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| 內容簡介： |
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本书结合作者所开发的并网光伏电站仿真建模与优化软件SIMUPV 2.0，详细描述了光伏系统建模的主要过程，包括组件斜面太阳能辐照量，光伏组件的光电转换，逆变器的直交流逆变，直、交流侧线路损耗等关键环节的数学模型；本书还对阴影遮挡、失配和积灰等影响光伏电站输出性能的因素进行了深入研究；另外，本书还详细介绍了SIMUPV 2.0软件的开发以及相关功能的使用。
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| 目錄：
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第1章 概论
1.1 光伏技术的基本原理
1.2 光伏技术的国内外发展历程
1.2.1 光伏技术的几个主要发展阶段
1.2.2 光伏技术在我国的发展
1.2.3 光伏技术未来的发展趋势
1.3 光伏发电系统
1.3.1 独立光伏发电系统
1.3.2 并网光伏发电系统
1.4 太阳能光伏发电系统仿真技术的发展
1.4.1 PVSS
1.4.2 Solcel
1.4.3 PVForm
1.4.4 PVSIM
1.4.5 PVDesignPro
1.4.6 Solar Advisor Model（SAM）
1.4.7 PVWatts
1.4.8 PVSYST
1.4.9 PV F-Chart
1.4.10 RetScreen光伏项目模型
1.4.11 PVSol
1.4.12 其他光伏仿真软件
参考文献
第2章 太阳能辐射
2.1 太阳的概况
2.1.1 太阳
2.1.2 和太阳相关的重要天文参数
2.2 天体运行规律及太阳与地球的关系
2.2.1 天球与天球坐标系
2.2.2 太阳角的计算
2.2.3 树木或者烟囱在屋顶组件表面产生阴影面积的计算方法
2.3 光伏组件倾斜面上太阳能辐照量的计算方法
2.3.1 辐照量计算重要的角度参数及进一步说明
2.3.2 大气层外的水平面太阳能辐照
2.3.3 晴朗指数系数
2.3.4 水平面逐时太阳能辐照量计算方法
2.3.5 光伏组件倾斜面逐时太阳能直射、散射和反射辐照量计算方法
2.3.6 组件任意朝向及倾斜角度逐时太阳能总辐照量的计算方法
2.3.7 光伏组件倾斜表面月均太阳能总辐照量的计算方法
参考文献
第3章 太阳能光伏电池、组件及阵列的数学建模
3.1 太阳能光伏电池的分类及结构
3.1.1 按结构分类
3.1.2 按材料分类
3.1.3 按构造分类
3.2 光伏电池基本结构
3.3 光伏电池、组件建模的基本理论
3.3.1 光伏电池、组件铭牌参数
3.3.2 光伏电池、组件等效电路及其数学模型
3.3.3 光伏电池、组件的性能曲线
3.3.4 光伏电池、阵列的数学模型的求解方法
3.4 四参数模型的求解方法
3.4.1 一般解理论
3.4.2 根据组件铭牌求四参数
3.4.3 光伏组件铭牌求解电池片参数实例
3.5 光伏电池、组件五参数模型的求解方法
3.5.1 解析解的求解方法
3.5.2 计算结果分析
3.5.3 迭代解法
3.6 任意辐照度和环境温度下的光伏电池、组件的数学模型
3.6.1 理论模型基础
3.6.2 光伏阵列工作运行方式
3.7 模型实验验证
3.8 小结
参考文献
第4章 光伏逆变器原理及其数学建模
4.1 光伏逆变器概况
4.2 逆变器的发展及其分类
4.2.1 逆变器的发展历程
4.2.2 逆变器的分类
4.2.3 并网型光伏逆变器
4.2.4 离网型光伏逆变器
4.3 光伏逆变器主要性能参数
4.3.1 逆变器输入端性能参数
4.3.2 逆变器输出端性能参数
4.3.3 逆变器转换效率
4.4 光伏逆变器的数学建模及其仿真实例
4.4.1 SANDIA逆变器建模法
4.4.2 Driesse逆变器建模法
参考文献
第5章 光伏系统辅助设备及其损耗估算
5.1 光伏系统中直、交流侧线缆电量损耗计算
5.1.1 线缆损失的计算方法
5.1.2 线损计算方法验证
5.2 光伏系统中变压器的损耗估算
5.2.1 双绕组变压器损耗电能的计算
5.2.2 三绕组变压器损耗电能的计算
5.3 蓄电池的性能估算方法
5.3.1 蓄电池性能及主要状态参数
5.3.2 蓄电池动力学数学模型
参考文献
第6章 阴影或失配情况下光伏系统输出性能建模与仿真
6.1 阴影遮挡或者失配状况下光伏系统研究
6.1.1 阴影或失配情况下光伏阵列输出特性的研究现状
6.1.2 光伏组件热斑效应的研究
6.1.3 失配情况下光伏系统MPPT方法研究
6.2 阴影及失配对光伏系统输出性能的影响
6.2.1 单二极管五参数等效电路模型
6.2.2 阴影及失配情况下组件输出性能的理论模型
6.2.3 不同阴影遮挡下光伏组件输出性能的模拟及验证
6.3 失配情况下光伏阵列输出特性建模与仿真
6.3.1 失配情况理论建模
6.3.2 失配情况下光伏阵列输出性能仿真及实验验证
6.4 复杂阴影条件下光伏电池、组件或者阵列输出特性
6.4.1 阴影对单电池片输出特性的影响
6.4.2 阴影对光伏组件输出特性的影响
6.4.3 阴影对光伏阵列输出特性的影响
6.5 小结
参考文献
第7章 光伏系统的优化设计方法及寿命预测
7.1 概述
7.2 逆变器串并联组件优化设计模型
7.2.1 光伏组件串并联优化计算方法
7.2.2 直流端串联数优化设计模型
7.3 最优倾角理论模型
7.3.1 最优倾角的计算方法
7.3.2 不同安装角度及朝向情况下辐照度的分析
7.3.3 最优倾角结果计算分析
7.4 最优阵列间距模型
7.4.1 前后排光伏阵列阴影理论模型
7.4.2 两排方阵之间的最佳间距
7.5 光伏组件寿命预测方法
7.5.1 组件寿命评估的高斯函数模型
7.5.2 估算法求解
7.6 小结
参考文献
第8章 光伏组件热电耦合建模及阴影遮挡的温升效应
8.1 光伏电池组件的组成与传热分析
8.1.1 光伏电池组件主要组成
8.1.2 光伏电池组件传热分析
8.2 均匀辐照度下光伏电池组件的温度计算模型
8.2.1 NOCT模型
8.2.2 SANDIA温度模型
8.2.3 光伏组件热电耦合模型
8.2.4 光伏组件热电耦合模型的实验验证
8.3 辐照度分布不均匀条件下光伏组件传热模型及其温度分布
8.3.1 辐照度不均匀或阴影遮挡情况下光伏组件的传热模型
8.3.2 并联电阻对组件温度的影响分析
8.3.3 单片电池遮挡比例变化对组件温度的影响
8.3.4 改善光伏组件热斑现象的方法
参考文献
第9章 光伏发电系统经济性及环保分析
9.1 太阳能光伏发电经济性分析方法
9.1.1 太阳能光伏工程经济性分析准则
9.1.2 太阳能光伏工程经济性分析方法
9.2 光伏发电系统的经济性分析与典型实例
9.2.1 成本分析
9.2.2 财务收益分析
9.2.3 项目现金流分析
9.2.4 项目可行性分析
9.3 光伏发电系统环保性能评估方法与实例
9.3.1 光伏发电系统的环保性能分析
9.3.2 光伏发电系统的环保性能评估方法
参考文献
第10章 并网光伏仿真软件系统建模与发电量预测
10.1 太阳能并网光伏发电系统建模
10.1.1 光伏组件表面太阳能辐照数学模型
10.1.2 光伏组件光电转换数学模型
10.1.3 逆变器直交流逆变数学模型
10.1.4 直交流线路部分损失数学模型
10.1.5 并网变压器损耗数学模型
10.2 并网光伏系统仿真软件的开发
10.2.1 流程设计
10.2.2 功能设计
10.2.3 决策与优化功能
10.3 光伏系统发电量的预测及优化
10.3.1 基于TMY（典型气象年）数据的发电量的预测及系统优化
10.3.2 实际电站发电量预测
10.4 积灰对发电量预测的影响
10.5 光伏组件性能衰减对光伏系统发电性能影响评估
10.6 小结
参考文献
第11章 光伏仿真设计软件SIMUPV 2.0功能及实例
11.1 光伏系统设计
11.1.1 项目管理
11.1.2 项目初步信息输入
11.1.3 光伏组件选型
11.1.4 光伏逆变器选型
11.1.5 光伏阵列串并联配置
11.1.6 直、交流侧线缆的选型
11.1.7 其他损耗的设置
11.2 光伏电站系统产能报告及分析
11.2.1 产能输出
11.2.2 不同环境温度和辐照度下I-V曲线性能输出
11.2.3 光伏电站环保性能的分析
11.2.4 参数变化时光伏电站发电性能的比较
11.2.5 光伏发电系统各个环节的损耗估算
11.3 屋顶光伏工程的遮阴计算
11.3.1 平面屋顶式光伏电站的遮阴仿真
11.3.2 斜面屋顶式光伏电站的遮阴仿真
参考文献
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| 內容試閱：
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前言
近十年来，世界光伏产业出现了井喷式的发展态势。光伏发电的应用由早期边远农村、海岛、边防和特殊应用（如航天）向更为民用化的并网发电以及与建筑相结合的分布式供电方向发展。与此同时，光伏技术快速进步，伴随着产量的增加，光伏设备成本迅速下降，光伏发电开始逐渐从补充能源向替代能源过渡。
光伏发电系统的发电性能受天气、当地经纬度和海拔影响非常大，因此在项目建设之前对系统进行设计及动态模拟是十分必要的，这样可以提前获得项目的可行性结论并在此基础上进行系统的进一步优化。针对光伏系统的设计、仿真和模拟软件已经成为光伏系统工程师不可或缺的重要工具，它能够快捷、方便和准确地模拟出光伏系统的各种参数，并可对光伏系统的未来发电性能做出评估和预测，同时还能对光伏系统的经济性及环保性能进行综合分析。目前，国外已经开发出功能强大的光伏系统的仿真软件，如PVSYST、RETScreen和PVSol等，能够对光伏系统进行较全面的性能模拟，为工程开发提供非常有价值的参考，因此已经被我国光伏行业的工程师广泛采用。
目前，我国已经成为光伏产业的强国，但国内尚不具备功能较全面的光伏系统设计及仿真模拟软件，国内光伏系统及技术的快速发展需要我国具备完全知识产权的光伏仿真软件。
在我国光伏科学与技术国家重点实验室的支持下，我们独立开发出功能全面的光伏系统仿真软件SIMUPV 2.0。本书主要针对项目开发过程中所涉及的光伏系统及其关键部件建模过程，同时也包括发电量的预测、SIMUPV 2.0的具体功能及仿真实例进行了较详细的介绍。此外，本书还包含了作者所在的研究小组近年来在光伏组件热电耦合模型方面最新的研究工作。
本书在写作过程中得到了曹阳、张宇、李洋、王孟、苏治北等研究生的协助，另外，张臻博士提供了光伏产业方面的资料，在此一并表示感谢。
目前针对光伏仿真技术的研究发展迅速，鉴于本人水平有限，加之时间仓促，书中难免存在不足，敬请专家和读者批评指正。
白建波
2014年8月于河海大学常州校区
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