本书以2012年全国职业院校技能大赛高职组“风光互补发电系统安装与调试”赛项指定使用的设备为依托,设计了光伏发电系统和风力发电系统的相关理论知识和实际控制案例。本书共10章。每章先介绍理论知识,然后结合实际应用引入操作控制实例。通过理论和实际应用相结合,可以检验学生对理论知识的掌握程度和实践能力,做到学以致用,同时有助于学生巩固所学知识和拓宽知识面。
本书适合作为中、高职光伏发电技术与应用、光伏应用技术、新能源电子技术、风力发电技术等专业的教学用书,是“教、学、做”一体化课程的适用教材,也可作为光伏发电系统、风光互补发电系统的维护人员培训用书。

第1章 风光互补发电系统概述 1
1.1 风光互补发电系统的组成 1
1.2 风光互补发电系统的特点 3
1.3 风光互补发电系统的应用 4
第2章 风光互补发电系统中PLC的应用 7
2.1 PLC的基本结构和工作原理 7
2.1.1 PLC的基本结构 7
2.1.2 PLC的工作原理 10
2.1.3 CPU的存储区 11
2.2 PLC编程语言 13
2.3 PLC的基本指令系统 14
2.3.1 基本位逻辑指令 14
2.3.2 定时器指令 21
2.3.3 计数器指令 24
2.3.4 结束指令 26
2.3.5 停止指令 27
2.4 传感器与开关 27
2.4.1 光线传感器 27
2.4.2 金属接近开关 28
2.4.3 微动开关 29
2.5 电动机的正反转控制 30
2.5.1 电动机正反转控制的主电路和控制电路 30
2.5.2 基于PLC的电动机正反转控制 31
2.6 光伏电池组件对光源的跟踪控制 33
2.6.1 光伏供电装置的组成 33
2.6.2 光伏供电主电路 34
2.6.3 PLC的相关配置 35
2.6.4 光伏电池组件对光源跟踪控制的工作过程 37
2.6.5 光伏电池组件对光源跟踪的控制程序 38
2.7 风力发电机对风源的跟踪控制 46
2.7.1 风力供电装置的组成 46
2.7.2 风力供电主电路 47
2.7.3 PLC的相关配置 47
2.7.4 风力发电机对风源跟踪控制的工作过程 49
2.7.5 风力发电机对风源的跟踪控制程序 50
第3章 风光互补发电系统中DSP的应用 55
3.1 DSP的组成及工作原理 55
3.2 DSP的输入、输出 58
3.2.1 通用数字量输入/输出端口 58
3.2.2 模/数转换模块 60
3.3 DSP对蓄电池的充、放电控制 62
3.3.1 DSP对蓄电池的充电控制 62
3.3.2 DSP对蓄电池的放电控制 64
3.4 MCGS 模拟对蓄电池的充电 65
3.5 DSP在逆变器中的应用 67
第4章 光伏电池组件的设计和测试 69
4.1 光伏电池组件的组成和工作原理 69
4.1.1 本征硅半导体的组成及其结构特点 69
4.1.2 P型半导体、N型半导体和PN结的形成 70
4.1.3 光伏电池的工作原理 71
4.1.4 光伏电池的性能参数 72
4.2 光伏电池组件的结构和性能参数 74
4.2.1 光伏电池组件的结构 74
4.2.2 光伏电池组件的电性能测试 76
4.3 光伏电池组件开路电压的测试 76
4.4 光伏电池组件短路电流的测试 77
4.5 利用可调电阻测试光伏电池组件的输出特性 78
4.6 光伏电池组件输出功率的测试 80
4.7 光伏电池组件输出*大功率分析 80
第5章 蓄电池的工作原理和应用 82
5.1 蓄电池的组成和工作原理 82
5.1.1 铅酸蓄电池的化学反应原理 83
5.1.2 蓄电池的主要性能参数 83
5.1.3 蓄电池的基本特性 86
5.1.4 蓄电池的使用环境和条件 88
5.1.5 铅酸蓄电池的使用环境和条件 90
5.2 蓄电池的充电控制 92
5.2.1 蓄电池的充电 92
5.2.2 蓄电池的实际充电和模拟充电 92
5.3 蓄电池的放电控制 95
第6章 逆变器的工作原理和输出波形测试 97
6.1 逆变器的组成和工作原理 97
6.2 逆变器中的IGBT 98
6.2.1 光伏逆变器简介 99
6.2.2 逆变技术 102
6.2.3 逆变器的控制方法 103
6.3 逆变器中的基波和SPWM波形的测试 105
6.3.1 SPWM技术 105
6.3.2 逆变器中的基波和SPWM控制波形测试 106
6.4 逆变器死区与谐波的关系分析 107
6.4.1 逆变器死区与谐波的关系 107
6.4.2 逆变器死区波形测试 109
第7章 监控和组态软件的应用 111
7.1 力控组态软件简介 111
7.1.1 力控组态软件中设备选择及通信设置 111
7.1.2 力控组态软件的基本应用开发流程 112
7.2 设置光伏供电系统和风力供电系统的组态运行环境 113
7.3 MCGS组态软件 124
7.3.1 MCGS简介 124
7.3.2 MCGS组态软件的系统构成 125
7.3.3 MCGS组态软件所建立工程的5部分 125
7.4 设置电动机“星三角”控制的组态运行环境 126
第8章 风力发电系统 133
8.1 风力发电系统的工作原理概述 133
8.2 风力发电系统中模拟风场的控制 133
8.2.1 风力等级 134
8.2.2 风向 134
8.2.3 模拟风场的风速调节控制 135
8.2.4 模拟风场的风向调节控制 137
8.3 风力发电系统中侧风偏航的组成和控制 138
8.3.1 偏航系统的组成 138
8.3.2 侧风偏航的控制 139
8.4 风力发电系统输出特性的测试 140
第9章 风光互补发电系统的安装和调试 142
9.1 光伏发电系统的安装和调试 142
9.1.1 光伏发电系统的安装 142
9.1.2 光伏发电系统的调试 150
9.2 风力发电系统的安装和调试 151
9.2.1 风力发电系统的安装 151
9.2.2 风力发电系统的调试 158
9.3 风光互补发电系统的联合调试 158
9.3.1 逆变系统的安装调试 158
9.3.2 力控组态软件 159
第10章 风光互补发电系统中CAD软件的应用 160
10.1 CAD软件简介 160
10.2 CAD工作界面及常用命令 163
10.2.1 用户界面 163
10.2.2 常用术语、符号和命令 164
10.3 利用CAD软件绘制光伏发电系统的组成框图 166
10.4 利用CAD软件绘制风力发电系统电气原理图 167
参考文献 172