光伏并網對電網諧波的影響及抑制

任冰　楊趙倩　秦博

摘?要：本文以光伏發(fā)電原理和它的數(shù)學模型為基礎，分析研究了帶有LCL濾波器的光伏逆變器的電路模型，并且根據(jù)濾波器參數(shù)的推導公式，對其設置合理的參數(shù)。針對LCL型光伏并網逆變器存在的諧振問題，選擇了電容支路串聯(lián)電阻的阻尼控制策略。最后用MATLAB/simulink進行了仿真，從并網電流、電壓波形質量方面驗證了它們具有良好的諧振抑制效果。

關鍵詞：LCL濾波器;光伏并網;諧波抑制

1 并網系統(tǒng)

對光伏發(fā)電系統(tǒng)實施并網可通過如下方式進行：第一種是充分地對原有的配電網加以利用，然后再接進低壓線路，通常會用于農村屋頂或是城市的一些小規(guī)模建設當中;第二種是利用變壓器進行升壓，然后將之接進高壓電網，這種方法為眾多光伏電站采用。[1]其基本結構如圖1。

并網逆變器在光伏發(fā)電體系里面扮演者十分重要的角色。如圖2，它能夠和普通的逆變器一樣把直流電變?yōu)榻涣麟姡疫€能調控輸出交流電的電壓、相位、幅值等。因此對并網逆變器往往需要有更高的要求。[2]

2 諧波的影響及抑制

光伏產電并網會產生諧波干擾。所以從光伏并網系統(tǒng)的需要出發(fā)，在其中設置濾波器，它可以使入網電流滿足實際需要，而且還使逆變器輸出電壓中的THD得到了有效的控制。圖3為 LCL 型光伏并網系統(tǒng)的拓撲結構。[3]

3 LCL濾波器參數(shù)選擇

本文所采用的系統(tǒng)參數(shù)見下表。

4 諧振分析

沒有阻尼時，LCL 型的濾波電路的振蕩頻率是fres=12πL1+L2L1L2C，計算濾波器的參數(shù)知，fres≈1.164KHz，諧振點位于fresfn≈23次旁邊。

LCL 濾波器發(fā)生諧振的理由在于系統(tǒng)阻尼很小，所以說應當運用某些控制手段來提升它。

無源阻尼法是通過實際的電阻控制諧振的頻率，無源阻尼法的拓撲結構如圖4所示。

5 仿真波形

如下圖5及6所示。無阻尼調節(jié)控制下并網運作，a、b兩相之間電流、電壓毛刺較多，畸變明顯;而利用無源阻尼調節(jié)后，波形毛刺降低，更加平滑。諧振能夠造成波形的畸變，而無源阻尼調節(jié)策略能夠有效減小這種現(xiàn)象。

參考文獻：

[1]雷一，趙爭鳴，袁立強，等.LCL濾波的光伏并網逆變器阻尼影響因素分析[J].電力系統(tǒng)自動化，2012，36（21）：36-40.

[2]P A Dahono.A control method for DC-DC converter that has an LCL output filter based on new virtual capacitor and resistor concepts[C].Proc.of PESC'04，2014，1：36-42.

[3]張彥，趙義術，余蜜，等.光伏并網逆變器電流控制技術研究[J].電力電子技術，2009，43（5）：29-30.