文档介绍：课程论文/研究报告
课程名称： 新能源技术
任课教师：
论文/研究报告题目：
简析光伏发电系统中的谐波问题
完成日期：
2013年1^月22 日
学
科：
水利工程
学
号：
姓
名：
简析光伏量，不仅会破坏绝缘，严重时还会造成短路，甚至引起火灾。而当 谐波频率与网络谐振频率相近或相同时，会在线路中产生很高的谐振电压。严重 时会使电力系统或用电设备的绝缘击穿，造成恶性事故。
（2） 对电力变压器的影响
谐波电流的存在增加了电力变压器的磁滞损耗、涡流损耗及铜损，对带有不 对称负荷的变压器来说，会大大增加励磁电流的谐波分量。
（3） 对电力电容器的影响
由于电容器对谐波的阻抗很小，谐波电流叠加到基波电流上，会使电力电容 器中流过的电流有很大的增加，使电力电容器的温升增高，引起电容器过负荷甚 至爆炸。同时，谐波还可能与电容器一起在电网中形成谐振，并又施加到电网中。
（5） 对电机的影响
谐波会使电机的附加损耗增加，也会产生机械震动，产生甚至引起谐波过电 。
（6） 对继电保护和自动装置的影响
对于电磁式继电器来说，电力谐波常会引起继电保护以及自动装置的误动作 或拒动，。
（7） 对通信线路产生干扰
在电力线路上流过幅度较大的奇次低频谐波电流时，通过电磁耦合，会在邻 近电力线路的通信线路中产生干扰电压。干扰通信线路的正常工作，使通话清晰 度降低，甚至会引起通信线路的破坏。
（8）对用电设备的影响
电力谐波会使电视机、计算机的显示亮度发生波动，图像或图形发生畸变， 甚至会使机器内部元件损坏，导致机器无法使用或系统无法运行。
3谐波的抑制
根据太阳能光伏发电产生谐波的特点，可以采用下列方法进行谐波的抑制。
降低谐波源的谐波含量
（1）变压器的谐波抑制
这可以从以下两个方面来考虑：
①改善变压器磁路饱和状况。
变压器的磁路饱和问题主要取决于变压器铁心材料和铁心结构。变压器的铁 心是变压器内部的主体结构，是能量传输和转换的媒介。合理的铁心结构设计、 按照要求安装、做好日常维护工作，对减小了励磁电流的畸变率，达到了抑制谐 波电流的目的都是很有帮助的。
②合理选择变压器绕组的联结方式。
由于三次谐波电流只能在星型带中性线绕组和三角型绕组中流通，而不能在 星型不带中性线绕组中流通。由于三次谐波电流在变压器的运行过程中是客观存 在，所以，若变压器绕组接线方式不当，未为三次谐波电流提供通路时，三次谐 波电流只能滞留在变压器铁芯绕组中，导致铁芯绕组发热，增加损耗。
（2）逆变器的谐波抑制
①时实电流跟踪谐波谐波抑制方法
图时实电流跟踪谐波抑制方法框图
实时电流跟踪控制技术控制逆变器IGBT，通过调节逆变桥输出提供全部的无 功功率和谐波功率来控制电网侧电流，使系统实现并网目标，即通过直接控制输 出电流，使之在预设波形附近变化，其中可以把逆变器和交流负荷视为一体。
②注入适当的谐波
这种方法即可以提高电压利用率，同时可以实现谐波抑制的目的。
利用滤波器进行滤波
（1）采用无源滤波（LC）
APF
图单调和双调滤波器 图有源滤波器
无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧，由R、L、C组件构成谐振回路， 当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时，即可阻止该次谐波流入 电网。LC无源滤波器（只吸收固定频率的谐波），它实质上是一种大功率波形发生 器，它把谐波源发出的谐波经过采样、180°移相后，再完整的复制出来，并送 到谐波源的入网点，复制的谐波与谐波源产生的谐波幅值相等，方向相反，并跟 随谐波的变化而变化，如此，谐波源产生的谐波就完全被抵消了。
如图所示最常用的单调和双调滤波器。由于投资少、效率高、结构简单、运 行可靠及维护方便等优点，无源滤波是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手 段。但无源滤波器存在着许多缺点，如滤波易受系统参数的影响；对某些次谐波 有放大的可能，耗费多、体积大等。因而随着电力电子技术的不断发展，人们将 滤波研究方向逐步转向有源滤波器。
单调谐滤波器通频带窄，滤波效果好，损耗小，调谐容易，是使用最多的一 种类型；双调谐滤波器可代替两个单调谐滤波器，只有一个电抗器（L1）承受全部 冲击电压，但接线复杂，调谐困难，仅在超高压系统中使用。
（2）采用有源滤波（APF）
不同于LC无源滤波器，如图所示的APF有源滤波器是一种新型谐波抑制和 无功补偿装置，几乎可以滤除所有的高次谐波，实现全部补偿的目的。
有源滤波器由两大部分组成，即指令电流计算电路（电流检测电路）和补偿电 流发生电路。补偿电流发生电路由主电路、驱动电路、电流跟踪控制电路三部分