第1章 绪论

1．1 背景与意义

1．1．1 光伏发电的背景与意义

1．1．2 课题的意义

1．2 光伏并网发电关键技术的研究现状

1．2．1 光伏并网发电的关键技术

1．2．2 国内外研究现状

1．3 本书的主要研究内容

第2章 光伏并网发电功率控制结构与原

2．1 典型的光伏并网发电系统结构

2．1．1 可调度与不可调度系统

2．1．2 隔离型与非隔离型系统

2．1．3 单级式、两级式与多级式系统

2．1．4 典型系统性能比较

2．2 功率补偿光伏并网发电系统结构与性能分析

2．2．1 系统基本结构

2．2．2 系统主要功能

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

2．3．1 双向DC／DC变换器

2．3．2 双向PWM逆变器

2．4 本章小结

第3章 光伏电池特性与最大功率跟踪控制

3．1 光伏电池特性分析

3．1．1 光伏电池运行机理与数学模型

3．1．2 光伏组件的外特性模型

3．1．3 光伏组件的特性分析

3．2 最大功率跟踪原理及其实现

3．2．1 最大功率跟踪分析

3．2．2 最大功率跟踪的实现方式

3．3 最大功率跟踪的典型算法

3．3．1 恒电压控制法

3．3．2 干扰观测法

3．4 光伏发电最大功率跟踪支持向量机控制

3．4．1 常用最大功率跟踪控制的局限性

3．4．2 最小二乘支持向量机最大功率跟踪控制特性

3．4．3 最小二乘支持向量机原理

3．4．4 最大功率跟踪最小二乘支持向量机预测建模

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

3．5 本章小结

第4章 光伏并网发电的功率稳定控制

4．1 基于大功率的复合储能系统结构与特性分析

4．1．1 系统结构及运行模态

4．1．2 系统特性分析

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

4．2．1 有功分级补偿控制原理

4．2．2 复合储能系统容量优化配置

4．2．3 基于模糊PID的双向DC／DC变换器的控制及仿真

4．2．4 有功补偿特性与仿真分析

4．3 本章小结

第5章 光伏并网发电与无功补偿的一体化控制

5．1 并网发电与无功补偿统一控制原理

5．1．1 一体化系统结构及控制原理

5．1．2 基于高速、实时的电流检测技术

5．1．3 基于直接电流控制的并网电流跟踪控制

5．2 双向PWM逆变器的空间矢量算法

5．2．1 双向PWM逆变器空间矢量分布与合成

5．2．2 SVPWM波的产生

5．3 光伏发电、无功补偿一体化控制仿真研究

5．3．1 光伏系统向电网馈电模式仿真

5．3．2 电网向负载供电模式仿真

5．4 本章小结

第6章 功率补偿控制实验研究

6．1 实验系统总体方案

6．1．1 实验系统实现方式

6．1．2 实验系统功能分析

6．1．3 主要实验研究

6．2 并网逆变器的参数设计

6．2．1 IGBT的选择

6．2．2 直流侧电容的选择

6．2．3 滤波电感的选择

6．3 接口与数字控制系统设计

6．3．1 无功补偿数字系统与接口实现方案

6．3．2 主要接口电路设计

6．3．3 控制程序设计

6．4 基于研究内容的实验研究

6．4．1 光伏阵列的最大功率跟踪实验

6．4．2 有功功率补偿实验

6．4．3 并网发电实验

6．4．4 无功功率补偿实验

6．5 本章小结

第7章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

附录A 基于DLL的控制程序

附录B 2013年3月晴天数据

附录C 2012年12月雾天数据

附录D 2013年3月用电量数据2100433B

能源已经成为人类社会进步、经济发展与地球生态环境保护的瓶颈问题。光伏并网发电技术是解决世界能源危机和环境污染*可靠和行之有效的方法。蔡纪鹤著的《光伏并网发电的功率补偿控制研究/电气工程系列丛书》以一种改进结构的光伏并网发电系统为研究对象，针对光伏发电有功和无功的动态补偿控制的关键问题进行了相关研究，对基于*小二乘支持向量机（LS-SVM）的功率跟踪（MPPT）控制、基于超级电容和蓄电池的复合储能系统的有功补偿控制、基于空间电压矢量脉冲调制（SVPWM）的并网发电与无功补偿的一体化控制策略及其相关的仿真与实验研究进行了重点分析。

本研究基于分布式最大功率跟踪的概念，提出并探索一种嵌入式光伏发电模块的一体化技术。所提方案利用并联型的电力电子开关网络替代传统光伏板接线盒中的旁路二极管，通过功率差额补偿的原理消除模块内部各个光伏电池组之间因失配现象造成的功率失衡问题，提高模块的抗扰性和运行效率；同时在模块输出侧通过最大功率控制实现恒功率的输出特性，提高基于该模块的光伏阵列电产率。研究内容从嵌入式光伏模块的拓扑演化、协同控制策略优化、数学模型建立和级联特性分析几方面依次展开，旨在寻求嵌入式电路和光伏电池板一体化的解决思路，构造高抗扰性、高效率的紧凑型、模块化光伏发电单元，力争为光伏系统的无扰发电、高效馈电、稳定消纳提供一条具有指导意义的新思路。