无功与谐波补偿检测的光伏并网仿真研究

杨国华 姚 琪

(宁夏大学物理电气信息学院，宁夏 银川 750021)

0 引言

随着我国工业化进程的加快和光伏发电并网规模的逐渐扩大，电力电子器件在光伏并网发电系统中的应用趋于广泛。光伏并网发电系统存在大量的非线性和冲击性负载，产生的谐波对电网电能质量的污染较为严重，同时，谐波对电力系统的安全、经济与可靠运行也造成了不良影响［1－2］。

光伏发电必须通过逆变装置将直流电逆变成交流电后才能并入电网。由于电力逆变器接入配网的调节和控制方式与常规方式有较大不同，其开关器件的频繁开通和关断容易在开关频率附近产生谐波分量，这给电网带来电力谐波污染。考虑到传统无源滤波不能满足较高电能质量的要求，因此，有必要采取新的方法，即通过光伏并网发电与有源电力滤波器统一控制的策略，实现在光伏并网发电的同时补偿无功及负载谐波电流。在此过程中，无功及谐波电流的检测是系统完成补偿功能的关键，所以在光伏并网发电系统中，有必要对系统中的谐波进行检测、分析与抑制，从而提高电网电能质量［3－4］。

1 光伏并网发电系统

1.1 光伏并网发电系统结构

通过分析不可调度式光伏并网发电系统的拓扑结构，可知系统中的电能转换单元与传统电力有源滤波器(active power filter，APF)具有相似性。APF主要用于解决无功电流和谐波电流等电能质量问题。APF中直流侧的能量主要通过吸收电网有功电能来维持，光伏并网发电装置可向电网注入有功电能，可将光伏阵列直接或经升压电路接到APF的直流侧，并提供稳定的直流侧电压，这是正常进行无功及谐波电流补偿的关键［5］。……