浅谈组串式逆变器历史及认识误区

发表于：2014-07-21 11:53:25 来源：世纪新能源网

2）误区二，组串式逆变器机器数量多，电站谐波将会变大

谐波是指电中中所含有的频率为基波的整数倍的电压或者电流分量，一般是指对周期性的非正弦电流进行傅立叶分解，扣除基波以外其他频率点的电流分量。谐波电流会在电网短路阻抗上产生谐波电压降，影响电压输出波形（用户端电压=电网稳定电压-谐波电压降）。

电网谐波的主要来源于三个方面：一是发电源质量不高产生谐波；二是输配电系统产生谐波；三是用电设备产生的谐波，其中用电设备产生的谐波最多。在用电设备中，由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%，这是最大的谐波源。

逆变器属于发电设备，它本身对输出电压是不控的，依托于电网电压，只是把电流灌入电网，这种工作方式对电网电压谐波的影响较小（但如果逆变器引发了电网的谐振除外），所以在衡量光伏电站并网点电能质量时，在电网电压谐波能够达到5%要求的情况下，重点关注的是逆变器输出的电流谐波。逆变器的电流谐波主要和以下几个因素有关：

（1）输出电压波形质量：逆变器的控制算法中输出电压为正弦波，当经过逆变器调制输出PWM波有畸变时，将影响逆变器的输出谐波与控制效果。提高开关频率与输出PWM电平数有助于降低PWM波形的畸变率，高开关频率三电平的组串式逆变器比低开关频率两电平的集中式逆变器更有优势。

（2）软件控制带宽：逆变器的开关频率越高，控制带宽越宽，对于宽范围的电流谐波抑制更充分，为保证稳定性，逆变器的控制带宽通常取开关频率的1/10左右；组串式逆变器的开关频率（16kHz左右）远高于集中式逆变器（两电平逆变器为3kHz，三电平可以做到8k左右），控制带宽更宽，对于低次谐波的控制能力更强。控制频率高，可以在控制环路中对电网谐波进行检测，加入对低频谐波的抑制程序，使得逆变器的输出电流谐波比电网的电压谐波做的更好。

（3）并网滤波器性能：控制带宽以外输出电流高频成分，需要依赖滤波器来滤除，组串式逆变器一般采用LCL型滤波器，具有高频谐波衰减能力强、受并网阻抗影响小的优点。

（4）并机谐波抵消能力：1个方阵多台组串式逆变器距离升压变压器距离不一样，线路阻抗会有差异。线路阻抗会等效改变并网LCL滤波器中L2的电感，不同的滤波器参数会改变谐波的相位。当多台组串式逆变器并联工作时，谐波成分将会由于相位的差异而部分相互低消，降低系统整体的谐波值。

从以上四点可以看出，组串式逆变器的输出电流谐波原理上并不会比集中式的差，由于其工作频率更高，完全可以在算法中加入谐波抑制的算法，保证输出电流谐波不受电网谐波的干扰，这是比集中式更有优势的地方。