光伏发电系统规划与设计（第二版）
定价：￥59.00
作者： 黄建华，张要锋，李丹等
出版时间：2025-08
出版社：中国铁道出版社
“十四五”职业教育国家规划教材
- 中国铁道出版社
- 9787113323875
- 2版
- 572196
- 16开
- 2025-08
- 能源动力与材料大类
- 能源类
- 高职
作者简介
内容简介
本书从光伏发电系统规划与设计岗位所需的知识、能力、素养要求出发,详细介绍了离网与并网光伏发电系统的分类、结构与组成,以及太阳辐射基本常识与光资源计算方法,系统阐述了光伏发电单元、储能系统、电力转换设备、控制系统等关键设备的工作原理、类型选择与性能参数,并从安全等角度着重讲解了防雷、接地、电缆等内容,为光伏电站的防雷、接地、电缆等设计提供了全面指导。书中以光伏发电系统选址、项目开发、典型光伏发电系统设计案例贯穿全书,将各知识点融会贯通。
本书每章后附有“拓展阅读”和“思考与练习”,帮助读者拓宽视野,加深对相关知识的理解与应用。
本书适合作为高等职业院校新能源发电工程类、机电设备类、自动化类等相关专业的教材,也可作为光伏发电系统设计、施工、运维等工程技术人员的参考书。
本书每章后附有“拓展阅读”和“思考与练习”,帮助读者拓宽视野,加深对相关知识的理解与应用。
本书适合作为高等职业院校新能源发电工程类、机电设备类、自动化类等相关专业的教材,也可作为光伏发电系统设计、施工、运维等工程技术人员的参考书。
目录
第1章光伏发电系统概述1
1.1光伏发电系统分类1
1.1.1离网光伏发电系统的类型2
1.1.2并网光伏发电系统的类型3
1.2光伏发电系统基本组成5
1.2.1离网光伏发电系统组成5
1.2.2并网光伏发电系统组成6
1.3太阳辐射及光资源计算7
1.3.1太阳辐射基本常识7
1.3.2影响光伏发电系统设计的天文参数10
1.3.3光谱及光资源计算13
拓展阅读光伏发电———全球能源转型的清洁动力17
思考与练习18
第2章光伏发电单元与存储单元19
2.1光伏组件19
2.1.1光伏组件的类型19
2.1.2光伏组件制作工艺21
2.1.3光伏组件的性能参数和典型产品23
2.2储能系统26
2.2.1储能的必要性和定义26
2.2.2常见储能的类型与性能26
2.2.3蓄电池组容量设计36
拓展阅读锂的发现、应用与未来发展39
思考与练习41
第3章光伏电站电力转换与控制系统42
3.1充放电控制器43
3.1.1充放电控制器的工作原理及功能43
3.1.2充放电控制器的分类及特点44
3.1.3充放电控制器的选型52
3.2逆变器56
3.2.1逆变器的工作原理56
3.2.2离网逆变器62
3.2.3并网逆变器64
3.3直流汇流箱与配电柜74
3.3.1直流汇流箱74
3.3.2直流配电柜78
3.3.3交流配电柜80
3.4变压器83
3.4.1变压器的分类83
3.4.2变压器选配和注意事项85
3.5光伏电站监控系统88
3.5.1光伏电站监控系统结构与布局88
3.5.2光伏电站监控设备选型与配置92
3.5.3自动监控系统辅助设备96
3.6光伏电站继电保护98
3.6.1继电保护概念98
3.6.2光伏电站继电保护100
3.6.3综合自动控制系统104
拓展阅读光伏电站电力转换与控制系统的技术创新与未来展望107
思考与练习108
第4章防雷技术109
4.1雷电过电压防护110
4.1.1发电站和变电站的直击雷防护110
4.1.2发电站和变电站的雷电侵入波过电压保护111
4.1.3配电系统的雷电过电压保护116
4.2防雷保护装置118
4.2.1避雷针的保护范围118
4.2.2避雷线的保护范围123
4.2.3避雷器的分类和选型125
4.3电涌保护器127
4.3.1电涌保护器的分类128
4.3.2电涌保护器的试验类别及主要参数129
4.3.3电涌保护器的选型130
4.3.4电涌保护器的级间配合与安装接线131
4.4光伏电站的防雷措施133
4.4.1雷电对光伏发电系统的危害133
4.4.2光伏电站防范直击雷措施134
4.4.3光伏电站防范感应雷、雷电波措施137
拓展阅读光伏发电系统防雷技术的创新与未来展望138
思考与练习139
第5章接地系统140
5.1高压电气装置的接地141
5.1.1高压系统中性点接地方式141
5.1.2高压电气装置接地的一般规定145
5.1.3高压电气装置保护接地的范围145
5.1.4发电厂和变电站的接地网146
5.2低压电气装置的接地152
5.2.1低压系统的接地形式152
5.2.2TT方式供电系统152
5.2.3TN方式供电系统153
5.2.4IT方式供电系统155
5.2.5低压电气装置的保护接地156
5.2.6保护接地导体(PE)157
5.3等电位联结与接地装置158
5.3.1等电位联结的作用与分类158
5.3.2等电位联结与联结导体159
5.3.3接地系统的分类与共用接地系统160
5.3.4接地装置的种类与导体选择162
5.3.5接地装置防腐措施166
5.3.6接地导体的连接167
5.4光伏电站接地系统典型案例168
5.4.1大型地面光伏电站升压站接地系统168
5.4.2地面电站光伏支架接地系统170
5.4.3屋顶分布式电站光伏方阵等电位联结171
拓展阅读接地系统———保障多领域安全稳定173
思考与练习174
第6章电缆175
6.1电力电缆导体材质175
6.1.1导体材料175
6.1.2导体性能177
6.1.3导体规格178
6.2电力电缆绝缘水平178
6.2.1绝缘水平类型178
6.2.2其他影响因素180
6.3电力电缆绝缘类型与护层类型180
6.3.1电力电缆绝缘类型180
6.3.2电力电缆护层类型182
6.4电力电缆芯数185
6.4.1电力电缆线芯结构185
6.4.2电力电缆芯数分类与选择187
6.5电力电缆截面选取188
6.5.1电力电缆截面选择原则188
6.5.2光伏电站电缆选取192
6.6控制电缆及其金属屏蔽193
6.6.1控制电缆的结构及性能特征193
6.6.2控制电缆的规格、型号及敷设要求194
6.6.3控制电缆的选用原则195
6.6.4控制电缆金属屏蔽层195
拓展阅读光伏电站电缆发展趋势198
思考与练习199
第7章光伏电站选址与项目开发200
7.1土地利用现状分类及光伏电站选址200
7.1.1光伏电站站址用地201
7.1.2地理地质与水文条件207
7.1.3交通运输和电力输送条件209
7.2光伏电站项目开发210
7.2.1项目前期勘探211
7.2.2项目备案申请211
7.2.3项目设计与实施213
拓展阅读光伏在农业中的应用214
思考与练习215
第8章光伏发电系统设计216
8.1离网光伏发电系统设计216
8.1.1离网光伏路灯系统设计216
8.1.2家用离网光伏发电系统设计227
8.2并网光伏发电系统设计231
8.2.15kW户用光伏发电系统设计231
8.2.260kW地面光伏电站系统设计236
8.2.310MW大型地面光伏电站系统设计251
拓展阅读风光储一体———绿色能源与生态治理的典范270
思考与练习271
参考文献272
1.1光伏发电系统分类1
1.1.1离网光伏发电系统的类型2
1.1.2并网光伏发电系统的类型3
1.2光伏发电系统基本组成5
1.2.1离网光伏发电系统组成5
1.2.2并网光伏发电系统组成6
1.3太阳辐射及光资源计算7
1.3.1太阳辐射基本常识7
1.3.2影响光伏发电系统设计的天文参数10
1.3.3光谱及光资源计算13
拓展阅读光伏发电———全球能源转型的清洁动力17
思考与练习18
第2章光伏发电单元与存储单元19
2.1光伏组件19
2.1.1光伏组件的类型19
2.1.2光伏组件制作工艺21
2.1.3光伏组件的性能参数和典型产品23
2.2储能系统26
2.2.1储能的必要性和定义26
2.2.2常见储能的类型与性能26
2.2.3蓄电池组容量设计36
拓展阅读锂的发现、应用与未来发展39
思考与练习41
第3章光伏电站电力转换与控制系统42
3.1充放电控制器43
3.1.1充放电控制器的工作原理及功能43
3.1.2充放电控制器的分类及特点44
3.1.3充放电控制器的选型52
3.2逆变器56
3.2.1逆变器的工作原理56
3.2.2离网逆变器62
3.2.3并网逆变器64
3.3直流汇流箱与配电柜74
3.3.1直流汇流箱74
3.3.2直流配电柜78
3.3.3交流配电柜80
3.4变压器83
3.4.1变压器的分类83
3.4.2变压器选配和注意事项85
3.5光伏电站监控系统88
3.5.1光伏电站监控系统结构与布局88
3.5.2光伏电站监控设备选型与配置92
3.5.3自动监控系统辅助设备96
3.6光伏电站继电保护98
3.6.1继电保护概念98
3.6.2光伏电站继电保护100
3.6.3综合自动控制系统104
拓展阅读光伏电站电力转换与控制系统的技术创新与未来展望107
思考与练习108
第4章防雷技术109
4.1雷电过电压防护110
4.1.1发电站和变电站的直击雷防护110
4.1.2发电站和变电站的雷电侵入波过电压保护111
4.1.3配电系统的雷电过电压保护116
4.2防雷保护装置118
4.2.1避雷针的保护范围118
4.2.2避雷线的保护范围123
4.2.3避雷器的分类和选型125
4.3电涌保护器127
4.3.1电涌保护器的分类128
4.3.2电涌保护器的试验类别及主要参数129
4.3.3电涌保护器的选型130
4.3.4电涌保护器的级间配合与安装接线131
4.4光伏电站的防雷措施133
4.4.1雷电对光伏发电系统的危害133
4.4.2光伏电站防范直击雷措施134
4.4.3光伏电站防范感应雷、雷电波措施137
拓展阅读光伏发电系统防雷技术的创新与未来展望138
思考与练习139
第5章接地系统140
5.1高压电气装置的接地141
5.1.1高压系统中性点接地方式141
5.1.2高压电气装置接地的一般规定145
5.1.3高压电气装置保护接地的范围145
5.1.4发电厂和变电站的接地网146
5.2低压电气装置的接地152
5.2.1低压系统的接地形式152
5.2.2TT方式供电系统152
5.2.3TN方式供电系统153
5.2.4IT方式供电系统155
5.2.5低压电气装置的保护接地156
5.2.6保护接地导体(PE)157
5.3等电位联结与接地装置158
5.3.1等电位联结的作用与分类158
5.3.2等电位联结与联结导体159
5.3.3接地系统的分类与共用接地系统160
5.3.4接地装置的种类与导体选择162
5.3.5接地装置防腐措施166
5.3.6接地导体的连接167
5.4光伏电站接地系统典型案例168
5.4.1大型地面光伏电站升压站接地系统168
5.4.2地面电站光伏支架接地系统170
5.4.3屋顶分布式电站光伏方阵等电位联结171
拓展阅读接地系统———保障多领域安全稳定173
思考与练习174
第6章电缆175
6.1电力电缆导体材质175
6.1.1导体材料175
6.1.2导体性能177
6.1.3导体规格178
6.2电力电缆绝缘水平178
6.2.1绝缘水平类型178
6.2.2其他影响因素180
6.3电力电缆绝缘类型与护层类型180
6.3.1电力电缆绝缘类型180
6.3.2电力电缆护层类型182
6.4电力电缆芯数185
6.4.1电力电缆线芯结构185
6.4.2电力电缆芯数分类与选择187
6.5电力电缆截面选取188
6.5.1电力电缆截面选择原则188
6.5.2光伏电站电缆选取192
6.6控制电缆及其金属屏蔽193
6.6.1控制电缆的结构及性能特征193
6.6.2控制电缆的规格、型号及敷设要求194
6.6.3控制电缆的选用原则195
6.6.4控制电缆金属屏蔽层195
拓展阅读光伏电站电缆发展趋势198
思考与练习199
第7章光伏电站选址与项目开发200
7.1土地利用现状分类及光伏电站选址200
7.1.1光伏电站站址用地201
7.1.2地理地质与水文条件207
7.1.3交通运输和电力输送条件209
7.2光伏电站项目开发210
7.2.1项目前期勘探211
7.2.2项目备案申请211
7.2.3项目设计与实施213
拓展阅读光伏在农业中的应用214
思考与练习215
第8章光伏发电系统设计216
8.1离网光伏发电系统设计216
8.1.1离网光伏路灯系统设计216
8.1.2家用离网光伏发电系统设计227
8.2并网光伏发电系统设计231
8.2.15kW户用光伏发电系统设计231
8.2.260kW地面光伏电站系统设计236
8.2.310MW大型地面光伏电站系统设计251
拓展阅读风光储一体———绿色能源与生态治理的典范270
思考与练习271
参考文献272
