光伏并网对电网谐波的影响及抑制

任冰　杨赵倩　秦博

摘 要：本文以光伏发电原理和它的数学模型为基础，分析研究了带有LCL滤波器的光伏逆变器的电路模型，并且根据滤波器参数的推导公式，对其设置合理的参数。针对LCL型光伏并网逆变器存在的谐振问題，选择了电容支路串联电阻的阻尼控制策略。最后用MATLAB/simulink进行了仿真，从并网电流、电压波形质量方面验证了它们具有良好的谐振抑制效果。

关键词：LCL滤波器;光伏并网;谐波抑制

1 并网系统

对光伏发电系统实施并网可通过如下方式进行：第一种是充分地对原有的配电网加以利用，然后再接进低压线路，通常会用于农村屋顶或是城市的一些小规模建设当中;第二种是利用变压器进行升压，然后将之接进高压电网，这种方法为众多光伏电站采用。[1]其基本结构如图1。

并网逆变器在光伏发电体系里面扮演者十分重要的角色。如图2，它能够和普通的逆变器一样把直流电变为交流电，而且还能调控输出交流电的电压、相位、幅值等。因此对并网逆变器往往需要有更高的要求。[2]

2 谐波的影响及抑制

光伏产电并网会产生谐波干扰。所以从光伏并网系统的需要出发，在其中设置滤波器，它可以使入网电流满足实际需要，而且还使逆变器输出电压中的THD得到了有效的控制。图3为 LCL 型光伏并网系统的拓扑结构。[3]

3 LCL滤波器参数选择

本文所采用的系统参数见下表。

4 谐振分析

没有阻尼时，LCL 型的滤波电路的振荡频率是fres=12πL1+L2L1L2C，计算滤波器的参数知，fres≈1.164KHz，谐振点位于fresfn≈23次旁边。

LCL 滤波器发生谐振的理由在于系统阻尼很小，所以说应当运用某些控制手段来提升它。

无源阻尼法是通过实际的电阻控制谐振的频率，无源阻尼法的拓扑结构如图4所示。

5 仿真波形

如下图5及6所示。无阻尼调节控制下并网运作，a、b两相之间电流、电压毛刺较多，畸变明显;而利用无源阻尼调节后，波形毛刺降低，更加平滑。谐振能够造成波形的畸变，而无源阻尼调节策略能够有效减小这种现象。

参考文献：

[1]雷一，赵争鸣，袁立强，等.LCL滤波的光伏并网逆变器阻尼影响因素分析[J].电力系统自动化，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]张彦，赵义术，余蜜，等.光伏并网逆变器电流控制技术研究[J].电力电子技术，2009，43（5）：29-30.