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第1章 绪论1

1.1 光伏发电的发展1

1.1.1 国外光伏发电的发展现状2

1.1.2 我国光伏发电的发展2

1.2 逆变器的基本知识3

1.2.1 逆变器的基本概念3

1.2.2 光伏逆变器的分类3

1.2.3 光伏逆变器的参数6

1.3 逆变器的发展现状8

1.4 光伏发电系统10

1.4.1 独立光伏系统11

1.4.2 并网光伏系统12

1.5 习题14

第2章 光伏电池15

2.1 光伏电池的分类、结构和发电原理15

2.1.1 光伏电池的分类15

2.1.2 光伏电池的结构15

2.1.3 光生电流的产生过程16

2.2 光伏效应17

2.2.1 光伏电池的伏安曲线17

2.2.2 电阻效应18

2.2.3 其他效应19

2.3 光伏电池板20

2.4 互联效应21

2.4.1 组件电路的设计21

2.4.2 错配效应22

2.4.3 串联电池的错配23

2.4.4 旁路二极管24

2.4.5 并联电池的错配26

2.4.6 光伏阵列中的错配效应27

2.5 局部阴影特性28

2.5.1 双二极管模型28

2.5.2 外部环境对输出特性的影响29

2.5.3 电池连接方式对输出特性的影响31

2.6 习题34

第3章 光伏逆变器的结构与原理36

3.1 光伏逆变器的结构36

3.1.1 光伏发电系统的基本构成36

3.1.2 光伏发电系统的运行模式39

3.1.3 光伏逆变器的电路结构40

3.1.4 光伏逆变器的主要技术指标42

3.2 光伏逆变器的基本工作原理43

3.2.1 单相逆变器43

3.2.2 输出电压的调节方法46

3.2.3 三相逆变器47

3.3 习题51

第4章 光伏逆变器的脉宽调制技术52

4.1 PWM的基本原理52

4.2 PWM方式的谐波含量评价指标53

4.3 PWM模式53

4.3.1 单极性PWM模式53

4.3.2 双极性PWM模式54

4.4 正弦波脉宽调制技术54

4.4.1 单相单极性SPWM55

4.4.2 单相双极性SPWM56

4.5 SPWM实现方案56

4.5.1 计算法和调制法58

4.5.2 异步调制和同步调制60

4.5.3 自然采样和规则采样法62

4.5.4 PWM逆变电路的谐波分析68

4.5.5 PWM跟踪控制技术69

4.6 习题73

第5章 带高频环节的光伏逆变技术74

5.1 概述74

5.2 高频DC／DC变换器74

5.2.1 非隔离型直流电路74

5.2.2 隔离型DC／DC变换器82

5.3 后级DC／AC逆变器88

5.3.1 DC／AC逆变器的等效模型88

5.3.2 逆变器并网控制模型90

5.3.3 光伏逆变器的输出控制91

5.3.4 输出滤波参数的设计93

5.4 习题95

第6章 光伏逆变器相关技术96

6.1 软开关技术96

6.1.1 硬、软开关方式及开关过程器件损耗96

6.1.2 软开关电路的分类99

6.1.3 典型的软开关电路101

6.1.4 软开关技术的发展趋势108

6.2 逆变器并联运行技术109

6.2.1 逆变器并联运行控制模式109

6.2.2 逆变器并联运行条件112

6.2.3 逆变器并联均流控制方法113

6.2.4 逆变器并联的环流分析与抑制115

6.2.5 逆变器并联的同步控制117

6.3 逆变器的多重叠加技术118

6.3.1 移相多重叠加法118

6.3.2 多重叠加法的基本原理119

6.3.3 两个单相桥式逆变器的串联叠加120

6.3.4 三个单相桥式逆变器的串联叠加122

6.4 逆变器的多电平变换技术124

6.4.1 二极管钳位型三电平变换125

6.4.2 飞跨电容型多电平逆变器126

6.4.3 级联型多电平逆变器128

6.4.4 多电平调制策略的研究现状130

6.5 习题132

第7章 光伏逆变器的最大功率点跟踪技术133

7.1 光伏模块的最大功率跟踪原理133

7.1.1 影响光伏模块MPP的因素133

7.1.2 MPPT的基本原理135

7.1.3 MPPT的研究现状136

7.2 传统的最大功率点跟踪技术137

7.2.1 恒定电压法137

7.2.2 电导增量法138

7.2.3 扰动观测法139

7.2.4 改进的扰动观测法143

7.3 智能MPPT技术148

7.3.1 模糊逻辑控制法148

7.3.2 人工神经网络控制法152

7.4 局部阴影环境下的最大功率点跟踪156

7.4.1 局部功率点的产生原理157

7.4.2 局部阴影条件下的MPPT方法159

7.5 习题164

第8章 光伏电池和光伏逆变电源的仿真技术165

8.1 PSIM简介165

8.1.1 软件界面166

8.1.2 菜单栏和工具栏PSIM主窗口166

8.1.3 基本使用172

8.2 光伏电池模型仿真175

8.2.1 光伏电池模型175

8.2.2 光伏模块I-U仿真177

8.3 最大功率点跟踪仿真179

8.4 光伏逆变电源的仿真182

8.5 习题184

第9章 并网逆变器的孤岛效应与检测方法185

9.1 孤岛效应的产生机理及危害185

9.1.1 孤岛效应的定义185

9.1.2 孤岛效应发生的机理185

9.1.3 孤岛效应的危害188

9.2 孤岛检测标准及发展现状189

9.2.1 孤岛检测标准189

9.2.2 孤岛检测方法研究现状191

9.3 被动式孤岛检测方法192

9.3.1 过／欠电压和高／低频率检测法192

9.3.2 电压相位突变检测法195

9.3.3 电压谐波检测法197

9.4 主动式孤岛检测方法198

9.4.1 频率偏移检测法198

9.4.2 周期性检测法200

9.4.3 滑膜频率漂移法202

9.4.4 自动相位偏移法205

9.5 习题207

第10章 光伏逆变器设计实例208

10.1 逆变器的电路结构及设计要求208

10.1.1 逆变器的电路构成208

10.1.2 逆变器设计的技术要求209

10.2 离网光伏逆变器的设计210

10.2.1 纯正弦逆变器的设计210

10.2.2 高频直流升压电路设计211

10.2.3 DC／AC逆变电路设计216

10.2.4 系统仿真和结果分析219

10.3 并网型光伏逆变器222

10.3.1 并网逆变器的结构和工作原理222

10.3.2 DC／DC级电路的MPPT实现226

10.3.3 孤岛检测方法228

10.3.4 DC／AC的控制方案229

10.4 微型逆变器的组成及其工作原理232

10.4.1 微型逆变器硬件电路设计233

10.4.2 微型逆变器的控制策略238

10.4.3 系统仿真及实验结果分析242

10.5 离／并网双模式逆变器245

10.6 习题245

参考文献246