光伏发电系统的优化 建模、仿真和控制PDF电子书下载

第1章 光伏发电应用概述 1

1.1 光伏效应的定义 3

1.1.1 辐射照度和太阳辐射 3

1.1.2 光伏电池技术 3

1.1.3 光伏电池以及光伏组件 5

1.2 光伏系统简介 10

1.2.1 独立光伏系统 10

1.2.2 并网光伏系统 13

1.3 光伏系统的结构规划 14

1.3.1 确定负载曲线 14

1.3.2 太阳辐射分析 14

1.3.3 光伏发电量估计 14

1.3.4 光伏发电系统的面积 14

1.3.5 电池组的数量 15

1.3.6 逆变器的选择 16

1.3.7 直流导线的规格 17

1.3.8 交流电缆的规格 18

1.3.9 直流熔断器的规格 19

1.4 光伏系统的可行性 19

1.4.1 估计光伏发电系统大小 19

1.4.2 估计光伏发电系统的成本 19

1.5 光伏系统的维护 21

1.5.1 太阳电池板清洗 21

1.5.2 检查 21

1.5.3 蓄电池组的定期维护 21

1.5.4 逆变器的控制 21

第2章 太阳辐射照度模型以及电池模型 22

2.1 辐射模型 24

2.1.1 原理以及假设 24

2.1.2 天空和大地的辐射模型 27

2.1.3 大气模型 29

2.2 光伏阵列的模型 37

2.2.1 理想模型 37

2.2.2 双二极管光伏阵列模型 58

2.2.3 功率模型 59

2.2.4 光伏阵列总结 62

第3章 电力电子的建模 65

3.1 电力电子变换器中功率损耗的原因 66

3.1.1 电力电子基础 66

3.1.2 基本损耗的建模方法 67

3.1.3 常用的电力半导体器件 68

3.1.4 从功率损耗的角度分析半导体器件的特性 69

3.2 电力电子变换器的拓扑结构及其对效率的影响 69

3.2.1 直接与直流母线相连的结构 70

3.2.2 DC/DC变换 70

3.2.3 DC/AC变换 72

3.3 变换器的经验模型 76

3.3.1 输入电压恒定时的情况 76

3.3.2 输入电压变化时的情况 77

3.3.3 实验中测试损耗的注意事项 77

3.4 电路建模 77

3.5 额定功率选择的注意事项 77

3.6 用于分布式能源系统控制的多级系统 78

3.6.1 多级系统（MAS） 78

3.6.2 电力系统中的多级系统 79

3.6.3 分布式电力系统 79

3.6.4 逆变器的控制系统 79

3.6.5 应用 79

3.7 结论 80

第4章 光伏阵列的优化 81

4.1 最优算法简介 81

4.2 MPPT算法 83

4.2.1 扰动观测法 85

4.2.2 改进的扰动观测法 86

4.2.3 电导增量法 86

4.2.4 改进的电导增量法 90

4.2.5 爬山法 90

4.2.6 基于比例关系的MPPT控制方法 90

4.2.7 曲线拟合法 92

4.2.8 查表法 93

4.2.9 滑模控制 93

4.2.10 寄生电容模型法 96

4.2.11 模糊控制技术 97

4.2.12人工神经网络 103

4.2.13 神经－模糊方法 103

4.2.14 遗传算法 104

4.3 MPPT算法的效率 106

4.4 不同算法的比较 106

第5章 储能系统建模 108

5.1 不同储能系统的简介 109

5.1.1 电池组系统 109

5.1.2 电池组模型 115

5.1.3 电池组的等效电路 117

5.1.4 动力模型 122

5.1.5 应用：CIEMAT模型 122

第6章 光伏泵系统 130

6.1 基于直流电动机的光伏泵系统 131

6.1.1 概述 131

6.1.2 系统建模 132

6.1.3 应用 135

6.2 基于交流电动机的光伏泵系统 137

6.2.1 概述 137

6.2.2 系统建模 137

6.2.3 基于标量控制的光伏系统 144

6.2.4 基于感应电动机矢量控制的光伏系统 146

6.2.5 基于直接转矩控制（DTC）的光伏系统 148

6.3 光伏泵系统的MPPT 154

6.3.1 使用直流电动机 154

6.3.2 使用交流电动机 154

6.4 经济研究 155

6.4.1 水泵所需能量估计 155

6.4.2 全生命周期成本（LCC）计算 155

6.4.3 光伏系统的环境效益 157

第7章 混合光伏系统 162

7.1 混合系统的优缺点 164

7.1.1 混合系统的优点 164

7.1.2 混合系统的缺点 164

7.2 混合系统的结构 165

7.2.1 直流母线结构 165

7.2.2 交流母线结构 165

7.2.3 直流－交流母线结构 166

7.2.4 混合系统的分类 167

7.3 混合系统的不同组合形式 167

7.3.1 光伏／柴电系统 167

7.3.2 混合风电／光伏／柴电系统 169

7.3.3 混合风电／光伏系统 179

7.3.4 混合光伏／风电／水电／柴电系统 188

7.3.5 混合光伏／燃料电池系统 188

7.3.6 混合光伏／电池／燃料电池系统 189

7.3.7 混合光伏／电解装置／燃料电池系统 189

7.3.8 混合光伏／风电／燃料电池系统 200

参考文献 202