在項目的選擇上力求經典、簡明，有代表性。

針對高等職業教育的特點，突出理論聯系實際，著重強調應用能力。

按工作任務的步驟指導，易于學習。

提供豐富配套教學資源，作為教學補充。

本書是高職“太陽能光電應用技術專業”的一門專業課程教材。以工作過程為導向，采取項目式的教學方法，在高等職業教育多年教學改革與實踐的基礎上，根據高職高專電力和能源類專業人才培養方案和最新電力電子技術行業職業技能鑒定規范，由德州職業技術學院“雙師型”教師編寫，作者大部分是來自一線項目研發人員且又都是一線老師。

《光伏發電系統電能變換》一書，從高職教育的實際出發，以電能變換裝置為載體，注重理論聯系實際，力求通俗易懂、深入淺出，突出實踐應用環節。內容選取及安排上具有以下特色：

（1）在項目的選擇上力求經典、簡明、有代表性。本教材以電能變換器件的識別與檢測、整流器的安裝與調試、直流變換器的安裝與調試、光伏逆變器的安裝與調試作為主干項目，將電力電子技術中適合于光伏發電系統的電能變換知識篩選出來，注重典型產品的分析與應用，強化學生的工程意識，解決實際問題。

（2）針對高等職業教育的特點，突出理論聯系實際，著重強調應用能力。教學內容的安排遵循必需、實用、夠用的原則，相關知識不做過于繁雜的理論講解，重點放在電能變換技術的介紹和裝置的訓練上，強調的是應用能力。

（3）按工作任務的步驟指導，易于學習。每個項目的開篇均提供【項目導讀】，引導學生進入項目學習，正文中依次按照【任務描述】【相關知識】【知識拓展】【任務實施】【項目總結】【項目訓練】【拓展訓練】等適于工作過程的步驟進行指導和學習，符合職業教育實踐。

（4）本書的配套教學資源豐富。本書課程組正在學院數字化平臺建設教學網站，提供大量電子教案、課件、視頻教學資源和特色資源，作為教學補充。也可提供下載供師生選用。

本書可作為高職太陽能光電應用技術專業教材，也可以供技工院校師生和相關技術人員學習參考之用。

本書由崔青恒、華曉峰任主編，郭祥飛、董書光任副主編。參加編寫的還有：張洪寶、張媛媛、許洪龍、邵再虎、董圣英、閆學敏、王德厚、韓雁鳴、岳東、李建勇、魏傳豪、李飛、田曉龍、劉瑞龍、宋曉明、張磊等，本書在編寫過程中得到了德州和能新能源公司李哲總工程師的大力支持和指導，得到了學院尹淑英教授的指導和審核，全書得到了中國水利水電出版社萬水分社相關領導的大力支持和策劃團隊的用心指導，在此一并深表感謝！在編寫過程中，參考了國內外有關著作和研究成果，在此向有關資料的作者表示誠摯的感謝。由于編者水平有限，編寫時間倉促，疏漏不當之處在所難免，敬請各位專家、教師和同學批評指正。

序言
前言

項目一 電能變換器件的識別與檢測 1
【項目導讀】 1
任務一 認識晶閘管 1
【任務描述】 1
【相關知識】 2
一、晶閘管的結構和命名 2
二、晶閘管的工作原理 4
三、晶閘管的基本特性 5
四、晶閘管的主要參數 8
五、晶閘管的種類 10
六、晶閘管的保護 10
七、晶閘管的串聯和并聯 13
【知識拓展】電力二極管 15
一、功率二極管的結構和工作原理 15
二、功率二極管的伏安特性 16
三、功率二極管的主要參數 16
四、電力二極管的主要類型 17
【任務實施】晶閘管識別與基本測試 18
一、實訓目標 18
二、實訓場所及器材 18
三、實訓步驟 18
四、任務考核方法 20
任務二 認識全控型電力電子器件 20
【任務描述】 20
【相關知識】 20
一、電力晶體管 20
二、可關斷晶閘管（Gate-Turn-Off
Thyristor，GTO） 26
三、電力場效應晶體管 30
四、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT） 35
【知識拓展】新型電能變換器件 40
一、MOS控制晶閘管MCT 40
二、靜電感應晶體管SIT 41
三、靜電感應晶閘管SITH 41
四、集成門極換流晶閘管IGCT 41
五、基于寬禁帶半導體材料的電力
電子器件 42
六、功率集成電路與集成電力
電子模塊 43
【任務實施】全控型器件認識與基本測量 43
一、實訓目標 43
二、實訓場所及器材 44
三、實訓步驟 44
四、任務考核方法 46
【項目總結】 47
【項目訓練】 48
【拓展訓練】 49
一、功率二極管特性測試 49
二、晶閘管性能測試 52
項目二 整流器的安裝與調試 56
【項目導讀】 56
任務 制作與調試調光燈電路 56
【任務描述】 56
【相關知識】 57
一、單相可控整流電路 57
二、晶閘管可控整流驅動電路 68
【知識拓展】三相可控整流電路 79
一、三相半波可控整流電路（電阻性
負載） 79
二、三相橋式全控整流電路（電阻性
負載） 79
三、三相橋式半控整流電路（電阻性
負載） 80
四、帶平衡電抗器的雙反星形大功率
整流電路 81
【任務實施】制作與調試調光燈電路 82
一、實訓目標 82
二、實訓場所及器材 83
三、實訓步驟 83
四、任務考核方法 88
【項目總結】 88
【項目訓練】 89
【拓展訓練】 90
一、單相半波可控整流電路電阻負載
仿真測試 90
二、單相半波可控整流電路電阻
電感負載 92
三、單相半波可控整流電路電阻電感
負載帶續流二極管電路 93
四、單相橋式全控整流電路電阻
負載 95
五、單相橋式全控整流電路電阻電感
負載 96
六、單相橋式全控整流電路反電動勢
負載 98
七、單相全波可控整流電路 98
八、單相橋式半控整流電路 100
九、單相橋式二極管整流電路
電容濾波 102
十、單相橋式二極管整流電路
LC濾波 102
項目三 直流變換器的安裝與調試 105
【項目導讀】 105
任務一 制作小型DC-DC電源升壓器 105
【任務描述】 105
【相關知識】DC-DC直流變換器
（斬波器） 106
一、直流斬波器的基本工作原理 107
二、直流斬波電路 107
三、變壓器隔離的直流-直流變換器 113
【知識拓展】直流-直流變換電路的
MATLAB仿真 116
一、降壓式（Buck）變換器的建模
與仿真 116
二、升壓式（Boost）變換器的建模
與仿真 117
三、降-升壓式（Buck-Boost、Cuk）
變換器的建模與仿真 119
【任務實施】小型DC-DC電源升壓器
的組裝 121
一、實訓目標 121
二、實訓場所及器材 121
三、實訓步驟 121
四、任務考核方法 123
任務二 認識光伏發電系統直流變換器 123
【任務描述】 123
【相關知識】光伏發電系統直流變換器 124
一、光伏發電系統直流變換器的特點 124
二、光伏發電系統的總體框架 125
三、直流變換器主電路的結構 125
四、直流變換器電路元件的選擇 128
【知識拓展】直流PWM控制的基本原理
及控制電路 129
一、直流脈寬調制（PWM）控制 129
二、脈寬調制（PWM）信號ug
的產生 129
三、直流開關電源的應用 131
【任務實施】觀測光伏發電系統直流
變換電路 131
一、實訓目標 131
二、實訓場所及器材 131
三、實訓步驟 132
四、任務考核方法 136
任務三 調試光伏電源充放電控制器 137
【任務描述】 137
【相關知識】光伏電源充放電控制器 137
一、太陽能光伏電源系統的組成 137
二、光伏電源充放電控制器 138
【知識拓展】最大功率點跟蹤技術 141
一、太陽能電池的特性及MPPT研究
的必要性 141
二、基于直流變換器的MPPT
實現原理 144
三、最大功率點跟蹤算法 145
【任務實施】實用光伏控制器的
安裝調試 147
一、實訓目標 147
二、實訓場所及器材 147
三、實訓步驟 148
四、任務考核方法 150
【拓展實例】 150
【項目總結】 151
【項目訓練】 151
【拓展訓練】直流變換電路仿真測試 152
一、直流降壓斬波電路 152
二、直流升壓斬波電路 153
三、直流升降壓斬波電路 153
四、電流可逆斬波電路 156
五、多相多重斬波電路 156
六、正激電路 158
七、反激電路 159
八、半橋電路 161
九、全橋電路 163
項目四 光伏逆變器的安裝與調試 165
【項目導讀】 165
任務一 制作小功率單相逆變器 165
【任務描述】 165
【相關知識】DC-AC變換器（逆變器） 166
一、逆變器概述 166
二、逆變器的定義及分類 167
三、現代逆變技術的發展趨勢 167
四、逆變的基本概念 169
五、有源逆變 169
六、無源逆變 173
【知識拓展】簡易小功率方波逆變器設計 180
一、方波的產生 180
二、場效應管驅動電路 181
三、場效應管電源開關電路 182
四、逆變器的性能測試 186
【任務實施】 187
一、實訓目標 187
二、實訓場所及器材 187
三、實訓步驟 187
四、任務考核方法 191
任務二 安裝與調試光伏發電系統逆變器 191
【任務描述】 191
【相關知識】WPV02型風光互補實訓系統
逆變器 192
一、WPV02型風光互補實訓系統
逆變器概述 192
二、DC-DC升壓器 192
三、全橋逆變 201
【知識拓展】并網逆變器分析與檢測 208
一、并網逆變器的技術要求 208
二、并網逆變器的國內外應用現狀 209
三、并網逆變器的分類 210
四、并網逆變器輸出電流的主要
控制方式 211
【任務實施】 212
實例一 拆解與組裝WPV02型風光
互補實訓系統逆變器 212
實例二 晶閘管串級調速裝置
基本認識 214
【項目總結】 216
【項目訓練】 216
【拓展訓練】逆變器仿真測試 217
一、電壓型單相半橋逆變電路 217
二、電壓型單相全橋逆變電路 218
三、電壓型三相全橋逆變電路 219
四、電流型單相并聯諧振式逆變電路 222
五、電流型三相逆變電路 223
參考文獻 225

1. 光伏發電系統電氣控制 [主編 裴勇生 葉云云 許洪龍]
2. 讓光伏驅動中國 [余圣秀 著]
3. 光伏專業英語 [主編 王東霞 張肖肖]