本书以从事太阳能光伏发电系统设计、开发与应用工程技术人员为读者对象，着重讨论了太阳能光伏系统及其应用技术，将光伏发电技术基础知识、光伏发电系统类型及工作原理、光伏电池与阵列、储能装置、光伏发电系统中的电能变换技术、光伏发电系统的控制与管理、光伏发电系统设计、光伏电站的建设与运行维护有机结合，以供读者在实际工作中参考。
本书通俗易懂，注重科学性、针对性和实用性的有机结合，可作为高等院校能源与动力工程等相关专业教材和教学参考用书，是从事太阳能光伏发电系统设计、开发与应用工程技术人员的必备读物。

杨贵恒，陆军工程大学副教授，长期从事通信电源（内燃发电机组、高频开关电源、UPS、化学电源、通信电源系统）、新能源（太阳能）发电、电气安全以及噪声控制等方面的教学与科研工作。获省（部）级科技进步成果一等奖1项，二等奖1项，三等奖3项；重庆市电教成果二等奖1项；省（部）级精品课程2门；出版专著及教材共40余部，其中三本书荣获中国石油和化学工业优秀出版物奖（图书奖）；发表学术论文30余篇。

第1章绪论
1.1太阳及太阳能概述1
1.1.1太阳的物理特性1
1.1.2太阳能辐射与吸收3
1.1.3日地运动4
1.1.4天球坐标5
1.1.5我国的太阳能资源7
1.1.6太阳能利用的基本形式9
1.2分布式能源与光伏发电11
1.2.1分布式能源定义11
1.2.2分布式能源特点11
1.2.3分布式能源发展趋势13
1.2.4分布式光伏13
1.3光伏产业现状与发展趋势15
1.3.1中国光伏产业现状15
1.3.2光伏产业发展趋势18
1.3.3光伏产业面临的挑战25

第2章光伏发电系统的类型
2.1离网光伏发电系统27
2.1.1直流负载直结型系统27
2.1.2直流负载蓄电池使用型系统27
2.1.3交流负载蓄电池使用型系统28
2.1.4直、交流负载蓄电池使用型系统28
2.2并网光伏发电系统29
2.2.1无逆流并网系统29
2.2.2有逆流并网系统30
2.2.3切换式并网系统30
2.2.4自立运行切换型太阳能光伏系统31
2.2.5地域并网型太阳能光伏系统31
2.2.6直流并网光伏发电系统33
2.2.7交流并网光伏发电系统35
2.3光伏储能发电系统37
2.3.1并离网储能系统37
2.3.2光伏并网储能系统39
2.3.3微电网系统39
2.4互补型光伏发电系统40
2.4.1风光（风-光-柴）互补型发电系统40
2.4.2太阳能光、热互补型发电系统43
2.4.3太阳能光伏、燃料电池互补型发电系统43
2.4.4小规模新能源电力系统43

第3章光伏电池与阵列
3.1太阳能光伏电池及其工作原理45
3.1.1半导体基础知识45
3.1.2光生伏打效应52
3.1.3太阳能光伏电池工作过程53
3.1.4太阳能光伏电池的基本结构54
3.2太阳能光伏电池的基本特性56
3.2.1等效模型56
3.2.2伏安特性参数58
3.2.3影响太阳能光伏电池输出特性的主要因素59
3.2.4影响太阳能光伏电池转换效率的因素62
3.3太阳能光伏电池的类型、制造工艺及其发展趋势64
3.3.1太阳能光伏电池的类型65
3.3.2太阳能光伏电池的制造工艺67
3.3.3太阳能光伏电池技术发展趋势70
3.4太阳能光伏电池组件与阵列75
3.4.1太阳能光伏电池组件75
3.4.2太阳能光伏电池阵列82
3.4.3太阳能光伏电池组件与阵列的性能86

第4章储能装置4.1概述90
4.1.1储能系统组成90
4.1.2电化学储能分类90
4.1.3储能系统功能91
4.2铅酸蓄电池的构造92
4.2.1电极92
4.2.2电解液93
4.2.3隔板（膜）95
4.2.4电池槽96
4.2.5排气栓97
4.2.6附件98
4.2.7装配方式98
4.3铅酸蓄电池的工作原理99
4.3.1放电过程100
4.3.2充电过程100
4.3.3阀控式密封铅酸蓄电池的密封原理101
4.4铅酸蓄电池的性能103
4.4.1内阻103
4.4.2电动势105
4.4.3开路电压106
4.4.4端电压107
4.4.5容量110
4.4.6自放电115
4.4.7寿命特性120
4.5其他储能装置简介121
4.5.1锂离子电池121
4.5.2钠离子电池128
4.5.3液流电池131

第5章光伏发电系统中的电能变换技术
5.1光伏发电系统对电能变换的要求134
5.1.1具备最大功率点跟踪功能134
5.1.2提高变换效率135
5.1.3绿色无污染135
5.1.4能量管理135
5.2直流-直流变换技术135
5.2.1直流-直流变换基本原理135
5.2.2非隔离型直流变换器137
5.2.3隔离型直流变换器148
5.2.4直流-直流变换器的控制与驱动165
5.3直流-交流变换技术168
5.3.1单相逆变电路168
5.3.2三相桥式逆变电路171
5.3.3新型逆变电路176
5.3.4逆变控制技术181
5.4双向DC/DC变换器189
5.4.1半桥型双向DC/DC变换器189
5.4.2双有源桥式DC/DC变换器191

第6章光伏发电系统的控制与管理
6.1最大功率点跟踪196
6.1.1MPPT基本原理196
6.1.2恒定电压法198
6.1.3干扰观测法199
6.1.4三点重心比较法199
6.1.5电导增量法200
6.1.6其他MPPT方法202
6.2蓄电池的充放电控制与管理203
6.2.1独立光伏发电系统能流模型203
6.2.2蓄电池的充电方法204
6.2.3蓄电池的全浮充运行方式208
6.2.4蓄电池充放电管理210
6.3光伏并网逆变器及其控制211
6.3.1并网逆变器数学模型211
6.3.2并网逆变器电流控制方法213
6.3.3并网逆变器并联控制技术217
6.4孤岛效应及其检测222
6.4.1孤岛效应及其危害222
6.4.2孤岛产生的条件及其检测标准223
6.4.3孤岛检测方法226
6.5低电压穿越技术232
6.5.1低电压穿越定义232
6.5.2低电压穿越标准233
6.5.3电压跌落故障分析234
6.5.4电压跌落的影响236
6.5.5低电压穿越方法237
6.5.6电压跌落检测238
6.5.7输出控制方案239
6.6虚拟同步并网控制240
6.6.1同步发电机模型240
6.6.2虚拟同步发电机模型241
6.6.3光伏虚拟同步发电机系统分类242
6.6.4储能型虚拟同步发电机控制策略243
6.6.5有功备用式光伏虚拟同步发电机245

第7章光伏发电系统设计
7.1独立光伏系统的容量设计248
7.1.1设计流程248
7.1.2光伏阵列的容量设计249
7.1.3蓄电池的容量设计253
7.1.4计算实例254
7.1.5系统容量的快速设计255
7.1.6系统容量设计重点255
7.2独立光伏系统的优化设计257
7.2.1均衡性负载257
7.2.2季节性负载263
7.2.3特殊要求负载265
7.3并网光伏系统设计266
7.3.1光伏组件串并联设计266
7.3.2光伏系统发电量计算269
7.3.3组件超配设计270
7.4光伏逆变器选型272
7.4.1光伏逆变器分类272
7.4.2逆变器技术指标274
7.4.3逆变器配置策略278
7.5接入系统设计281
7.5.1接入系统设计规范281
7.5.2分布式光伏接入系统方案284
7.6光伏发电系统的硬件设计287
7.6.1电气、机械结构与热环境设计287
7.6.2辅助设备的选配288
7.6.3设备安装布置设计289
7.6.4配线设计290
7.6.5过流保护设计296
7.6.6防雷系统设计297
7.6.7接地系统设计301
7.6.8系统硬件设计重点302

第8章光伏电站的建设与运行维护
8.1光伏电站的工程施工304
8.1.1施工准备304
8.1.2基础建设305
8.1.3太阳能电池方阵的安装308
8.1.4蓄电池及其附件的安装315
8.1.5控制器和逆变器的安装317
8.1.6光伏系统的布线318
8.1.7防雷接地系统的安装320
8.1.8光伏电站的调试320
8.1.9配套图纸资料321
8.2光伏电站的检测322
8.2.1绝缘电阻的检测322
8.2.2绝缘耐压的检测325
8.2.3接地电阻的检测325
8.2.4光伏电池阵列输出功率的检测325
8.2.5并网保护装置的检测327
8.3光伏电站的运行与维护327
8.3.1光伏发电运维管理327
8.3.2设备运行维护329
8.3.3安全措施与规范336
8.3.4人员业务技能338
8.3.5应急处理机制339
8.3.6智能运维340
8.4光伏电站设备检修342
8.4.1分布式光伏系统设备检修规范342
8.4.2系统的预防性维修343
8.4.3常规故障检修343
8.4.4设备巡视检查规定346
8.4.5故障检修实例：巧用万用表检修布线故障348

参考文献