太阳能光伏发电技术_张蔚_9787111714606

本书为江苏省高等学校重点教材（编号：20212121）。
本书首先介绍了太阳能光伏发电的利用前景、技术现状以及发展规划。在此基础上，较为系统地介绍了光伏电池、光伏发电*大功率点追踪、离网式光伏发电系统、并网式光伏发电系统、风光互补发电系统和光伏电站性能检测的基本原理与基本技术，并有的放矢地设计相关仿真验证实验。本书深入浅出、理论联系实际，反映了太阳能光伏发电技术的*新技术成果。
本书适合作为理工科高等学校本科生的教材，也可作为研究生的参考教材，还可供从事太阳能光伏发电技术研究开发、工程建设与管理的工程技术人员阅读参考。

随着文明的不断进步与经济的快速发展，人类社会对于能源的需求急剧提升。进入21世纪以来，石油和天然气等传统化石能源逐渐短缺，燃烧化石能源导致的环境污染与温室效应等问题凸显，世界各国在节约传统能源消费的同时，大力开展可再生能源的开发与利用，以应对即将到来的能源与环境危机。
光伏发电具有可再生、无污染、结构简单、占地面积小、便于运输安装以及高安全系数等优点，使其成为最具开发潜力的可再生能源形式。国际能源署在《2050年净零排放：全球能源行业路线图》报告中关于如何在2050年前向净零能源系统过渡，提出了促进经济强劲增长的同时，确保能源稳定供应的途径，即由太阳能和风能等可再生能源取代化石燃料，形成一个清洁、有活力和有弹性的能源经济体系。在报告规划中，到2050年，2/3的能源供应来自风能、太阳能、生物能、地热能和水能。其中，太阳能预计成为最大的能源来源，占能源供应的1/5。
我国太阳能资源丰富，2/3以上的国土面积都可以达到年日照时间2200h以上，每年的辐射总量可达60万J/cm2，非常适合光伏产业的发展。我国2021年新增光伏发电并网装机容量约5300万kW，连续9年稳居世界首位；截至2021年年底，光伏发电并网装机容量达到306亿kW，连续7年稳居世界首位。鉴于太阳能光伏发电技术与相关产业的良好发展前景，各高校也相应开设了相关课程，因此有必要编写一本较为系统全面地介绍光伏发电技术的教材。
本书较为系统地介绍了光伏发电系统主要组成部分的数学模型、运行原理以及控制策略，着重基本概念的阐述，深入浅出，从实例中帮助学生掌握知识点，理论联系实际，重点章节设计了相关实验。本书第1章为绪论，介绍太阳能光伏发电的利用前景、技术现状以及发展规划。第2章介绍光伏电池的基本理论及实验，基于光伏电池的工作原理与等效电路，建立数学模型，结合运行过程中的跟踪控制，通过MATLAB/Simulink仿真软件对正常光照与局部阴影条件下的输出特性进行分析。第3章介绍光伏发电最大功率点追踪及实验，将现有的最大功率点追踪方法划分为离线式、在线式以及混合式，结合DCDC变换器的工作原理，设计变换器，搭建仿真模型验证光伏发电系统最大功率点追踪方法的追踪效果。第4章介绍离网式光伏发电系统及实验，离网式光伏发电系统通过后级DCAC逆变器实现对负载的直接供电；针对DCAC逆变器，重点介绍其工作原理、数学模型、控制策略与硬件设计，对离网式光伏发电系统进行整体建模与仿真。第5章介绍并网式光伏发电系统及实验，基于光伏发电系统并网控制策略，以及并网运行中可能出现的孤岛效应、低电压穿越等非常规工况的检测方法与应对措施，建立系统仿真模型分析并进行验证。第6章介绍风光互补发电系统及实验，侧重于介绍风电系统的组成结构、基本原理以及控制策略，通过构建风光互补发电系统，分析运行过程中风力发电与光伏发电的互补特性。第7章介绍光伏电站性能检测，针对光伏电站的运维，讲解光伏电站主要性能的检测方法以及需要达到的性能标准。
本书由张蔚主编。第1章和第3章由张蔚编写，第2章由杨奕编写，第4章由易龙芳编写，第5章由黄杰杰编写，第6章由华亮编写，第7章由於锋编写。全书由张蔚统稿。本书在撰写过程中，参阅了大量的国内外文献，引用了许多不同来源的资料和图片，谨在此致以衷心的感谢。此外，南通大学电气工程学院硕士研究生翟良冠、何坚彪、陈建波、陈晨、汪思齐、张双双、任晓琳、王慧敏参与了部分资料整理等工作，谨表谢意。
由于编者主要在电气工程领域从事教学和科研，尽管已竭尽所能，但因水平和时间有限，错误和疏漏之处在所难免，诚恳希望读者发现后及时批评指正，以利于以后的重印和再版。
编者联系方式：zhang.w@ntu.edu.cn。

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