太阳能光伏发电系统中的谐波及其治理

信息大观　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　太阳能光伏发电系统中的谐波及其治理　西门子（中国）有限公司丁宁，孟涛　１　什么是谐波　“谐波”一词最早起源于声学，电力系统的谐　波在２０世纪２０年代就引起了人们的注意，到了近　代，由于电子技术的飞速发展，各种电力电子系统　与人们的生活密不可分，谐波带来的危害也因此　日趋严重。　厂接入系统技术规定与分布式电源入网技术规定，　所连公共连接点的谐波电流分量（方均根值）应满　足ＧＢ／Ｔ　１４５４９—１　９９３　电能质量公用电网谐　波》的规定。　同时金太阳认证也对谐波分量设定了标准：　逆变器在运行时不应造成电网电压波形过度畸变　和注入电网过度的谐波电流，以确保对连接到电　在供电系统中，谐波是对周期性非正弦电量　进行傅立叶级数分解后，除了得到与电网基波频　率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率　的分量，这部分分量就称为谐波。　２　谐波的危害　电网谐波造成电网污染，正弦电压波形畸变，　使电力系统的设备出现异常和故障。谐波的危害　在电力系统中是多方面的，主要有：　（１）对供配电线路的危害。在谐波的影响下，　网的其他设备不造成不利影响。逆变器带载（线性　负载）运行时，电流谐波总畸变率限值为５％。　３　光伏逆变器造成的电网干扰　逆变器能造成包括谐波在内的电网干扰。电网　干扰是能够在幅度、频率上改变电压与电路的理想　正弦曲线的所有现象。以下现象均能称作电网干扰：　（１）谐波；（２）问谐波震荡；（３）电压变化；（４）三　相电网的电压不平衡；（５）脉动频率波动。　电网干扰能以多种形式影响负载及输电网，　如：（１）对电子器件及控制器的影响；（２）负载增加　导致电子器件（如电缆，变压器）温度上升；（３）影　响功率因数；（４）增加电量的传输损失。　４　解决方案　世界各大逆变器厂商在电网干扰问题的解决　容易导致机电保护误动作，不能全面有效地起保　护作用。　（２）影响电网的质量。谐波会引起串联谐振及　并联谐振，放大谐波，造成危险的过电压或过电流。　（３）增加了输电线路的损耗，缩短了输电线寿　命。谐波电流一方面在输电线路上产生谐波压降，　另一方面增加了输电线路上的电流有效值，从而　引起附加输电损耗。　（４）对电容器的影响。由于谐波使通过电的电　流增加，使电容器损耗增加，从而引起电容器发热　和温升，加速老化。　上都有着丰富的经验，例如西门子凭借其在光伏　领域３０多年的经验及在全球市场的成功案例，取　得了世界领先的成就。　西门子逆变器使用特殊设计的正弦波滤波器，　这种滤波器能基本消除绝大部分的谐波及换向缺　口。逆变器与滤波器之间的最佳配合使得注入电　网的电压及电流几乎是完美的正弦波，电网干扰　（５）对电动机影响。谐波增加了其附加损耗，　严重时使电动机过热，尤其是负序谐波在电动机运　行中产生相反的转矩，从而减少电动机的出力。　由于谐波存在的这一系列危害，国家对此也　设定了一系列标准：国家电网公司光伏太阳能电　的ＧＤ　Ｐ增长目标值，推动结构节能：继续实施节　基本被消除了。根据多次实际测试，满负荷时电流　谐波小于２％，在其公开手册中承诺小于２．５％，　目前处于世界领先地位。　【２】广东省统计局．广东统计年鉴一２０１Ｏ［Ｍ】．北京：中国统计出　能目标评价考核工作，落实奖惩措施，建立主要行　版社．２Ｏ１０．　【３】　林艳君，冯春萍．浅析上海市产业结构变动对能源强度的影　响【Ｊ］．中国能源【Ｊ】，２００６，２８（２）：４０—４３．　【４】　朱伟杰，严新根，胡亚鹏，等．浙江省单位ＧＤＰ能耗的实证　分析【Ｊ】．现代经济，２００８，７（７）：１２—１５．　【５】　郁聪．中国节能形势分析及今年节能重点工作建议【Ｊ】．财经　界，２０ｌ０，（７）：４０—４１．　业、部门完成节能目标评价机制，健全和完善有关　法律、法规、标准和政策体系，加大财政投入，确　保各项措施落到实处。　参考文献：　【１】　田中华，陈卫理．广东能源发展现状分析及对策探讨【Ｊ】．广　东科技。２０１０，１９（８）．　１＇，甜　３２　’　～　脚ｆｃｆＤ　枷第。　卷第　期　。　。年　月