前言

近年來，隨著全球環境污染問題和化石能源危機的不斷加劇，太陽能等清潔可再生能源越來越受到關注，光伏發電產業得到了快速發展。中國作為能源消耗大國，新能源開發得到了更多重視，我國光伏發電主要遵循“集中開發、中高壓并網”和“分散開發、低壓就地接入”相結合的原則。

隨著光伏發電建設成本的逐漸降低和發電效益的不斷增加，在我國中西部荒漠地區建設大型光伏電站是大規模利用太陽能的有效方式，也是優化能源配置和緩解霧霾天氣的重要途徑。但大型光伏電站通常建立在遠離負荷中心、光照資源豐富的荒漠地區，光伏發電系統經過長距離輸電線路與負荷連接。光伏電站存在并網電能質量低、電網電壓波動越限等問題，而且當變壓器與長距離輸電線路等構成的電網阻抗較大時或者裝機容量增加時，易引起光伏發電系統產生諧振，限制了光伏電站的規模化應用。

本書以大型光伏電站中的并網逆變器為研究對象，主要研究了并網逆變器在非理想電網下的協調控制策略、無功與電壓控制策略以及并網穩定性分析等關鍵問題。本書共7章。第1章主要闡述了大型光伏電站的發展歷程和運行概況，重點分析了大型光伏電站存在的主要技術問題以及國內外研究現狀；第2章討論了大型光伏電站的拓撲結構及其等效建模、主電路關鍵技術參數設計、并網逆變器電流控制方案等問題；第3章提出了并網逆變器在電網不平衡下的協調控制策略以及相應的正負序基波分量提取算法、并網同步算法，進而提出了并網逆變器在非理想電網下的綜合控制方案；第4章分析了大型光伏電站的靜態電壓越限機理、穩定判據及其穩定裕度，進一步分析了光伏發電單元無功輸出等因素對大型光伏電站靜態電壓穩定性的影響；第5章依據電力系統無功補償與電壓控制的基本思想，提出了適用于大型光伏電站的無功與電壓控制策略，并對具體實現方式、無功分配方案、光伏發電單元無功優化等關鍵問題進行了研究；第6章將電網阻抗因素考慮到大型光伏電站并網逆變器電流控制中，分別從系統阻尼、閉環控制等角度揭示了大型光伏電站和電網之間的諧振機理；第7章分析了比例前饋環節降低系統穩定裕度的原因，提出了弱電網下基于復數濾波器的并網電壓前饋控制策略來提升系統穩定性的方法，并通過分析與搭建仿真模型進行了驗證。

本書由河南理工大學電氣工程與自動化學院的楊明（第2章、第3章、第6章、第7章）、韋延方（第1章、第4章、第5章）和鄭征（負責全書的統籌安排和統稿工作）共同撰寫。本書在撰寫過程中得到了河南理工大學電氣工程與自動化學院領導的大力支持，在此表示感謝。

本書及相關研究工作得到了國家自然科學基金項目（U1804143、61703144）、河南省教育廳高等學校重點科研項目（17A470010）、河南理工大學博士基金（理工類）（B2016-19）、河南省礦山電力電子裝置與控制創新型科技團隊、河南理工大學“2015年校特色專業提升行動計劃項目”（電氣工程及其自動化、自動化）的支持。本書的出版得到了河南理工大學電氣工程與自動化學院的資助和支持。謹在此表示感謝。

限于作者水平和經驗有限，書中不足和疏漏之處在所難免，懇請讀者給予批評指正。

著者

2018年5月