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内容简介

　　《太阳能光伏并网发电系统设计与应用》以国家最新颁布的GB50797-2012《光伏发电站设计规范》和相关设计规范为依据，全面介绍了光伏发电的前期准备、太阳能辐射量计算、并网要求、系统与选型等方面的设计规范、设计要求、设计思想、设计方法和设计内容。
　　《太阳能光伏并网发电系统设计与应用》以太阳能光伏并网发电系统设计中不同子系统所涉及的内容为剖析对象，详细分析讲解了光伏发电系统设计的前期准备、可研报告、太阳能辐射量计算、并网的技术要求、阵列系统设计、电气系统设计、安全系统设计、设备选型等内容。最后给出了小型、大型光伏并网系统设计两个具体的工程实例。
　　《太阳能光伏并网发电系统设计与应用》突出工程实践和理论知识的应用，可以作为学习光伏发电工程设计专业知识的配套学习材料，特别适合刚刚从事光伏发电系统设计、施工、监理、维护管理和其他相关专业的工程技术人员阅读，也适合高等院校有关专业作为工程实践教学环节的辅助参考教材

内页插图

目录

第一章 光伏并网发电系统设计的前期准备
第一节 可研报告
一、研究报告
二、可研报告
三、综合说明
第二节 工程任务与规模
一、工程任务
二、工程规模
三、工程建设必要性
第三节 光伏电站运作流程
一、前期
二、立项
三、设计
四、建设
五、并网运行
第二章 太阳能辐射量计算
第一节 太阳能资源评估
一、太阳能
二、资源评估
第二节 太阳时
一、太阳常数
二、时间
三、太阳时
第三节 太阳角度
一、赤纬角
二、高度角
三、方位角
第四节 日照时数
一、日出日没时角
二、可照时数
三、日照时数
四、日照百分率
五、峰值日照时数
第五节 太阳辐射量计算
一、大气对太阳辐射的减弱
二、大气质量
三、大气透明系数
四、辐射量
五、根据观测站资料计算太阳能总辐
射量
六、光伏阵列太阳总辐射量
第三章 光伏并网的技术要求
第一节 光伏并网分类
一、按是否接入公共电网分类
二、按接入并网点分类
三、按装机容量分类
四、按并网电压等级分类
五、按功率方向分类
六、按与建筑结合分类
第二节 电能质量要求
一、电能质量
二、在线监测要求
三、谐波
四、电压偏差
五、电压波动和闪变
六、电压不平衡度
七、直流分量
第三节 功率控制和电压调节
一、有功功率调节
二、无功电压调节
三、运行
第四节 电网异常时的响应特性
一、电网异常响应问题
二、电压异常的响应要求
三、频率异常的响应特性
四、检测
第五节 安全与保护
一、基本要求
二、过电流与短路保护
三、防孤岛效应
四、逆功率保护
五、恢复并网
第六节 通用技术条件
一、防雷和接地
二、电磁兼容
三、抗干扰要求
四、安全标识
第七节 电能计量
一、要求
二、电能表
三、电价与计量
第八节 通信与信号
一、基本要求
二、正常运行
三、故障信息
第九节 系统测试
一、测试内容
二、测试报告
第四章 光伏并网发电阵列系统设计
第一节 站址选择
一、整体要求
二、自然条件
三、接入电网条件
四、环境条件
五、交通
第二节 太阳能资源分析
一、整体要求
二、参考气象站基本条件和数据采集
三、太阳辐射现场观测站基本要求
四、太阳辐射观测数据验证与分析
第三节 电池组件串联电压匹配
一、光伏组件的温度系数
二、组件串联的电压匹配
三、串联组件与逆变器的匹配
第四节 电池组件并联电流匹配
一、组件并联电流与逆变器匹配
二、组件与安装容量的匹配
三、最大串联组串
四、光伏发电量
第五节 支架系统设计
一、支架的材质
二、支架的固定
三、荷载计算
四、支架的构造
五、防腐要求
第六节 安装方式设计
一、设计调研
二、地面固定式安装
三、跟踪式电站
四、聚光光伏系统
五、BAPV方式
六、BIPV方式
七、光伏建筑集成
第七节 阵列布置
一、方位角
二、倾斜角
三、阴影长度
四、排最小间距
五、最低点距地距离
六、光伏阵列布置
第八节 站区布置
一、总体要求
二、电站站房设计
三、总平面布置
第五章 光伏并网发电电气系统设计
第一节 并网方式设计
一、有/无逆流方式并网
二、可/不可调度方式
三、低/高压并网
四、单/双级并网系统
五、接入电网点
第二节 并网逆变方式设计
一、集中式逆变器
二、集成式逆变器
三、组串型逆变器
四、带逆变器组件（微逆变器）
第三节 并网控制与保护系统设计
一、并网要求
二、功率控制
三、电能质量
四、电网异常响应能力
五、继电保护及自动装置
六、通信
七、电能计量
第四节 主接线系统设计
一、主接线的要求
二、接线方式
三、光伏电站主接线设计
四、自用电系统
五、直流系统
第五节 无功补偿系统设计
一、功率因数
二、补偿容量计算
三、补偿方式
四、无功补偿设计
第六节 中性点运行方式
一、中性点不接地系统
二、中性点直接接地系统
三、中性点经消弧线圈（电阻）接地系统
四、光伏并网中性点运行方式
第六章 光伏并网发电安全系统设计
第一节 防雷系统设计
一、雷电
二、设计标准
三、直击雷防护
四、感应雷防护
五、电磁脉冲防护
六、电站防雷
第二节 接地设计
一、光伏接地系统设计
二、光伏建筑等电位联结
第三节 消防系统设计
一、建（构）筑物火灾危险性分类
二、变压器及其他带油电气设备
三、建（构）筑物的安全疏散和建筑构造
四、消防给水、灭火设施及火灾自动报警
五、消防供电及应急照明
第四节 监控系统设计
一、总体设计
二、系统功能
三、性能指标
四、工作环境条件
第五节 站区安全防护设施
一、系统组成
二、入侵报警系统设计
三、视频监控系统
四、出入口控制系统
五、线缆选型
第七章 光伏并网发电系统设备选型
第一节 光伏电池
一、光伏电池
二、技术参数
三、电池种类
四、选型
第二节 光伏并网逆变器
一、功能
二、分类
三、电路
四、使用条件
五、技术参数
六、选型
第三节 汇流装置
一、接线盒
二、汇流箱
三、配电柜
第四节 电缆
一、光伏直流电缆
二、交流电缆
第五节 SVG无功补偿装置
一、无功功率补偿技术
二、SVG原理
三、SVG组成
第六节 升压变压器选择
一、类型
二、变压器总容量
三、非晶合金变压器
四、分裂变压器
第七节 预装式光伏逆变站
一、箱体要求
二、箱体特性
第八章 太阳能光伏并网系统工程实例
第一节 光伏并网发电系统的设计
一、光伏并网发电应考虑的问题
二、光伏电站设计
第二节 影响光伏并网发电效率的因素
一、自然因素
二、阴影问题
三、积灰
四、热斑效应
五、设备因素
六、设计因素
七、系统效率
第三节 小型光伏并网系统设计
一、小型光伏电站
二、10kW光伏并网系统设计
第四节 大型光伏并网系统设计
一、大型光伏电站
二、10MWp光伏并网发电系统
附录 可能的日总辐射曝辐量
参考文献

精彩书摘

　　3．光伏并网对电能质量的要求
　　光伏电站向当地交流负载提供电能和向电网发送电能的质量，在谐波、电压偏差、电压不平衡度、直流分量、电压波动和闪变等方面应满足国家相关标准。
　　光伏电站应该在并网点装设满足IEC61000-4-30《电磁兼容第4-30部分试验和测量技术电能质量》标准要求的A类电能质量在线监测装置。对于大型或中型光伏电站电能质量数据应能够远程传送到电网企业，保证电网企业对电能质量的监控。对于小型光伏电站，电能质量数据应具备年及以上的存储能力，必要时供电网企业调用。
　　二、在线监测要求
　　1．监测方式
　　电能质量监测主要有定期巡检、专项检测或抽检、在线监测三种方式。
　　（1）定期巡检主要用于需要掌握电能质量又不需要连续检测或不具备连续在线监测条件的场合。如检测居民、商业区及小工厂供电系统配电点的电能质量。根据重要程度一般一个月或一季度检测一次。
　　（2）专项检测或抽检主要用于负荷容量变化大或有干扰源设备接入电网，或反映电能质量出现异常，需要对比前后变化情况的场合，以确定电网电能质量指标的背景状况和负荷变动与干扰发生的实际参量，或验证技术措施效果等。专项检测或抽检工作在完成预定任务后即可撤销。
　　（3）在线监测主要用于监测重要变电站或实施无人值班变电站的公共配电点或重要电力用户配电点的电能质量。
　　控制指令。通过计算机网络将监测的实时数据、历史变化曲线、指标越限报警信号等进行就地显示和实现远方监控。
　　3．技术要求
　　（1）监测设备根据安装地点和监测要求，应具备可选择的监测功能，包括电压偏差、频率偏差、三相电压幅值相位不平衡度、负序电流、谐波、电压波动。
　　（2）监测设备应具有记录存储功能，且监测设备的存储记录应至少保存15天。
　　（3）监测设备应具有实时数据显示、权限管理、设置、对时、统计、自检等功能。
　　（4）监测设备应具有标准通信接口，实现监测数据的实时传输或定时提取，并能对通信口进行灵活配置与实时监视。通信规约可参照变电站综合自动化设备的相关规定（确保与变电站现有微机监控系统正常通信）。
　　……

前言/序言

　　本书依据国家最新颁布的光伏发电相关标准和设计规范来撰写，内容涉及光伏发电系统设计的前期准备、太阳能辐射量计算、并网的技术要求、阵列系统设计、电气系统设计、安全系统设计、设备选型和太阳能光伏并网系统工程实例。通过详细而完整地讲解光伏并网发电系统设计的各个子系统的设计细节，使读者能够比较全面地了解光伏发电设计的内容深度、设计要求和配合协调等问题。
　　本书共有八章：
　　第一章重点介绍光伏并网发电系统设计的前期准备工作，包括可研报告、工程任务与规模和光伏电站运作流程。便于读者了解光伏并网发电工程可研报告的深度要求和运作流程。
　　第二章重点介绍太阳能辐射量计算，包括太阳能资源评估、太阳时、太阳角厦、日照时数、太阳辐射量计算。该部分内容是准确预估光伏并网发电系统发电量和经济回报的基础。
　　第三章重点介绍光伏并网的技术要求，包括光伏并网分类、电能质量要求、功率控制和电压调节、电网异常时的响应特性、安全与保护、通用技术条件、电能计量、通信与信号和系统测试。该部分内容是光伏发电并网的技术标准和技术指标。
　　第四章重点介绍光伏并网发电阵列系统设计，包括站址选择、太阳能资源分析、电池组件串联电压匹配、电池组件并联电流匹配、支架系统设计、安装方式设计、阵列布置、站区布置。内容主要涉及室外光伏阵列的设计和光伏场站的布置，以确保光伏电站具有最大的发电量输出。
　　第五章重点介绍光伏并网发电电气系统设计，包括并网方式设计、并网逆变方式设计、并网控制与保护系统设计、主接线系统设计、无功补偿系统设计、中性点运行方式。内容涉及光伏发电系统的输配电系统的合理配置。
　　第六章重点介绍光伏并网发电安全系统设计，包括防雷系统设计、接地设计、消防系统设计、监控系统设计和站区安全防护设施。该部分内容是光伏发电系统安全稳定运行的保障。
　　第七章重点介绍光伏并网发电系统设备选型，包括光伏电池、光伏并网逆变器、汇流装置、电缆、SVG无功补偿装置、升压变压器选择和预装式光伏逆变站。
　　第八章重点介绍太阳能光伏并网系统工程实例，包括光伏并网发电系统的设计、影响光伏并网发电效率的因素，给出包括小型、大型光伏并网系统设计两个具体的工程实例。
　　本书由北京建筑工程学院电气工程与自动化系李英姿撰写。全书在编写过程中，参阅了大量的参考书籍和国家有关规范和标准及相关的论文，将其中比较成熟的内容加以引用，并作为参考书目列于本书之后，以便读者查阅。同时对参考书籍的原作者表示衷心的感谢。
　　由于目前光伏发电技术发展迅速，而作者的认识和专业水平有限，加之时间仓促，书中难免存在不妥、疏忽或错误之处，敬请专家和读者批评指正。
　　作者


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