前言

近年来，随着全球环境污染问题和化石能源危机的不断加剧，太阳能等清洁可再生能源越来越受到关注，光伏发电产业得到了快速发展。中国作为能源消耗大国，新能源开发得到了更多重视，我国光伏发电主要遵循“集中开发、中高压并网”和“分散开发、低压就地接入”相结合的原则。

随着光伏发电建设成本的逐渐降低和发电效益的不断增加，在我国中西部荒漠地区建设大型光伏电站是大规模利用太阳能的有效方式，也是优化能源配置和缓解雾霾天气的重要途径。但大型光伏电站通常建立在远离负荷中心、光照资源丰富的荒漠地区，光伏发电系统经过长距离输电线路与负荷连接。光伏电站存在并网电能质量低、电网电压波动越限等问题，而且当变压器与长距离输电线路等构成的电网阻抗较大时或者装机容量增加时，易引起光伏发电系统产生谐振，限制了光伏电站的规模化应用。

本书以大型光伏电站中的并网逆变器为研究对象，主要研究了并网逆变器在非理想电网下的协调控制策略、无功与电压控制策略以及并网稳定性分析等关键问题。本书共7章。第1章主要阐述了大型光伏电站的发展历程和运行概况，重点分析了大型光伏电站存在的主要技术问题以及国内外研究现状；第2章讨论了大型光伏电站的拓扑结构及其等效建模、主电路关键技术参数设计、并网逆变器电流控制方案等问题；第3章提出了并网逆变器在电网不平衡下的协调控制策略以及相应的正负序基波分量提取算法、并网同步算法，进而提出了并网逆变器在非理想电网下的综合控制方案；第4章分析了大型光伏电站的静态电压越限机理、稳定判据及其稳定裕度，进一步分析了光伏发电单元无功输出等因素对大型光伏电站静态电压稳定性的影响；第5章依据电力系统无功补偿与电压控制的基本思想，提出了适用于大型光伏电站的无功与电压控制策略，并对具体实现方式、无功分配方案、光伏发电单元无功优化等关键问题进行了研究；第6章将电网阻抗因素考虑到大型光伏电站并网逆变器电流控制中，分别从系统阻尼、闭环控制等角度揭示了大型光伏电站和电网之间的谐振机理；第7章分析了比例前馈环节降低系统稳定裕度的原因，提出了弱电网下基于复数滤波器的并网电压前馈控制策略来提升系统稳定性的方法，并通过分析与搭建仿真模型进行了验证。

本书由河南理工大学电气工程与自动化学院的杨明（第2章、第3章、第6章、第7章）、韦延方（第1章、第4章、第5章）和郑征（负责全书的统筹安排和统稿工作）共同撰写。本书在撰写过程中得到了河南理工大学电气工程与自动化学院领导的大力支持，在此表示感谢。

本书及相关研究工作得到了国家自然科学基金项目（U1804143、61703144）、河南省教育厅高等学校重点科研项目（17A470010）、河南理工大学博士基金（理工类）（B2016-19）、河南省矿山电力电子装置与控制创新型科技团队、河南理工大学“2015年校特色专业提升行动计划项目”（电气工程及其自动化、自动化）的支持。本书的出版得到了河南理工大学电气工程与自动化学院的资助和支持。谨在此表示感谢。

限于作者水平和经验有限，书中不足和疏漏之处在所难免，恳请读者给予批评指正。

著者

2018年5月