微網逆變器并聯諧波抑制研究

張海霞　張強　王慶磊　徐紅城

【摘 要】隨著微網技術日趨成熟，逆變器并聯在微網中的應用越來越廣泛，但逆變器并聯將帶來一些問題，如普通負載時當兩逆變器電壓不等造成系統環流、帶非線性負載時將產生一系列諧波。本文以兩逆變器并聯為例分析了逆變器并聯系統諧波環流產生的原因，針對逆變器并聯整流型非線性負載的情形，利用下垂特性將諧波功率環引入調節器，采用實時的諧波功率計算方法從總的視在功率中分出諧波功率，通過均分諧波功率來抑制諧波環流。仿真表明，所提方法能更好地抑制諧波環流。

【關鍵詞】逆變器并聯；諧波環流；下垂控制；諧波功率均分

【Abstract】With the maturation of microgrid technology，the application of two inverters in microgrid is more and more extensive.It is very meaningful to solve the problem of parallel connection of microgrid.In this paper，the causes of the harmonic circulation in the parallel system of the inverter are analyzed.In view of the case of the parallel rectifier nonlinear load，the harmonic power loop is introduced into the regulator，and the multi-feedback parallel control strategy is proposed. The harmonic power calculation method divides the harmonic power from the total apparent power and suppresses the harmonic current by reducing the harmonic power.The simulation shows that the new harmonic power equalization can better suppress the harmonic circulation.

【Key words】Inverter parallel；Harmonic circulation；Droop control；Harmonic power equalization

0 引言

近幾年，隨著微電網和逆變器并聯技術的提出，但逆變器并聯將帶來一些問題，如普通負載時當兩逆變器電壓不等造成系統環流、帶非線性負載時將產生一系列諧波。隨著大量整流型非線性負載的接入導致逆變器輸出電流具有以5、7次為主的諧波，本文以兩臺逆變器并聯為例在改進的下垂控制理論基礎上對并聯系統諧波功率進行均分來抑制諧波環流。

1 下垂控制基本思路

每臺逆變器會根據自己的下垂特性進行調整，直至并聯系統達到最小環流。下垂控制思想如下關系式和示意圖：

2 諧波環流功率計算

文獻[4]提出多反饋并聯控制策略以及其參數設定的方法，且采用新的諧波功率計算方法來實現基波和高次諧波的功率均分，以效抑制諧波。文獻[3]提出了通過抑制諧波功率即利用改進下垂實現諧波功率和電壓增益的關系來減小對電壓的影響。假設逆變器的輸出電壓為一正弦波，電流中含有一定量的諧波成分，即：

■

其中，E、In分別為逆變器的輸出電壓、電流有效值，？漬n為電壓與電流之間的夾角。系統的總視在功率為：■

則■，

其中■為諧波功率。上面的表達式可以從系統輸出的總視在功率中分解出諧波功率。然后加入諧波功率調節器，建立諧波功率與電壓的下垂關系式，根據諧波功率的大小來改變調節器的參數，實現諧波功率的均分來減少諧波含量，從而達到抑制諧波環流的目的。

3 仿真與結論

分析比較圖3和圖4可看出，逆變器并聯系統中，當負載為整流型非線性負載時，逆變器輸出電流中含有較多奇次諧波分量，在加入諧波功率調節器實現諧波功率均分后即通過諧波功率與電壓的關系，減小了奇次諧波環流對逆變器輸出電壓的影響，從而提高了系統輸出電壓質量。

【參考文獻】

[1]周龍華，舒杰，張先勇，等.分布式能源微網電壓質量控制策略研究[J].電網技術，2012，36（10）：17-22.

[2]闞加榮，謝少軍，吳云亞.無互聯線并聯逆變器的功率解耦控制策略[J].中國電機工程學報，2008，28（21）：40-44.

[3]楊盼盼.光伏逆變器并聯控制及諧波環流抑制[D].淮南：安徽理工大學，2016.

[4]周龍華，舒杰，宋香榮，張先勇.并聯逆變系統諧波環流的抑制方法及功率計算[J].電力電子技術，2015，49（4）：33-35.

[責任編輯：田吉捷]