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摘要:本文重点介绍了光伏发电并网的两种方案，及各个方案的优缺点,并提出了两种方案的协同控制方案。
关键词：光伏发电；并网；方案；协同
随着全世界对能源、环保问题的重视，人们对绿色能源的期望越来越高，在光伏并网系统中，逆变器是核心的部分，其效率的高低、可靠性的好坏会直接影响整个并网系统的性能。根据IEEE Standard 1547 并网标准可知，并网逆变器入网电流控制的两个关键指标为：
a、尽量减少入网电流对电网的谐波污染，使入网电流谐波含量满足技术指标；
b、入网电流与电网电压同频同相，保证高并网发电功率因数PF(Power Factor)。
LCL 滤波器虽然对高次谐波衰减效果显著，但是，LCL 滤波器在谐振频率处存在幅值尖峰，容易发生谐振，使用不当会恶化入网电流的谐波含量。
LCL 滤波并网逆变器的谐振阻尼控制策略主要可分为无源阻尼方案和有源阻尼方案及混合阻尼方案。
1、无源阻尼方案
无源阻尼方案是通过在系统中添加实际的阻尼电阻来抑制谐振，以实现对入网电流的直接闭环控制，通常采用的是滤波电容串联电阻的方式[1]，如图1 所示，图中Rf 代表阻尼电阻。
由以上分析可知，无源阻尼方案具有原理简单，易于实现的优点，但是，它增加了功率损耗，降低了滤波器的高频分量衰减程度，而且，系统的稳定性较差。
2、有源阻尼方案
针对无源阻尼存在的问题，很多文献都提出了有源阻尼的方案[2]。有源阻尼方案是采用适当的闭环控制策略来抑制谐振使系统稳定。
本文中电流采用逆变器输出电流反馈的PI 控制。对有源阻尼中最常见的电容电流反馈的多环控制方法，将电网电感Lg计入网侧滤波电感L2中，其电流环的控制框图如图4 所示，其中k 为电流反馈系数，Td为控制延迟时间，KPWM为PWM 调制系数。
有源阻尼控制方法具有稳定性好，谐振抑制能力强和入网电流相位直接可控的优点，是综合性能较优的并网电流控制技术。
3、有源与无源阻尼协同控制方案
基于有源阻尼受控制延迟等因素的不利影响大而不受电网电感影响，无源阻尼不受控制延迟影响但其阻尼效果会因弱电网引入的电网电感而降低这一特点，提出一种采用有源阻尼与无源阻尼协同控制的混合阻尼策略，以充分发挥二者的优势达到互补的目标，其电流内环的控制原理如图5 所示。它不仅将电容电流反馈至控制器形成双电流环控制，还在滤波电容上串联阻值相对较小的阻尼电阻。
当电网电感增大时，LCL 滤波造成谐振频率降低，尽管无源阻尼的作用效
果减小，但其对有源阻尼起着增强作用，因而通过合理的设计可以实现自适应调节来稳定总阻尼系数不变，以保证阻尼效果。
本文最后采用有源阻尼与无源阻尼相结合的混合阻尼方法，有以下结论：
a．并网引入的电网感抗将降低谐振频率，起到削弱无源阻尼、增强有源阻尼的作用；
b. 所提混合阻尼方法兼顾了两者的优势，互补了彼此的不足，具有电网适应力强、受延迟影响小、电阻损耗小的特点。
由于该方法同时含有无源阻尼和有源阻尼，既需要增加额外的传感器，还需要增加阻尼电阻，因此系统成本会稍有增加，但良好的稳定性和电网适应性使其具有广阔的工程应用前景。
参考文献：
[1]张承慧，叶颖，陈阿莲，等．基于输出电流控制的光伏并网逆变电源[J]．电工技术学报，2007，22(8)：41-45．
[2]沈国桥，徐德鸿．LCL 滤波并网逆变器的分裂电容法电流控制[J]．中国电机工程学报，2008，28(18)：36-41．
论文作者:李家骥1,刘媛媛2,赵博3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/27
标签：阻尼论文; 无源论文; 电流论文; 谐振论文; 方案论文; 电网论文; 逆变器论文; 《电力设备》2017年第3期论文;