本書以2012年全國職業院校技能大賽高職組“風光互補發電系統安裝與調試”賽項指定使用的設備為依托，設計了光伏發電系統和風力發電系統的相關理論知識和實際控制案例。本書共10章。每章先介紹理論知識，然后結合實際應用引入操作控制實例。通過理論和實際應用相結合，可以檢驗學生對理論知識的掌握程度和實踐能力，做到學以致用，同時有助于學生鞏固所學知識和拓寬知識面。
本書適合作為中、高職光伏發電技術與應用、光伏應用技術、新能源電子技術、風力發電技術等專業的教學用書，是“教、學、做”一體化課程的適用教材，也可作為光伏發電系統、風光互補發電系統的維護人員培訓用書。
第1章 風光互補發電系統概述 1
1.1 風光互補發電系統的組成 1
1.2 風光互補發電系統的特點 3
1.3 風光互補發電系統的應用 4
第2章 風光互補發電系統中PLC的應用 7
2.1 PLC的基本結構和工作原理 7
2.1.1 PLC的基本結構 7
2.1.2 PLC的工作原理 10
2.1.3 CPU的存儲區 11
2.2 PLC編程語言 13
2.3 PLC的基本指令系統 14
2.3.1 基本位邏輯指令 14
2.3.2 定時器指令 21
2.3.3 計數器指令 24
2.3.4 結束指令 26 第1章 風光互補發電系統概述 1
1.1 風光互補發電系統的組成 1
1.2 風光互補發電系統的特點 3
1.3 風光互補發電系統的應用 4
第2章 風光互補發電系統中PLC的應用 7
2.1 PLC的基本結構和工作原理 7
2.1.1 PLC的基本結構 7
2.1.2 PLC的工作原理 10
2.1.3 CPU的存儲區 11
2.2 PLC編程語言 13
2.3 PLC的基本指令系統 14
2.3.1 基本位邏輯指令 14
2.3.2 定時器指令 21
2.3.3 計數器指令 24
2.3.4 結束指令 26
2.3.5 停止指令 27
2.4 傳感器與開關 27
2.4.1 光線傳感器 27
2.4.2 金屬接近開關 28
2.4.3 微動開關 29
2.5 電動機的正反轉控制 30
2.5.1 電動機正反轉控制的主電路和控制電路 30
2.5.2 基于PLC的電動機正反轉控制 31
2.6 光伏電池組件對光源的跟蹤控制 33
2.6.1 光伏供電裝置的組成 33
2.6.2 光伏供電主電路 34
2.6.3 PLC的相關配置 35
2.6.4 光伏電池組件對光源跟蹤控制的工作過程 37
2.6.5 光伏電池組件對光源跟蹤的控制程序 38
2.7 風力發電機對風源的跟蹤控制 46
2.7.1 風力供電裝置的組成 46
2.7.2 風力供電主電路 47
2.7.3 PLC的相關配置 47
2.7.4 風力發電機對風源跟蹤控制的工作過程 49
2.7.5 風力發電機對風源的跟蹤控制程序 50
第3章 風光互補發電系統中DSP的應用 55
3.1 DSP的組成及工作原理 55
3.2 DSP的輸入、輸出 58
3.2.1 通用數字量輸入/輸出端口 58
3.2.2 模/數轉換模塊 60
3.3 DSP對蓄電池的充、放電控制 62
3.3.1 DSP對蓄電池的充電控制 62
3.3.2 DSP對蓄電池的放電控制 64
3.4 MCGS 模擬對蓄電池的充電 65
3.5 DSP在逆變器中的應用 67
第4章 光伏電池組件的設計和測試 69
4.1 光伏電池組件的組成和工作原理 69
4.1.1 本征硅半導體的組成及其結構特點 69
4.1.2 P型半導體、N型半導體和PN結的形成 70
4.1.3 光伏電池的工作原理 71
4.1.4 光伏電池的性能參數 72
4.2 光伏電池組件的結構和性能參數 74
4.2.1 光伏電池組件的結構 74
4.2.2 光伏電池組件的電性能測試 76
4.3 光伏電池組件開路電壓的測試 76
4.4 光伏電池組件短路電流的測試 77
4.5 利用可調電阻測試光伏電池組件的輸出特性 78
4.6 光伏電池組件輸出功率的測試 80
4.7 光伏電池組件輸出最大功率分析 80
第5章 蓄電池的工作原理和應用 82
5.1 蓄電池的組成和工作原理 82
5.1.1 鉛酸蓄電池的化學反應原理 83
5.1.2 蓄電池的主要性能參數 83
5.1.3 蓄電池的基本特性 86
5.1.4 蓄電池的使用環境和條件 88
5.1.5 鉛酸蓄電池的使用環境和條件 90
5.2 蓄電池的充電控制 92
5.2.1 蓄電池的充電 92
5.2.2 蓄電池的實際充電和模擬充電 92
5.3 蓄電池的放電控制 95
第6章 逆變器的工作原理和輸出波形測試 97
6.1 逆變器的組成和工作原理 97
6.2 逆變器中的IGBT 98
6.2.1 光伏逆變器簡介 99
6.2.2 逆變技術 102
6.2.3 逆變器的控制方法 103
6.3 逆變器中的基波和SPWM波形的測試 105
6.3.1 SPWM技術 105
6.3.2 逆變器中的基波和SPWM控制波形測試 106
6.4 逆變器死區與諧波的關系分析 107
6.4.1 逆變器死區與諧波的關系 107
6.4.2 逆變器死區波形測試 109
第7章 監控和組態軟件的應用 111
7.1 力控組態軟件簡介 111
7.1.1 力控組態軟件中設備選擇及通信設置 111
7.1.2 力控組態軟件的基本應用開發流程 112
7.2 設置光伏供電系統和風力供電系統的組態運行環境 113
7.3 MCGS組態軟件 124
7.3.1 MCGS簡介 124
7.3.2 MCGS組態軟件的系統構成 125
7.3.3 MCGS組態軟件所建立工程的5部分 125
7.4 設置電動機“星三角”控制的組態運行環境 126
第8章 風力發電系統 133
8.1 風力發電系統的工作原理概述 133
8.2 風力發電系統中模擬風場的控制 133
8.2.1 風力等級 134
8.2.2 風向 134
8.2.3 模擬風場的風速調節控制 135
8.2.4 模擬風場的風向調節控制 137
8.3 風力發電系統中側風偏航的組成和控制 138
8.3.1 偏航系統的組成 138
8.3.2 側風偏航的控制 139
8.4 風力發電系統輸出特性的測試 140
第9章 風光互補發電系統的安裝和調試 142
9.1 光伏發電系統的安裝和調試 142
9.1.1 光伏發電系統的安裝 142
9.1.2 光伏發電系統的調試 150
9.2 風力發電系統的安裝和調試 151
9.2.1 風力發電系統的安裝 151
9.2.2 風力發電系統的調試 158
9.3 風光互補發電系統的聯合調試 158
9.3.1 逆變系統的安裝調試 158
9.3.2 力控組態軟件 159
第10章 風光互補發電系統中CAD軟件的應用 160
10.1 CAD軟件簡介 160
10.2 CAD工作界面及常用命令 163
10.2.1 用戶界面 163
10.2.2 常用術語、符號和命令 164
10.3 利用CAD軟件繪制光伏發電系統的組成框圖 166
10.4 利用CAD軟件繪制風力發電系統電氣原理圖 167
參考文獻 172
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