前言

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

隨著光伏發(fā)電建設(shè)成本的逐漸降低和發(fā)電效益的不斷增加，在我國中西部荒漠地區(qū)建設(shè)大型光伏電站是大規(guī)模利用太陽能的有效方式，也是優(yōu)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(yuǎn)離負(fù)荷中心、光照資源豐富的荒漠地區(qū)，光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)過長距離輸電線路與負(fù)荷連接。光伏電站存在并網(wǎng)電能質(zhì)量低、電網(wǎng)電壓波動越限等問題，而且當(dāng)變壓器與長距離輸電線路等構(gòu)成的電網(wǎng)阻抗較大時或者裝機(jī)容量增加時，易引起光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生諧振，限制了光伏電站的規(guī)模化應(yīng)用。

本書以大型光伏電站中的并網(wǎng)逆變器為研究對象，主要研究了并網(wǎng)逆變器在非理想電網(wǎng)下的協(xié)調(diào)控制策略、無功與電壓控制策略以及并網(wǎng)穩(wěn)定性分析等關(guān)鍵問題。本書共7章。第1章主要闡述了大型光伏電站的發(fā)展歷程和運(yùn)行概況，重點(diǎn)分析了大型光伏電站存在的主要技術(shù)問題以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀；第2章討論了大型光伏電站的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其等效建模、主電路關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)設(shè)計、并網(wǎng)逆變器電流控制方案等問題；第3章提出了并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)不平衡下的協(xié)調(diào)控制策略以及相應(yīng)的正負(fù)序基波分量提取算法、并網(wǎng)同步算法，進(jìn)而提出了并網(wǎng)逆變器在非理想電網(wǎng)下的綜合控制方案；第4章分析了大型光伏電站的靜態(tài)電壓越限機(jī)理、穩(wěn)定判據(jù)及其穩(wěn)定裕度，進(jìn)一步分析了光伏發(fā)電單元無功輸出等因素對大型光伏電站靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響；第5章依據(jù)電力系統(tǒng)無功補(bǔ)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(shí)現(xiàn)方式、無功分配方案、光伏發(fā)電單元無功優(yōu)化等關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究；第6章將電網(wǎng)阻抗因素考慮到大型光伏電站并網(wǎng)逆變器電流控制中，分別從系統(tǒng)阻尼、閉環(huán)控制等角度揭示了大型光伏電站和電網(wǎng)之間的諧振機(jī)理；第7章分析了比例前饋環(huán)節(jié)降低系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的原因，提出了弱電網(wǎng)下基于復(fù)數(shù)濾波器的并網(wǎng)電壓前饋控制策略來提升系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，并通過分析與搭建仿真模型進(jìn)行了驗(yàn)證。

本書由河南理工大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)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(fù)責(zé)全書的統(tǒng)籌安排和統(tǒng)稿工作）共同撰寫。本書在撰寫過程中得到了河南理工大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，在此表示感謝。

本書及相關(guān)研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（U1804143、61703144）、河南省教育廳高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目（17A470010）、河南理工大學(xué)博士基金（理工類）（B2016-19）、河南省礦山電力電子裝置與控制創(chuàng)新型科技團(tuán)隊(duì)、河南理工大學(xué)“2015年校特色專業(yè)提升行動計劃項(xiàng)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(xué)電氣工程與自動化學(xué)院的資助和支持。謹(jǐn)在此表示感謝。

限于作者水平和經(jīng)驗(yàn)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