光伏并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)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(xué)模型為基礎(chǔ)，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(dǎo)公式，對(duì)其設(shè)置合理的參數(shù)。針對(duì)LCL型光伏并網(wǎng)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(jìn)行了仿真，從并網(wǎng)電流、電壓波形質(zhì)量方面驗(yàn)證了它們具有良好的諧振抑制效果。

關(guān)鍵詞：LCL濾波器;光伏并網(wǎng);諧波抑制

1 并網(wǎng)系統(tǒng)

對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)施并網(wǎng)可通過如下方式進(jìn)行：第一種是充分地對(duì)原有的配電網(wǎng)加以利用，然后再接進(jìn)低壓線路，通常會(huì)用于農(nóng)村屋頂或是城市的一些小規(guī)模建設(shè)當(dāng)中;第二種是利用變壓器進(jìn)行升壓，然后將之接進(jìn)高壓電網(wǎng)，這種方法為眾多光伏電站采用。[1]其基本結(jié)構(gòu)如圖1。

并網(wǎng)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(diào)控輸出交流電的電壓、相位、幅值等。因此對(duì)并網(wǎng)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(chǎn)電并網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生諧波干擾。所以從光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的需要出發(fā)，在其中設(shè)置濾波器，它可以使入網(wǎng)電流滿足實(shí)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(wǎng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。[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(shí)，LCL 型的濾波電路的振蕩頻率是fres=12πL1+L2L1L2C，計(jì)算濾波器的參數(shù)知，fres≈1.164KHz，諧振點(diǎn)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(yīng)當(dāng)運(yùn)用某些控制手段來提升它。

無源阻尼法是通過實(shí)際的電阻控制諧振的頻率，無源阻尼法的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示。

5 仿真波形

如下圖5及6所示。無阻尼調(diào)節(jié)控制下并網(wǎng)運(yùn)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(diào)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(diào)節(jié)策略能夠有效減小這種現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷一，趙爭鳴，袁立強(qiáng)，等.LCL濾波的光伏并網(wǎng)逆變器阻尼影響因素分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)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(shù)，余蜜，等.光伏并網(wǎng)逆變器電流控制技術(shù)研究[J].電力電子技術(shù)，2009，43（5）：29-30.