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第1章 绪论1

1.1 背景与意义1

1.1.1 光伏发电的背景与意义1

1.1.2 课题的意义4

1.2 光伏并网发电关键技术的研究现状5

1.2.1 光伏并网发电的关键技术5

1.2.2 国内外研究现状7

1.3 本书的主要研究内容10

第2章 光伏并网发电功率控制结构与原理12

2.1 典型的光伏并网发电系统结构12

2.1.1 可调度与不可调度系统12

2.1.2 隔离型与非隔离型系统14

2.1.3 单级式、两级式与多级式系统14

2.1.4 典型系统性能比较15

2.2 功率补偿光伏并网发电系统结构与性能分析16

2.2.1 系统基本结构16

2.2.2 系统主要功能19

2.3 具有有功、无功补偿功能的双向功率变换器结构与原理分析20

2.3.1 双向DC/DC变换器20

2.3.2 双向PWM逆变器23

2.4 本章小结31

第3章 光伏电池特性与最大功率跟踪控制32

3.1 光伏电池特性分析32

3.1.1 光伏电池运行机理与数学模型32

3.1.2 光伏组件的外特性模型34

3.1.3 光伏组件的特性分析36

3.2 最大功率跟踪原理及其实现40

3.2.1 最大功率跟踪分析40

3.2.2 最大功率跟踪的实现方式42

3.3 最大功率跟踪的典型算法44

3.3.1 恒电压控制法45

3.3.2 干扰观测法48

3.4 光伏发电最大功率跟踪支持向量机控制52

3.4.1 常用最大功率跟踪控制的局限性52

3.4.2 最小二乘支持向量机最大功率跟踪控制特性53

3.4.3 最小二乘支持向量机原理53

3.4.4 最大功率跟踪最小二乘支持向量机预测建模60

3.4.5 基于最小二乘支持向量机的最大功率跟踪控制及仿真66

3.5 本章小结68

第4章 光伏并网发电的功率稳定控制69

4.1 基于大功率的复合储能系统结构与特性分析69

4.1.1 系统结构及运行模态70

4.1.2 系统特性分析75

4.2 基于大功率复合储能的光伏并网发电有功分级补偿控制78

4.2.1 有功分级补偿控制原理78

4.2.2 复合储能系统容量优化配置79

4.2.3 基于模糊PID的双向DC/DC变换器的控制及仿真80

4.2.4 有功补偿特性与仿真分析82

4.3 本章小结85

第5章 光伏并网发电与无功补偿的一体化控制87

5.1 并网发电与无功补偿统一控制原理87

5.1.1 一体化系统结构及控制原理87

5.1.2 基于高速、实时的电流检测技术90

5.1.3 基于直接电流控制的并网电流跟踪控制91

5.2 双向PWM逆变器的空间矢量算法93

5.2.1 双向PWM逆变器空间矢量分布与合成93

5.2.2 SVPWM波的产生97

5.3 光伏发电、无功补偿一体化控制仿真研究101

5.3.1 光伏系统向电网馈电模式仿真101

5.3.2 电网向负载供电模式仿真103

5.4 本章小结104

第6章 功率补偿控制实验研究105

6.1 实验系统总体方案105

6.1.1 实验系统实现方式105

6.1.2 实验系统功能分析106

6.1.3 主要实验研究107

6.2 并网逆变器的参数设计107

6.2.1 IGBT的选择107

6.2.2 直流侧电容的选择108

6.2.3 滤波电感的选择108

6.3 接口与数字控制系统设计109

6.3.1 无功补偿数字系统与接口实现方案110

6.3.2 主要接口电路设计110

6.3.3 控制程序设计115

6.4 基于研究内容的实验研究119

6.4.1 光伏阵列的最大功率跟踪实验119

6.4.2 有功功率补偿实验124

6.4.3 并网发电实验130

6.4.4 无功功率补偿实验133

6.5 本章小结135

第7章 总结与展望136

7.1 总结136

7.2 展望137

参考文献138

附录A 基于DLL的控制程序148

附录B 2013年3月晴天数据150

附录C 2012年12月雾天数据152

附录D 2013年3月用电量数据154