網路能量的最佳化管理
8.3.1 數據中心電力系統能量最佳化管理
8.3.2 中心直流微電網的操作方式
8.3.3 自適應控制系統的設計
第9章 分散式光伏發電系統的其他關鍵技術
9.1 光伏併網發電裝置的直流分量注入和對地漏電流問題
9.1.1 直流分量注入的危害及成因
9.1.2 對地漏電流的危害及成因
9.1.3 直流分量注入和對地漏電流問題的對策
9.2 孤島效應及其檢測技術
9.2.1 併網逆變系統孤島檢測分析
9.2.2 無源檢測方法
9.2.3 有源檢測方法
9.2.4 混合孤島檢測方法
9.3 分散式發電系統的穩定性分析
9.3.1 阻抗分析研究
9.3.2 影響阻抗的因素
9.3.3 系統穩定性測量
第10章 含光伏發電的分散式發電系統舉例
10.1 5mwp光伏發電系統
10.2 光水互補發電系統
參考文獻
樣章
1.2.2 分散式發電系統中光伏發電的關鍵技術對於以上各種光伏發電結構，不論是需要與主幹電網並聯運行的荒漠電站和光伏一體建築，還是與儲能設備和其他能源聯合發電的獨立光伏電網，都具有分散式發電的特點。
在分散式發電系統中，光伏發電相關的關鍵技術和研究熱點有：
1． 適應光伏發電的電力電子變換器
目前常用的併網光伏逆變器大多採用DC-DC-AC的雙級結構。這是因為光伏陣列提供的直流電壓普遍低於要求的交流輸出電壓，而DC-AC變換電路中，套用最廣泛的全橋逆變器和半橋逆變器均屬於Buck型，瞬時輸出電壓總低於輸入電壓，只能實現降壓變換。為此，一般在橋式逆變電路前增加一級可升壓變換的DC-DC變換器，將輸入直流電壓升高。並且，由於光伏陣列的直流電壓典型值比交流電壓峰值低很多，DC-DC變換器應當具有高的電壓增益。可以用有高頻隔離的間接DC-DC變換器達到上述要求，這也同時可以滿足電氣隔離要求。當然，可以在橋式逆變電路後增加工頻升壓變壓器，在提供電氣隔離的同時提高電壓等級。雙級結構的光伏併網逆變器雖然能夠靈活適應各種輸入輸出電壓指標，還具有更高的自由度等級(即更多的可控變數)，可同時實現多種功能(例如，電氣隔離，mppt，無功補償，有源濾波，等)，但功率級的數量增多，將降低整體的效率，可靠性和簡潔程度，增加系統開銷。為此，目前逆變器研究的一大發展趨勢，就是直接將多功率級的系統架構整合為單級系統，即所謂單級逆變器。
儲能元件是光伏系統重要的組成部分。針對各種儲能元件的特點，找到合適的電力電子變換器結構，也是光伏發電中重要的研究熱點。
研究適應光伏發電的電力電子變換器的重點是使光伏系統在整個工作範圍內均能實現高效率、高功率密度和高可靠性的運行。
2． 網路拓撲結構及其最佳化配置
包括太陽能在內的可再生能源的能量密度低，隨機性強，由其構成的分散式發電系統的網路拓撲結構與傳統的集中式發電系統的網路結構有顯著的區別。在此方面，應根據對當地可再生能源的分布預測、隨機性與可用性評估、負荷水平評估，提出基於可再生能源的分散式發電系統的網路拓撲；研究分散式發電系統中母線電壓的形式(交流或直流)、大小、頻率(對於交流形式)等物理量的選擇方法；提出該分散式發電系統中對太陽能光伏發電單元、風力發電單元、多元複合儲能單元(含飛輪、超級電容和蓄電池)的容量配置方法，以降低系統成本；研究分散式發電系統中各種電力電子變換器的配置及其輸入輸出電壓、功率等級的選擇。
3． 分散式發電系統併網控制
由於分散式發電系統具有多能量來源、多變流器(主要是逆變器)併網的特點，因此必須對其併網控制進行研究。在此方面，包括：針對具有多能源多併網逆變器的分散式發電系統，研究其併網運行時相互耦合影響的機理和併網協調控制問題；研究獨立運行時多個逆變器的電壓和頻率的協調控制，以實現動態和穩態負荷的合理分配；針對具有多能源多併網逆變器的分散式發電系統，研究合適的併網、獨立控制模式和協調一致的切換控制策略；研究柔性併網、暫態過程以及分散式發電系統對電網或本地負荷的衝擊影響等問題；針對具有多能源多併網逆變器的分散式發電系統的特點，開展適合併網逆變器的無盲區孤島檢測方法和防偽孤島技術研究。
4． 分散式發電系統的能量管理
針對分散式源(DR)的隨機性、分散式發電單元的投切、負荷變化、敏感負荷對供電可靠性和電能質量高要求、分散式發電系統附近配電線路擁塞、分散式發電系統與電網之間的供購電計畫等問題，研究分散式發電系統各種運行方式下分散式發電單元、儲能單元與負荷之間的能量最佳化，滿足經濟運行的要求；針對分散式發電系統併網和故障解列時的能量變化，研究分散式發電系統運行方式變化時的能量調度策略，滿足分散式發電系統運行方式切換的要求。
5．光伏系統的安全性和可靠性問題
在分散式系統的相關併網規範中，對各發電單元的連線埠特性提出了具體的要求，為此，需要分析分散式發電系統的穩態及動態特性，包括不同分散式發電單元以及分散式發電系統併網連線埠特性。穩態情況下主要包括：有功、無功、電壓、頻率和諧波等特性，考慮到分散式發電高度隨機性，還要研究這些特性隨時間變化規律。具體到光伏系統，目前遇到的最大安全性和可靠性問題包含以下幾個方面：併網逆變器的直流分量注入問題；光伏併網單元的對地漏電流問題；孤島及其檢測技術問題。
