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一.谐波的来源和危害
谐波 (harmonic wave),是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量,一般是指对周期性的非正弦电量进行傅立叶分解,其余大于基波频率的电流产生的电量。谐波在电能的产生、传输与消费环节都有可能产生,主要来源于电网中非线性的设备与日益增多的电力电子装置。谐波电流的危害在于会在电网短路阻抗上产生谐波电压降,从而影响电压波形(用户端电压=无穷大电网稳定电压-谐波电压降)。谐波电流绝对值(逆变器通常用额定负载下的谐波电流百分比进行定义)越大,对电网电压的失真影响越大。谐波电流的相对值(谐波电流与当前负载电流的百分比)没有任何物理意义。
中国和国外关于并网逆变器的标准(鉴衡金太阳标准、IEEE1547、IEC61000-3-12、VDE0126)和并网光伏电站的标准(GB/T 19964-2012、GB 14549、GB 24337、VDE4105、BDEW)均只对逆变器或光伏电站的谐波电流绝对值进行要求。对于逆变器不同负载率下的谐波电流,仅要求绝对值不大于满载下的谐波电流绝对值。比如中国金太阳标准中规定了逆变器额定功率运行时,注入电网中的谐波电流THDi不超过5%;同时,在30%,50%,70%负载点处的谐波电流不超过额定功率运行时的值。需要注意的是,这里规定的是轻载谐波电流总量(也就是绝对值)不超过额定功率运行时的值,主要的原因是对于电网而言,需要控制的是谐波电流的总量,逆变器轻载工作时虽然谐波电流相对值很大,但总量很小,不会对电网造成影响。
二.组串式逆变器输出电流谐波控制分析
逆变器输出电流谐波水平主要和以下几个因素有关:
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