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国际电气工程先进技术译丛 光伏系统的PSpice建模
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资料介绍
光伏系统的PSpice建模
作 者： [西] Luis Castaner，[西] Santiago Silvestre 著；张卫平，张晓强，刘元超 等 译
出版时间： 2015
内容简介
《国际电气工程先进技术译丛：光伏系统的PSpice建模》首先介绍了光伏系统的一些基本定义和基础理论知识，在此基础上利用计算机仿真软件PSpice对光伏系统进行建模。本书主要内容包括光伏系统的光谱响应与短路电流，太阳电池的电气特性，太阳能阵列、PV模块和PV发电组件，PV模块与负载和蓄电池连接的建模，功率调节器和逆变器的建模，最后介绍了独立PV系统和并网光伏系统以及小型光伏系统。《国际电气工程先进技术译丛：光伏系统的PSpice建模》适合于从事光伏系统、光伏电池研究的科研工作人员或企业研发人员，同时可作为该专业的高校本科生、研究生和教师的参考用书。
第1章 PV系统与PSpice的简介
1.1 PV系统
1.2 重要的定义：辐射度和太阳辐射通量
1.3 PSpice基础知识
1.4 用子电路程序简化可移植性
1.5 PSpice分段线性源和受控电压源
1.6 AM1.5 G标准太阳光谱密度
1.7 AM0标准太阳光谱密度和黑体辐射对照
1.8PV系统能量的输入:可用的太阳辐射通量
1.9习题
参考文献
第2章 光谱响应与短路电流
2.1 介绍
2.1.1 吸收系数α(λ)
2.1.2 反射系数R(λ)
2.2 太阳电池的解析模型
2.2.1 短路光谱电流密度
2.2.2 光谱光子通量
2.2.3 总短路光谱电流密度及其单位
2.3 短路光谱电流密度的PSpice模型
2.3.1 吸收系数的子电路
2.3.2 短路电流子电路模型
2.4 短路电流
2.5 量化效率
2.6 光谱响应
2.7 暗电流密度
2.8太阳电池的材料
2.9电流密度的叠加
2.1 0DC扫描图和太阳电池的伏安特性
2.1 1非理想电路模型：串并和分流电阻及其组合项
2.1 2习题
参考文献
第3章 太阳电池的电气特性
3.1 理想等效电路
3.2 理想太阳电池的PSpice模型
3.3 开路电压
3.4 最大功率点
3.5 填充因子和能量转换效率
3.6 太阳电池的广义模型
3.7 太阳电池的广义PSpice模型
3.8串联电阻对短路电流和开路电压的影响
3.9串联电阻对填充因子的影响
3.1 0并联电阻的影响
3.1 1复合二极管的影响
3.1 2温度影响
3.1 3空间辐射的影响
3.1 4太阳电池的行为模型
3.1 5用太阳电池行为模型和PWL电源来模拟太阳电池对温度和光照强度时间序列的响应
3.1 5.1 时间单位
3.1 5.2 变量单位
3.1 6习题
参考文献
第4章 太阳电池阵列、PV模块和PV发电组件
4.1 介绍
4.2 太阳电池串联
4.2.1 相同的太阳电池组合
4.2.2 相同的太阳电池在不同光照条件下的组合：热斑问题
4.2.3 串联太阳电池中的旁路二极管
4.3 太阳电池的并联
4.4 地面PV模块
4.5 PV模块的标准特性与任意光照和温度条件下特性的转化
4.6 单个PV模块的PSpice行为模型
4.7 PV模块中的热斑问题和安全操作区域
4.8PV阵列
4.9PV发电组和PV发电站的扩展
4.1 0习题
参考文献
第5章 PV模块与负载和蓄电池连接的建模
5.1 直流负载直接连接到PV模块
5.2 PV水泵系统
5.2.1 直流串励电动机PSpice电路
5.2.2 离心泵PSpice模型
5.2.3 参数提取
5.2.4 一个PV阵列-直流串励电动机离心泵系统的PSpice仿真
5.3 PV模块连接到一个电池和负载
5.3.1 铅酸蓄电池特性
5.3.2 铅酸蓄电池PSpice模型
5.3.3 根据厂家参数调整的PSpice模型
5.3.4 在现实的PV系统条件下的电池模型
5.3.5 简化后的PSpice电池模型
5.4 习题
参考文献
第6章 功率调节器和逆变器的建模
6.1 介绍
6.2 阻流二极管
6.3 充电调节
6.3.1 并联调节器
6.3.2 串联调节器
6.4 最大功率点跟踪
6.4.1 基于DC-DC降压变换器的MPPT
6.4.2 基于DC-DC升压变换器的MPPT
6.4.3 MPPT PSpice行为模型
6.5 逆变器
6.5.1 逆变器拓扑的PSpice模型
6.5.2 与PV发电装置直接连接的逆变器的PSpice行为模型
6.5.3 和电池相连的逆变器的PSpice行为模型
6.6 习题
参考文献
第7章 独立PV系统
7.1 独立PV系统
7.2 等效峰值日照时数的概念
7.3 PV系统中的能量平衡：简化估算PV阵列容量的过程
7.4 PV系统中的日常能量平衡
7.4.1 瞬时功率失调
7.4.2 夜间负载
7.4.3 日间负载
7.5 PV系统的季节性能量平衡
7.6 独立PV系统中的电池容量简化计算方法
7.7 随机辐射时间序列
7.8负载不足概率
7.9 PSpice仿真结果与监测结果对比
7.1 0独立PV系统的长期PSpice仿真：一个案例研究
7.1 1水泵PV系统的长期PSpice仿真
7.1 2习题
参考文献
第8章 并网PV系统
8.1 介绍
8.2 通用系统
8.3 相关技术问题
8.3.1 孤岛保护
8.3.2 电压扰动
8.3.3 频率扰动
8.3.4 断路
8.3.5 并网失败后的重连
8.3.6 注入电网的直流分量
8.3.7 接地
8.3.8EMI
8.3.9功率因数
8.4 并网PV系统逆变器的PSpice模型
8.5 交流模块PSpice模型
8.6 并网PV系统的估算和能量平衡
8.7 习题
参考文献
第9章 小型PV系统
9.1 介绍
9.2 小型PV系统的特殊要求
9.3 辐射度和光通量
9.4 光通量和照度
9.4.1 距离平方律
9.4.2 光通量和照度之间的关系
9.5 人造光源产生的PV电池短路电流密度
9.5.1 照度的影响
9.5.2 量子效率的影响
9.6 在人造光源照射下PV电池的伏安特性曲线
9.7 AM1.5 G光谱的照度等效
9.8 随机蒙特卡罗分析
9.9 典型应用研究：太阳能袖珍计算器
9.10 LED照明
9.11 典型应用研究：光信号报警
9.11.1 PSpice产生辐射的随机时间时序
9.11.2 闪烁式照明系统的长时间仿真
9.12 典型应用：路灯照明系统
9.13 习题
参考文献
附录
附录A第1章 用到的PSpice文件
附录B第2章 用到的PSpice文件
附录C第3章 用到的PSpice文件
附录D第4章 用到的PSpice文件
附录E第5章 用到的PSpice文件
附录F第6章 用到的PSpice文件
附录G第7章 用到的PSpice文件
附录H第8章 用到的PSpice文件
附录I第9章 用到的PSpice文件
附录J太阳电池基本理论摘要
附录K任意取向表面辐射的估计2841.2 HVDC系统的优势
1.3 HVDC系统的成本
1.4 HVDC系统的结构概述
1.5 HVDC系统可靠性概述
1.6 HVDC系统的特性和经济性
参考文献
第2章 功率变换
2.1 晶闸管
2.2 三相换流器
2.3 三相全桥换流器
2.4 12脉波换流器
参考文献
第3章 高压直流输电系统的谐波及滤波
3.1 概述
3.2 确定合成的谐波阻抗
3.3 有源滤波器
参考文献
第4章 高压直流换流器和系统的控制
4.1 高压直流输电系统中的换流器控制
4.2 换相失败
4.3 高压直流输电系统的控制及其设计
4.4 高压直流输电系统控制功能
4.5 无功功率与电压稳定性
4.6 总结
参考文献
第5章 交流系统与直流系统之间的相互作用
5.1 短路比和有效短路比的定义
5.2 高压直流系统与交流系统之间的相互作用
5.2.1 高压直流系统与交流系统之间的相互作用
5.2.2 高压直流输电系统与发电机之间的相互作用
5.2.3 HVDC系统与FACTS装置之间的相互作用
5.2.4 HVDC系统与HVDC系统之间的相互作用
参考文献
第6章 主电路设计
6.1 换流器的电路和元件
6.2 换流变压器
6.3 冷却系统
6.4 高压直流输电架空线路
6.5 高压直流输电接地极
6.6 高压直流电缆
6.7 高压直流输电的通信系统
6.8电流互感器
6.9高压直流系统的噪声和振动
参考文献
第7章 高压直流输电系统的故障特性和保护措施
7.1 阀的保护功能
7.2 高压直流输电系统的保护行为
7.2.1 交流侧保护
7.2.2 直流侧保护
7.3 由控制行为构成的保护
7.4 故障分析
参考文献
第8章 高压直流输电系统的绝缘配合
8.1 避雷器
8.2 高压直流换流站内避雷器的功能
8.3 济州岛高压直流系统的绝缘配合
8.3.1 阀避雷器保护水平的确定
8.3.2 上桥避雷器保护水平的确定
8.3.3 中性点避雷器保护水平的确定
8.3.4 中性母线避雷器保护水平的确定
8.3.5 接地极引线避雷器保护水平的确定
8.3.6 直流母线避雷器保护水平的确定
参考文献
第9章 高压直流输电系统的一个实际例子
9.1 引言
9.2 系统描述
9.2.1 主控制
9.2.2 极控制
9.3 相位控制
参考文献
第10章 高压直流输电的其他换流器结构
10.1 引言
10.2 电压源换流器（VSC）
10.3 CCC-HVDC系统和CSCC-HVDC系统
10.4 多端直流输电系统
参考文献
第11章 高压直流输电系统的建模与仿真
11.1 仿真的范围
11.2 用于精确仿真的快速方法
11.3 高压直流输电系统的建模与仿真
11.4 济州岛-韩楠HVDC实时数字仿真器
参考文献
第12章 已建的和计划建设的HVDC工程
12.1 北美地区
12.2 日本
12.3 欧洲
12.4 中国
12.5 印度
12.6 马来西亚/菲律宾
12.7 澳大利亚/新西兰
12.8 巴西
12.9 非洲
第13章 HVDC应用的趋势
13.1 风电场技术
13.2 现代电压源换流器（VSC）型HVDC系统
13.3 800kV高压直流输电系统
参考文献
作 者： [西] Luis Castaner，[西] Santiago Silvestre 著；张卫平，张晓强，刘元超 等 译
出版时间： 2015
内容简介
《国际电气工程先进技术译丛：光伏系统的PSpice建模》首先介绍了光伏系统的一些基本定义和基础理论知识，在此基础上利用计算机仿真软件PSpice对光伏系统进行建模。本书主要内容包括光伏系统的光谱响应与短路电流，太阳电池的电气特性，太阳能阵列、PV模块和PV发电组件，PV模块与负载和蓄电池连接的建模，功率调节器和逆变器的建模，最后介绍了独立PV系统和并网光伏系统以及小型光伏系统。《国际电气工程先进技术译丛：光伏系统的PSpice建模》适合于从事光伏系统、光伏电池研究的科研工作人员或企业研发人员，同时可作为该专业的高校本科生、研究生和教师的参考用书。
第1章 PV系统与PSpice的简介
1.1 PV系统
1.2 重要的定义：辐射度和太阳辐射通量
1.3 PSpice基础知识
1.4 用子电路程序简化可移植性
1.5 PSpice分段线性源和受控电压源
1.6 AM1.5 G标准太阳光谱密度
1.7 AM0标准太阳光谱密度和黑体辐射对照
1.8PV系统能量的输入:可用的太阳辐射通量
1.9习题
参考文献
第2章 光谱响应与短路电流
2.1 介绍
2.1.1 吸收系数α(λ)
2.1.2 反射系数R(λ)
2.2 太阳电池的解析模型
2.2.1 短路光谱电流密度
2.2.2 光谱光子通量
2.2.3 总短路光谱电流密度及其单位
2.3 短路光谱电流密度的PSpice模型
2.3.1 吸收系数的子电路
2.3.2 短路电流子电路模型
2.4 短路电流
2.5 量化效率
2.6 光谱响应
2.7 暗电流密度
2.8太阳电池的材料
2.9电流密度的叠加
2.1 0DC扫描图和太阳电池的伏安特性
2.1 1非理想电路模型：串并和分流电阻及其组合项
2.1 2习题
参考文献
第3章 太阳电池的电气特性
3.1 理想等效电路
3.2 理想太阳电池的PSpice模型
3.3 开路电压
3.4 最大功率点
3.5 填充因子和能量转换效率
3.6 太阳电池的广义模型
3.7 太阳电池的广义PSpice模型
3.8串联电阻对短路电流和开路电压的影响
3.9串联电阻对填充因子的影响
3.1 0并联电阻的影响
3.1 1复合二极管的影响
3.1 2温度影响
3.1 3空间辐射的影响
3.1 4太阳电池的行为模型
3.1 5用太阳电池行为模型和PWL电源来模拟太阳电池对温度和光照强度时间序列的响应
3.1 5.1 时间单位
3.1 5.2 变量单位
3.1 6习题
参考文献
第4章 太阳电池阵列、PV模块和PV发电组件
4.1 介绍
4.2 太阳电池串联
4.2.1 相同的太阳电池组合
4.2.2 相同的太阳电池在不同光照条件下的组合：热斑问题
4.2.3 串联太阳电池中的旁路二极管
4.3 太阳电池的并联
4.4 地面PV模块
4.5 PV模块的标准特性与任意光照和温度条件下特性的转化
4.6 单个PV模块的PSpice行为模型
4.7 PV模块中的热斑问题和安全操作区域
4.8PV阵列
4.9PV发电组和PV发电站的扩展
4.1 0习题
参考文献
第5章 PV模块与负载和蓄电池连接的建模
5.1 直流负载直接连接到PV模块
5.2 PV水泵系统
5.2.1 直流串励电动机PSpice电路
5.2.2 离心泵PSpice模型
5.2.3 参数提取
5.2.4 一个PV阵列-直流串励电动机离心泵系统的PSpice仿真
5.3 PV模块连接到一个电池和负载
5.3.1 铅酸蓄电池特性
5.3.2 铅酸蓄电池PSpice模型
5.3.3 根据厂家参数调整的PSpice模型
5.3.4 在现实的PV系统条件下的电池模型
5.3.5 简化后的PSpice电池模型
5.4 习题
参考文献
第6章 功率调节器和逆变器的建模
6.1 介绍
6.2 阻流二极管
6.3 充电调节
6.3.1 并联调节器
6.3.2 串联调节器
6.4 最大功率点跟踪
6.4.1 基于DC-DC降压变换器的MPPT
6.4.2 基于DC-DC升压变换器的MPPT
6.4.3 MPPT PSpice行为模型
6.5 逆变器
6.5.1 逆变器拓扑的PSpice模型
6.5.2 与PV发电装置直接连接的逆变器的PSpice行为模型
6.5.3 和电池相连的逆变器的PSpice行为模型
6.6 习题
参考文献
第7章 独立PV系统
7.1 独立PV系统
7.2 等效峰值日照时数的概念
7.3 PV系统中的能量平衡：简化估算PV阵列容量的过程
7.4 PV系统中的日常能量平衡
7.4.1 瞬时功率失调
7.4.2 夜间负载
7.4.3 日间负载
7.5 PV系统的季节性能量平衡
7.6 独立PV系统中的电池容量简化计算方法
7.7 随机辐射时间序列
7.8负载不足概率
7.9 PSpice仿真结果与监测结果对比
7.1 0独立PV系统的长期PSpice仿真：一个案例研究
7.1 1水泵PV系统的长期PSpice仿真
7.1 2习题
参考文献
第8章 并网PV系统
8.1 介绍
8.2 通用系统
8.3 相关技术问题
8.3.1 孤岛保护
8.3.2 电压扰动
8.3.3 频率扰动
8.3.4 断路
8.3.5 并网失败后的重连
8.3.6 注入电网的直流分量
8.3.7 接地
8.3.8EMI
8.3.9功率因数
8.4 并网PV系统逆变器的PSpice模型
8.5 交流模块PSpice模型
8.6 并网PV系统的估算和能量平衡
8.7 习题
参考文献
第9章 小型PV系统
9.1 介绍
9.2 小型PV系统的特殊要求
9.3 辐射度和光通量
9.4 光通量和照度
9.4.1 距离平方律
9.4.2 光通量和照度之间的关系
9.5 人造光源产生的PV电池短路电流密度
9.5.1 照度的影响
9.5.2 量子效率的影响
9.6 在人造光源照射下PV电池的伏安特性曲线
9.7 AM1.5 G光谱的照度等效
9.8 随机蒙特卡罗分析
9.9 典型应用研究：太阳能袖珍计算器
9.10 LED照明
9.11 典型应用研究：光信号报警
9.11.1 PSpice产生辐射的随机时间时序
9.11.2 闪烁式照明系统的长时间仿真
9.12 典型应用：路灯照明系统
9.13 习题
参考文献
附录
附录A第1章 用到的PSpice文件
附录B第2章 用到的PSpice文件
附录C第3章 用到的PSpice文件
附录D第4章 用到的PSpice文件
附录E第5章 用到的PSpice文件
附录F第6章 用到的PSpice文件
附录G第7章 用到的PSpice文件
附录H第8章 用到的PSpice文件
附录I第9章 用到的PSpice文件
附录J太阳电池基本理论摘要
附录K任意取向表面辐射的估计2841.2 HVDC系统的优势
1.3 HVDC系统的成本
1.4 HVDC系统的结构概述
1.5 HVDC系统可靠性概述
1.6 HVDC系统的特性和经济性
参考文献
第2章 功率变换
2.1 晶闸管
2.2 三相换流器
2.3 三相全桥换流器
2.4 12脉波换流器
参考文献
第3章 高压直流输电系统的谐波及滤波
3.1 概述
3.2 确定合成的谐波阻抗
3.3 有源滤波器
参考文献
第4章 高压直流换流器和系统的控制
4.1 高压直流输电系统中的换流器控制
4.2 换相失败
4.3 高压直流输电系统的控制及其设计
4.4 高压直流输电系统控制功能
4.5 无功功率与电压稳定性
4.6 总结
参考文献
第5章 交流系统与直流系统之间的相互作用
5.1 短路比和有效短路比的定义
5.2 高压直流系统与交流系统之间的相互作用
5.2.1 高压直流系统与交流系统之间的相互作用
5.2.2 高压直流输电系统与发电机之间的相互作用
5.2.3 HVDC系统与FACTS装置之间的相互作用
5.2.4 HVDC系统与HVDC系统之间的相互作用
参考文献
第6章 主电路设计
6.1 换流器的电路和元件
6.2 换流变压器
6.3 冷却系统
6.4 高压直流输电架空线路
6.5 高压直流输电接地极
6.6 高压直流电缆
6.7 高压直流输电的通信系统
6.8电流互感器
6.9高压直流系统的噪声和振动
参考文献
第7章 高压直流输电系统的故障特性和保护措施
7.1 阀的保护功能
7.2 高压直流输电系统的保护行为
7.2.1 交流侧保护
7.2.2 直流侧保护
7.3 由控制行为构成的保护
7.4 故障分析
参考文献
第8章 高压直流输电系统的绝缘配合
8.1 避雷器
8.2 高压直流换流站内避雷器的功能
8.3 济州岛高压直流系统的绝缘配合
8.3.1 阀避雷器保护水平的确定
8.3.2 上桥避雷器保护水平的确定
8.3.3 中性点避雷器保护水平的确定
8.3.4 中性母线避雷器保护水平的确定
8.3.5 接地极引线避雷器保护水平的确定
8.3.6 直流母线避雷器保护水平的确定
参考文献
第9章 高压直流输电系统的一个实际例子
9.1 引言
9.2 系统描述
9.2.1 主控制
9.2.2 极控制
9.3 相位控制
参考文献
第10章 高压直流输电的其他换流器结构
10.1 引言
10.2 电压源换流器（VSC）
10.3 CCC-HVDC系统和CSCC-HVDC系统
10.4 多端直流输电系统
参考文献
第11章 高压直流输电系统的建模与仿真
11.1 仿真的范围
11.2 用于精确仿真的快速方法
11.3 高压直流输电系统的建模与仿真
11.4 济州岛-韩楠HVDC实时数字仿真器
参考文献
第12章 已建的和计划建设的HVDC工程
12.1 北美地区
12.2 日本
12.3 欧洲
12.4 中国
12.5 印度
12.6 马来西亚/菲律宾
12.7 澳大利亚/新西兰
12.8 巴西
12.9 非洲
第13章 HVDC应用的趋势
13.1 风电场技术
13.2 现代电压源换流器（VSC）型HVDC系统
13.3 800kV高压直流输电系统
参考文献
