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基于光伏电站的谐波补偿及谐振抑制技术(1)

一、大型光伏荒漠电站的发展概述

图1.国内光伏装机容量示意图

从2014年国家公布的计划安装量数据来看,这种爆炸式增长的趋势丝毫未减。目前,经过调整最终确定的安装量为14吉瓦(地面光伏电站6吉瓦、分布式光伏电站8吉瓦)。这几乎相当于过去所有年份国内光伏电站安装量的总和。

图2.荒漠电站的系统拓扑

荒漠电站的发展趋势朝着单个电站容量越来越大,接入的电压等级越来越高的方向发展。

二、大型光伏荒漠电站的电能质量问题

1、谐波是如何产生的?

光伏电站谐波的产生主要由逆变器、直流母线波动、变压器铁芯饱和非线性及电网的畸变导致。

逆变器产生的谐波主要由两部分构成:一部分由死区时间引起,包括3、5、7、9等低次谐波;另一部分由调制过程产生,成组的分布于开关频率整数倍附近。直流母线扰动也是产生谐波的一个源头,直流母线电压有一个暂态调整过程,对其电流波形的影响,只能通过改进MPPT方法尽可能减弱,但不可消除。隔离变压器的铁心饱和非线性特性也会导致谐波的产生,同时,电网畸变严重时,若逆变器发出理想的正弦电压,电抗上会产生谐波电压差,导致并网电流中含有对应的谐波分量。

图3.低光照下逆变器输出电流实测

大容量光伏并网系统,低功率、弱电网连接时将产生大量电流电压谐波。大型荒漠电站由多台逆变器组成,通过一个接入点并入电网,逆变器间将会相互影响,相互作用,必将存在各次谐波的互相叠加问题。

图4.实测光伏电站的谐波曲线

弱光情况下逆变器负载率通常在10%以下,并网电流THD通常大于5%,超大型光伏电站容量可能达到百兆瓦级,即使10%的负载率,输出容量也达到10MW,这时,光伏电站将成为一个巨大的谐波源,严重威胁到电网的稳定运行。

来源:特变电工
投稿联系:陈女士 13693626116   QQ: 1831213786
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